Dental İmplant Yüzeylerinde Osseointegrasyonun Geliștirilmesi için Yapılan Modifikasyonlar

Transkript

1 DERLEME (Review) Hacettepe Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi Cilt: 34, Sayı: 3-4, Sayfa: 60-69, 2010 Dental İmplant Yüzeylerinde Osseointegrasyonun Geliștirilmesi için Yapılan Modifikasyonlar Surface Treatments of Dental Implant to Improve Osseointegration *Dr. Onur GEÇKİLİ, *Dr. Emre MUMCU, *Dr. Canan BURAL, *Dr. Hakan BİLHAN, *Prof. Dr. Tayfun BİLGİN *İstanbul Üniversitesi Diș Hekimliği Fakültesi Protetik Diș Tedavisi Anabilim Dalı Total-Parsiyel Protez Bilim Dalı ÖZET Dental implantların yüzeylerinde primer stabilitenin sağlanması, osseointegrasyon sürecinin olumlu yönde geliştirilmesi ve biyolojik cevabın arttırabilmesi için çeşitli fiziksel ve kimyasal modifikasyonlar uygulanmaktadır. Günümüzde farklı yüzey özelliklerine sahip birçok dental implant çeşidi mevcuttur. Bu derlemede dental implant yüzeylerinde geçmişten günümüze yapılan modifikasyonlar ve bu modifikasyonların avantajları ve dezavantajları anlatılmaktadır. ABSTRACT Physical and chemical treatments have been applied on dental implant surfaces to provide primer stability and to improve osseointegration and biological compatibility. As of today, there are types of commercial dental implants with various surface properties. This article describes the development of surface treatments of dental implants, with recent updates in its technology and reviews the cons and pros of these applications. ANAHTAR KELİMELER Dental implant, implant yüzey özellikleri, osseointegrasyon KEYWORDS Dental implant, implant surface properties, osseointegration

2 61 GİRİȘ Protez terimleri sözlüğüne göre dental implantlar; sabit veya hareketli protezler için retansiyon ve stabilite sağlamak amacıyla ağız dokularına mukozal ve/veya periostal tabakanın altına ve kemiğin üstüne veya içine implante edilen alloplastik materyalden yapılmış protetik aygıt veya sabit veya hareketli protezleri desteklemek için çene kemiğinin üzerine veya içerisine yerleştirilen cisimler olarak tanımlanmaktadır 1. Kısmi ve tam dişsizlik vakaların dental implantlarla rehabilitasyonu, klinik olarak uzun dönem başarısı ortaya konmuş 2-4 ve günümüzde çok fazla tercih edilen bir protetik tedavi alternatifi haline gelmiştir 5. Teknolojinin gelişimiyle ve araştırma sayısının artmasıyla beraber dental implant yüzeylerinde doku cevabını iyileştirmek amacıyla bir çok modifikasyon yapılmıştır. Yüzey pürüzlülüklerini arttırmak ve osseointegrasyonu geliştirmek amacıyla geliştirilen metotları Bagno ve Di Bello 6 üç ana sınıfta belirtmektedirler: 1. Fiziksel (Mekanik) metotlar 2. Kimyasal metotlar 3. Biyokimyasal metotlar 1. Fiziksel (Mekanik) metotlar: Mekanik metotlar fi ziksel güçlerle yüzeyin şekillendirildiği metotlardır. En fazla kullanılan mekanik teknikler; işleme (machining), tornalama (turning), kesme (cutting), titanyum plazma sprey (TPS) kumlama (blasting) ve cilalamadır (polishing). İşlenmiş implantların yüzey topografisi işleme pozisyonundaki oluklardan oluşmaktadır. Cilalama ise sert ve abraziv bir araçla ve bir yağlayıcı kullanılarak bir miktar materyalin ortamdan uzaklaştırılmasıdır 6. Kesme ve tornalama (cutting and turning) Kesme işlemi, bir karbon separe ile metal yüzeyinin pürüzlendirilmesidir. Kesme hızı ve basıncı ayarlanabilir ve bu sayede pürüzlülük derecesi kontrol altına alınır. Fakat titanyum ve titanyum alaşımlarında mekanik deformasyona sebep olduğu için dental implantlarda çok fazla kullanılan bir metot değildir. Tornalama ise paslanmaz çelikten bir kesme apareyi ile yapılmaktadır. Tornalama işlemi metal yüzeyinde morfolojik değişiklikler yapmakta ve daha kontrollü yapılabildiği için titanyum ve alaşımlarında kesme gibi mekanik deformasyona sebep olmamaktadır 6. Titanyum Plazma sprey ile pürüzlendirme (TPS) Titanyum Plasma Sprey (TPS) 1974 ten itibaren Schroeder ve ark. 7 tarafından implantların yüzey alanlarını, daha doğrusu kemikteki tutunmasını arttırmak için kullanılmaya başlanılmıştır. Bu metot, implant yüzeyine yüksek derecede titanyum tozlarını püskürterek bunların yüzey ile birleşimini sağlayarak yapılır. Böylece yüzeyde 30 μm kalınlığında bir film tabakası oluşur. Bu kalınlığın düzgün olabilmesi için μm kalınlığında olması gerekir. Sonuç olarak TPS kaplama ortalama 7 μm lik bir pürüzlülük sağlar ve implantın yüzey alanını genişletir 8. Fakat bu metotla pürüzlendirilen implantlarda komşu kemikte titanyum parçaları bulunduğu bildirilmektedir 9. Titanyum iyonlarının salınımı sonucu oluşan lokal ve sistemik yan etkiler tam olarak belirlenememiştir 9. Kumlama ile pürüzlendirme (blasting) Titanyum yüzeyinin pürüzlendirilmesi için uygulanan bir başka metot da abraziv seramik partiküllerin bir sıvı aracılığıyla yüzeye uygulanması ile yüzeyin kumlanmasıdır. Bu seramik parçacıkları daha sonra basınçlı hava ile yüksek hızda yüzeye uygulanırlar. Parçacıkların büyüklüklerine göre titanyum yüzeyinde değişik yüzey pürüzlülükleri elde edilir. Bu kumlama materyalleri kimyasal olarak stabil ve biyouyumlu olmalı ve implantların osseointegrasyonuna engel olmamalıdır. Genelde kullanılan seramik parçacıkları alumina (Al 2 O 3 ), titanyum dioksit (TiO 2 ) ve kalsiyum fosfattır (CaP) 6,8. Al 2 O 3, uygulanabilirliği kolay olan ve yüzeyde değişik pürüzlülük yaratabilen bir materyal olmasına karşın bazı dezavantajları mevcuttur. İmplant yüzeyine gömüldüğü için, ultrasonik

3 62 temizleme, asit pasifi zasyonu ve sterilizasyondan sonra bile kalıntı bırakır. Al 2 O 3 asitte çözünmez ve titanyum yüzeyinden uzaklaştırılması çok zordur. Bu yüzden titanyumun mükemmel korozyon direncinin düşmesine sebep olabildiği bildirilmektedir 10. TiO 2 parçacıkları ortalama 25 μm büyüklüğe sahiptir ve dental implantlarda 1-2 μm civarında ortalama bir pürüzlülük oluştururlar. TiO 2 ile pürüzlendirilmiş implantların, düz yüzeylere oranla çok daha fazla kemik teması sağladığını bildiren bir çok deneysel çalışma ; daha yüksek kemik seviyeleri ve uzun dönem başarı sağladığını bildiren bir çok klinik çalışma mevcuttur TiO 2 parçacıkları ile pürüzlendirilmiş ve en yaygın olarak kullanılan implantlar Astra Tech firmasına ait TiOblast TM implantlarıdır 14. Albrektsson ve Wennerberg 15, TiOblast TM implantları daha düz ve daha pürüzlü yüzeylerle karşılaştırdığı çalışmasında, her iki yüzeyde de TiOblast TM implant yüzeyinden daha zayıf kemik cevabı bulduğunu bildirmektedir. Steveling ve ark. 3, 44 adet TiOblast TM implantı erken yükleyerek 5 yıl izledikleri çalışmanın sonucunda, ortalama kemik kaybı miktarını 3 yıl sonunda 0.6 mm, 5 yıl sonunda 0.9 mm olarak saptadıklarını, başarı oranının da % 100 olduğunu bildirmektedirler. Gotfredsen ve ark 18, press-fit cilalı silindir implantlar ve self-tapping yivli-vida implantlar ile bunların TiO 2 -kumlama ile pürüzlendirilmiş versiyonlarından oluşan dört tip deneysel implantı, köpeklerin alt çenelerinde çekilen 1. ve 2. küçük azı dişleri yerine immediat olarak yerleştirip, 12. haftada tork testi ve histomorfometrik inceleme yapmışlardır. SEM de kumlanmış implantlarda yüksek oranda yüzey pürüzlülüğü saptanmıştır. Tork testine göre kumlanmış implantların kemikten ayrılması için anlamlı derecede fazla kuvvet uygulanması gerekmiştir. Kumlanmış vida implantlar en iyi ankrajı sağlamışlardır. Ancak, histomorfometrik incelemede implantlar arasında kemik temas yüzdesi (% 69) açısından farklılık saptanamadığı bildirilmektedir. Gotfredsen 19, 20 hastanın yarısına erken yarısına da geç yükleme yaptığı tek diş TiOblast TM implantların 5 yıl sonunda başarı oranlarını % 100, kuronlarınkini de % 95 olarak bildirmektedir. Marjinal kemik kayıplarının ise 0.5 mm nin altında (erken yüklemede 0.34, geç yüklemede 0.26) olduğu belirtilmektedir. Rasmusson ve ark. 14, 199 adet TiOblast TM implantı 10 sene boyunca izledikleri çalışmalarında başarı oranını % 96.9; kemik kayıplarını da 1.27 mm olarak saptadıklarını bildirmektedirler. Ericsson ve ark. 20, köpeklerde küçük azı dişlerinin çekiminden 4 ve 6 ay sonra iki dönemde aynı hayvanlara cilalı Astra Tech marka implantlar ve TiO 2 kumlama ile pürüzlendirilen versiyonunu (TiOblast TM ) yerleştirerek iki ay ve dört aylık iyileşme dönemlerinden sonra histomorfometrik inceleme yapmışlardır. İki aylık sonuçlarda kemik teması her iki tip implant için de ortalama % 40 olup istatistiksel anlamlılık göstermezken, dört aylık iyileşme döneminden sonra TiO 2 kumlamada % 65, cilalı implantlarda % 42.9 kemik teması saptandığı ve pürüzlülüğün kemik cevabını stimüle ettiği ileri sürülmektedir. Yi ve ark. 21, periodontal harabiyetten dolayı dişlerini kaybetmiş olan 43 hastaya uyguladıkları 125 adet TiOblast TM implantı 3 sene boyunca izledikleri çalışmada, kemik kayıplarını 0.21 mm, başarı oranını da % 100 olarak saptadıklarını bildirmektedirler. Albrektsson ve Wennerberg 15, TiUnite, Frialit-2, SLA, Osseosit ve TiOblast TM implantlarla ilgili yapılmış retrospektif, prospektif ve karşılaştırmalı çalışmaları incelemişler ve en başarılı ve uzun çalışmaların TiOblast TM implantlar ile ilgili olduğunu belirtmişlerdir. Hidroksiapatit (HA), beta trikalsiyum fosfat gibi kalsiyum fosfatlar da pürüzlendirmede kullanılan diğer materyallerdir. Bu materyaller biyouyumlu, osseokondüktif ve rezorbe olabilen özelliklere sahiptir. Yine bu materyallerin de düz yüzeylere olan üstünlüğünü bildiren çalışmalar mevcuttur 22,23.

4 63 2. Kimyasal metotlar Kimyasal metotlar, titanyumun kimyasal yapısında özellikle de yüzey tabakasında modifikasyonlar yapmak için uygulanırlar. 2.1 Asitle dağlayarak (asit etching) pürüzlendirme Hidroklorik asit (HCl), sülfürik asit (H 2 SO 4 ), nitrik asit (HNO 3 ) ve hidrofl orik asit (HF) gibi güçlü asitlerle titanyum yüzeylerin dağlanarak pürüzlendirilmesi çok fazla kullanılan bir başka pürüzlendirme metodudur. Asitleme ile implant yüzeyinde μm çapında mikro çukurcuklar oluştuğu bildirilmektedir 24. Ayrıca asitlemenin osseointegrasyonu ciddi bir biçimde hızlandırdığını bildiren çalışmalar da mevcuttur 25,26. Cho ve Park 27, titanyum implantları ilk önce 120 saniye HF, daha sonra da 80ºC de konsantre HCl ve H 2 SO 4 karışımına sokarak çift asitleme tekniği (dual etching) ile pürüzlendirmiş ve daha sonra tavşan kemiğine uygulamışlardır. Yapılan çıkarma torku deneylerinde düz yüzeylere nazaran belirgin farklılık saptandığı belirtilmektedir. Park ve Davies 28, çift asitleme tekniğinin fibrin ve osteojenik hücre ataşmanını/ataçmanını arttırarak osteokondüktif safhayı hızlandırdığını ve direkt implant yüzeyinde kemik oluşumu yarattığını belirtmektedirler. Tüm bu çalışmalar çift asitleme tekniğinin fibrin iskeletine yapışan, osteojenik hücre ataşmanını sağlayan ve böylece kemik apozisyonunu hızlandıran bir yüzey pürüzlülüğü sağladığını göstermektedir 8,27,28. Deneysel çalışmalarda, asitleme ile pürüzlendirmenin, düz yüzeylere veya TPS ile pürüzlendirilmiş yüzeylere oranla daha fazla kemik implant teması sağladığı ve kemik rezorpsiyonunu azalttığı bildirilmektedir 29,30. Asitleme tekniği ile ilk olarak 1986 yılında New Ledermann Screw, daha sonraları 1989 da Frialit-2, 1998 de SLA (Sand-blasted, Large grit, Acid-etched) ve Osteotite piyasaya sürülmüştür. Günümüzde farklı isimler altında, benzer tekniklerle üretilen implantlar mevcuttur. 2.2 Dental implantların anodizasyon ile pürüzlendirilmesi Dental implantlarda en fazla kullanılan materyal olan saf titanyumun biyouyumluluğunun mükemmel olmasını sağlayan oksit tabakası 5 nm civarında bir kalınlığa sahiptir. Bu oksit tabakasının kalınlaştırılmasının kemik cevabını olumlu yönde etkilediği yapılan çalışmalarda bildirilmiştir 31,32. Larsson ve ark. 33, 3-5 nm oksit tabakası kalınlığına sahip implantlarla 200 nm oksit tabakasına sahip implantlar arasında histomorfometrik analizde hiçbir fark saptamadıklarını belirtmektedirler. Titanyumun H 2 SO 4, H 3 PO 4, HNO 3, HF gibi güçlü asitler içerisinde yüksek yoğunlukta (200 A/m 2 ) veya potansiyelde (100 V) potansiyostatik veya galvanostatik anodizasyonu sonucu mikro veya nano poröz yüzeyler elde edilebilmektedir. Anodizasyonun sonucunda titanyum yüzeyindeki oksit tabaka nm veya daha kalın olmaktadır. Bu oksit tabakanın konveksiyon çizgilerinde çözünmesiyle yüzeyde mikro veya nano çukurcuklar elde edilmektedir 8. Anodizasyon ile pürüzlendirilmiş yüzeylerden en fazla kullanılan marka Nobel Biocare firmasına ait TiUnite implantlarıdır 8. Sul ve ark. 34, 600, 800, 1000 nm oksit tabaka kalınlığına sahip implantlarla, nm kalınlığa sahip implantları karşılaştırdıkları çıkarma torku deneylerinde çok daha yüksek değerler saptadıklarını bildirmektedirler. İlave olarak Sul ve ark. 35, anodize yüzeylerle düz yüzeyleri tavşan kemiğine yerleştirip, rezonans frekans değerleri ve çıkarma torku değerlerini karşılaştırdıkları çalışmada anodize yüzeylerde belirgin bir artış bulduklarını belirtmektedirler. Jungner ve ark. 36, aynı şekle sahip anodize yüzeyli ve düz yüzeyli dental implantların klinik başarılarının karşılaştırılmasında anodize yüzeyin çok daha üstün olduğunu belirtmektedirler. Glauser ve ark. 37, yaptıkları retrospektif çalışmada Tip 4 kemiğe uyguladıkları 27 adet TiUnite implantın bir sene sonunda ilk bir ayda rezonans frekans analizi (RFA) değerlerinde düşme, daha sonra bir artış; bir sene sonunda marjinal kemik

5 64 kayıplarının 1 mm civarında ve başarı oranının % 100 olarak saptandığını belirtmektedirler. Glauser ve ark. 38, yaptıkları bir başka çalışmada üst çeneye 38, alt çeneye 64 adet TiUnite implant yerleştirmişlerdir. Dört sene sonunda ortalama kemik kaybı miktarınını 1.3 mm olarak saptadıklarını, implantlardan 5 tanesinde 3 mm den daha fazla kemik kaybı gözlemlendiğini ve başarı oranının % 97.1 olduğunu belirtmektedirler. Glauser ve ark. 39, 29 adet alt çeneye, 22 adet de üst çeneye uyguladıkları TiUnite implantların beş sene sonundaki RFA, marjinal kemik kaybı ve başarı oranlarını inceledikleri diğer çalışmalarında da hemen hemen aynı sonuçların tespit edildiğini belirtmektedirler. TiUnite implantları işlenmiş yüzeylerle karşılaştıran çalışmalarda da TiUnite implantlarının hem RFA değerlerinde, hem marjinal kemik kayıplarında hem de yıl başarı oranlarında işlenmiş yüzeylere olan üstünlüğü belirtilmektedir 40, Biyokimyasal metotlar 3.1 Dental implantların Flor ile modifiye edilmesi Diş hekimliğinde fl or içeren maddeler genellikle çürüklerin önlenmesinde yani koruyucu olarak kullanılmaktadır. Hemen hemen bütün diş macunlarının içerisinde 1000 ppm kadar fl or mevcuttur 42. Flor, kalsiyuma özel bir çekimi olan bir elementtir. Diş minesindeki HA, fl or iyonlarıyla temasa geçince fosfat gruplarıyla fl or iyonları arasında bir reaksiyon meydana gelir ve yüzeyde CaP veya fl oroapatit oluşur. Bu reaksiyon dişhekimliğinde çok önemlidir. Çünkü mine yüzeyi asitlere karşı daha az çözünür hale gelerek çürüklere karşı daha dayanıklı olur 43. Titanyumun korozyon direnci büyük oranda yerleştirildikleri bölgedeki ph ve fl or konsantrasyonuna bağlıdır. Asidik bir bölgede fl or iyonları HF oluşturarak titanyum yüzeyindeki pasif film tabakasının yıkımına yol açabilirler 42. Florun aslında titanyum için tehlikeli olan bu özelliklerinin yanında titanyum, fl or iyonlarına çok tepkilidir ve hemen çözünebilen TiF 4 oluşturur. Titanyum, bu şekilde fl or ile modifiye edildiği zaman hem yüzey pürüzlülüğüne hem de fl orun osseointegrasyonu hızlandırıcı etkisine sahip olmaktadır 8. Florun kemik rejenerasyonunu arttırıcı özellikleri de mevcuttur. Hücresel düzeyde kemik dokusu için fl orun özel bir yeri vardır. Kalsifikasyona neden olan büyüme faktörlerinin sayısını çoğaltır. Çoğu büyüme faktörünü sentezleyen osteoprogenitör hücreler veya farklılaşmamış osteoblastlar üzerinde etkilidir 43. Yapılan bir in vitro hücre kültürü çalışmasında fl orun osteoblast çoğalma hızını arttırdığının saptandığı belirtilmektedir 44. Deneysel çalışmalarda fl or iyonlarının, kemik dokusunun hem organik hem de inorganik komponentlerinin oluşmasını etkilediğinin tespit edildiği açıklanmaktadır. Böylece fl or trabeküler kemiğin yoğunluğunu arttırır ve hem kollajenin kemik matriksi içerisine girmesini sağlar hem de alkalen fosfataz aktivitesini geliştirir 45,46. Florun hem kemik dokusuna ve kemik hücrelerine bir çekimi olduğu hem de mitojenik aktiviteye sahip olduğu da belirtilmektedir 45,47. Florun osteoprogenitör hücreleri stimüle ettiği ve fl oroapatit bileşikleri oluşturarak osteoklast aktivitesini azalttığı da bildirilmektedir 47. Kemik hücrelerinin fl or ile modifiye edilmesi sonucu hücre içi kalsiyum seviyesinin de tetiklendiği belirtilmektedir. Hücre içi kalsiyumun artması hücre farklılaşmasıyla ilgilidir ve sonuçta fl or bu şekilde kemik yapımı ve yenilenmesini sadece fi ziksel ve kimyasal seviyede değil, hücresel seviyede de geliştirmektedir 43,48. İmplant yüzeyinin önemli bir özelliği kalsifiye dokuyla ve dolayısıyla da kalsiyum ve fosfat iyonlarıyla reaksiyona girebilme kabiliyetidir. Kalsiyum ve fosfat iyonları ne kadar fazla oranda implant yüzeyine yapışabilirse, implant kemik birleşimi o oranda artacaktır 43. Ayrıca fl orun fosfat iyonlarının bağlanmasını sağlayarak implant yüzeyinde CaP birikimini gerçekleştirdiği ve bu tip reaksiyonların μm yüzey pürüzlülüğüne sahip olan implantlarda bile görülmediği bildirilmektedir 49. Ellingsen 50, TiO 2 ile pürüzlendirilmiş implantlarla (TiOblast TM ), TiO 2 ile pürüzlendirilip fl orla

6 65 modifiye edilmiş implantları (Osseospeed TM ), CaP solüsyonunda bekleterek reaksiyona soktuğu çalışmasında, fl orla modifiye implantlarda çok daha fazla fosfat bağlantısı olduğunu ve fl or modifikasyonunun implant yüzeyinin fosfatla reaksiyona girme eğilimini arttırdığının saptandığını belirtmektedir. Ellingsen ve ark. 51, TiO 2 ile pürüzlendirilmiş implantları sulandırılmış HF çözeltisi içinde bekleterek fl or ile modifiye edilmiş yüzeyler elde etmişler ve bunları tavşan kemiğine uygulamışlardır. Dört hafta sonra yapılan histolojik incelemede TiO 2 ile pürüzlendirilmiş yüzeylerden anlamlı derecede yüksek kemik-implant birleşimi gösterdikleri bildirilmektedir. Flor ile modifiye edilmiş yüzeylerin daha düşük S a (3 boyutlu ölçümlerde yüzey deviasyonunun aritmetik ortalaması) ve S cx (Yüzey düzensizliklerinin ortalama dalga boyu) değerleri göstermesine rağmen ossointegrasyonu hızlandırması, periimplant bölgede oluşan fl orapatit kristallerinin kemik hücreleri ve kalsifiye dokunun implant yüzeyine yapışmasını sağlaması ile açıklanmaktadır 50,51. Cooper ve ark. 52, insan mezenkim kök hücrelerinden hazırladıkları kültürde TiO 2 ile pürüzlendirilmiş ve TiO 2 ile pürüzlendirilip fl or iyonlarıyla modifiye edilmiş deney implantlarını karşılaştırmışlardır. Flor ile modifiye edilen yüzeylerde kemik sialoprotein (BSP) ve kemik morfogenetik proteinde (BMP-2) artış gözlemlendiği, böylece osteogenesisin hızlandığı ve daha fazla osteoblast farklılaşması sonucu implant yüzeyindeki kemikte artış olduğu belirtilmektedir 52. Yine aynı çalışmada her iki yüzeye sahip implantlar sıçan kemiğine uygulanmıştır. 21 gün sonra fl orla modifiye edilmiş yüzeylerde hemen hemen 2 kat daha fazla kemik oluşumu gözlemlendiği bildirilmektedir 52. Masaki ve ark. 53, farklı titanyum yüzeylerdeki hücre cevaplarını karşılaştırdıkları çalışmada, fl orla modifiye edilmiş yüzeylerde transkripsiyon faktör RUNX-2 nin mrna seviyesinde artış gözlemlendiğini ve fl orla modifiye edilmiş yüzeylerdeki osteoblastlardaki Osterix te de belirgin artışlar saptandığını bildirmektedirler (RUNX-2, osteoblast farklılaşmasını ve kemik sialoprotein, osteokalsin ve kollajen I i kodlayan kemik ekstrasellüler matriksi protein genlerini düzenler. Ayrıca kondrosit farklılaşmasında ve osteoklastların kemik rezorpsiyonunda önemli rolü bulunmaktadır. İkinci transkripsiyon faktörü de Osterix tir. Osterix, osteojenik süreçte hücre farklılaşması için çok gereklidir). Günümüzde fl orla modifiye edilmiş ve potansiyel biyoaktif olduğu belirtilmiş dental implantlar, Astra Tech firmasına ait Osseospeed TM implantlarıdır. Bu implantlar TiO 2 ile orta derecede pürüzlendirilmiş aynı firmaya ait TiOblast TM implantların bir modifikasyonu olarak 2004 yılının son çeyreğinde piyasaya sürülmüştür. TiOblast TM implantlar fl orla kimyasal olarak modifiye edilmiş ve topografik özellikleri de az da olsa değiştirilmiştir. Yüzeye bakıldığında düz gibi gözükse de nanometre düzeyinde pürüzlülüğü olduğu belirtilmektedir 54. Bu yüzey ilk olarak etik kuruldan ve hastalardan onay alınarak prospektif ve randomize bir klinik çalışma ile test edilmiştir. 20 hastada kalça kemiği artroplastisi için osseospeed yüzey kullanılmış, 20 hastada da geleneksel metotlarla artroplasti yapılmıştır. İki yıllık sonuçlarda % 100 lük bir başarı oranı sağlandığı, geleneksel metotla yapılan artroplastiye göre çok daha hızlı iyileşme saptandığı bildirilmiştir 55. Geçkili ve ark. 56, 27 hasta üzerinde yaptıkları çalışmada fl orla modifiye edilmiş Osseospeed yüzeyli implantların stabilitesinin iyileşmenin erken döneminde bile stabil kaldığını, fl orla modifiye edilmemiş Tioblast yüzeylerde ise aynı dönemde stabilitede düşüşler gözlemlendiğini belirtmişlerdir. Yine Bilhan ve ark. nın 57 bir deneysel çalışmasının sonucunda da Osseospeed yüzeylerin yumuşak kemikte kök şeklindeki lazerlok implantlara olan üstünlükleri belirtilmiştir. 3.2 Dental implantların CaP ile kaplanmaları Dental implant yüzeylerinde yaygın olarak uygulanan bir başka modifikasyon da yüzeyin genel olarak HA ten oluşan CaP ile kaplanmasıdır. CaP ın, birkaç değişik özelliğinden dolayı, implante edilebilen materyallerle birlikte kullanılması tavsiye edilmiştir 58. Bunlar:

7 66 İçeriğinin kemik mineraline olan benzerliği İmplant yüzeyinde karbonat HA oluşturma kabiliyeti Kemik yapımı için uygun bir iskele vazifesi görmesi Endojen kemik morfogenetik proteinlerine bağlanabilmesi ve depo etmesidir. İmplant uygulanmasını takiben, peri implant bölgeye CaP iyonlarının salınışının vücut sıvılarının doygunluğunu arttırdığı ve bu sayede de implant yüzeyinde biyolojik apatit birikimini sağladığı belirtilmiştir. Bu biyolojik apatit tabakası endojen proteinler ihtiva ettiği için osteojenik hücrelerin bu bölgeye göçüne ve birikimine sebep olduğu savunulmuştur 8,59. Cooper ve ark. 60, CaP kaplamanın kemik iyileşmesini üç sebepten dolayı geliştirdiğini belirtmektedirler. Bu sebepler şu şekilde sıralanmaktadır: 1. Proteinlerin ve büyüme faktörlerinin abzorpsiyonunda artış 2. Osseokondüksiyonu hızlandırması 3. Doğal kemik benzeri matriks birikimi oluşturması Caulier ve ark. 61, keçiler üzerinde yaptıkları çalışmalarda özellikle düşük yoğunluğa sahip kemikte CaP kaplı implantlarda kemik temasında belirgin bir artış olduğunu belirtmektedirler. Kemik cevabında sadece CaP kaplamanın değil, kaplamanın üzerindeki düzensiz yüzey topografisinin de rol oynadığına dikkat çekilmektedir. Ayrıca 10 aylık süre sonunda kaplamaların kalınlığında belirgin bir azalma saptandığı fakat bu azalmanın osseointegrasyonu olumsuz etkilemediği belirtilmektedir 61. Dental implantların HA ile kaplanmasında plazma sprey, püskürtme depolanması, sol-jel kaplama, elektroforetik çökme veya biyomimetik birikme gibi bir çok metot kullanılmıştır. Fakat klinik olarak uygulanan metot sadece plazma sprey metodudur. Bu metotta HA seramik partikülleri yüksek sıcaklıkta bir plazma torçuna enjekte edilir ve daha sonra titanyum yüzeyine püskürtülür. Daha sonra titanyumla HA birleşerek bir film tabakası oluştururlar. Bu kalınlık 1-2 μm-1-2 mm arasında değişir. Kaplamanın yüzeye mekanik olarak tutunması için kaplamadan önce titanyum yüzeyi mutlaka pürüzlendirilmelidir 8. Plazma sprey tekniği ile HA kaplanmasının bazı dezavantajları vardır. Bunlar; kaplamada oluşan pöröziteler, titanyumla birleşme yerinde artık stresler bırakması ve püskürtülen tozun bileşimi ve kristalizasyonunda olumsuz değişimler görülmesidir 62,63. Ayrıca plazma sprey tekniği ile HA kaplanmış implantlarda bazı klinik başarısızlıklar da görülmektedir. Bunlar kaplamanın delaminasyonu (yorgunluk) sonucu implant-kaplama birleşim yerinde kopmalar, yabancı madde salınımı ve sonucunda implantların klinik başarısızlığıdır 8,64. Plazma sprey tekniğinin kompleks yapıdaki kısa implantlarda etkili olmadığı, ve HA kaplamanın mikrorganizma tutulumunu arttırarak implantın başarısını olumsuz etkilediği de bildirilmektedir 8. Özetle, HA kaplamanın bir çok zararından bahseden araştırmaların yanı sıra, düzgün yüklemede ve fi ziksel ph da stabil olduğu, osseointegrasyonu hızlandırıcı etkisinin olduğu da bildirilmektedir 65,66. HA kaplamanın dental implantolojide kullanılıp kullanılamayacağının cevabı henüz tam bulunabilmiş değildir ve bu konuda daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır 8. Ayrıca HA kaplamalı implantların uzun dönem başarısını araştırmak için yapılan bir meta analizde, diğer yüzeylerden daha düşük bir başarı gözlemlendiği belirtilmektedir 67. Fakat ortopedik implantlarda HA kaplama kullanımının başarılı sonuçlar verdiği belirtilmektedir 8. SONUÇ Günümüzde hekimlere sunulan farklı yüzey özelliklerine sahip bir çok dental implant çeşidi mevcuttur. Hangi firmanın ne gibi yüzey özellikleri olan implantlara sahip olduğunu ve bu yüzey özelliklerinin ne işe yaradığını ve ne gibi avantaj ve dezavantajları olduğunu bilmenin hekimlerin implantı seçerken faydası olduğunu düşünmekteyiz. Bu derlemenin sonucunda günümüzde dental

8 67 implant yüzeylerinde sadece pürüzlülüğün arttırılmasına ilişkin değil, yüzey kimyasının değiştirilmesine ve biyolojik cevabın arttırılmasına yönelik çalışmaların yoğunlaştığı gözlemlenmektedir. Florla modifiye edilmiş implantlar, osseointegrasyonu olumlu etkilemekte iken, HA kaplama kullanımının sonuçları halen çelişkili görülmektedir. KAYNAKLAR 1. The glossary of prosthodontic terms. J Prosthet Dent. 2005; 94: Bakke M, Holm B, Gotfredsen K. Masticatory function and patient satisfaction with implant-supported mandibular overdentures: a prospective 5-year study. Int J Prosthodont 2002; 15: Rasmusson L, Roos J, Bystedt H. A 10-year follow-up study of titanium dioxide-blasted implants. Clin Implant Dent Relat Res 2005; 7: Steveling H, Roos J, Rasmusson L. Maxillary implants loaded at 3 months after insertion: results with Astra Tech implants after up to 5 years. Clin Implant Dent Relat Res 2001; 3: Doundoulakis JH, Eckert SE, Lindquist CC, Jeffcoat MK. The implant-supported overdenture as an alternative to the complete mandibular denture. J Am Dent Assoc 2003; 134: Bagno A, Di Bello C. Surface treatments and roughness properties of Ti-based biomaterials. J Mater Sci Mater Med 2004; 15: Scacchi M. The development of the ITI Dental Implant System. Part I: A Review of the literature. Clin Oral Implants Res 2000; 11: Le Guehennec L, Soueidan A, Layrolle P, Amouriq Y. Surface treatments of titanium dental implants for rapid osseointegration. Dent Mater 2007; 23: Urban RM, Jacobs JJ, Tomlinson MJ, Gavrilovic J, Black J, Peoc h M. Dissemination of wear particles to the liver, spleen, and abdominal lymph nodes of patients with hip or knee replacement. J Bone Joint Surg Am 2000; 82: Aparicio C, Gil FJ, Fonseca C, Barbosa M, Planell JA. Corrosion behaviour of commercially pure titanium shot blasted with different materials and sizes of shot particles for dental implant applications. Biomaterials 2003; 24: Gotfredsen K, Wennerberg A, Johansson C, Skovgaard LT, Hjorting-Hansen E. Anchorage of TiO2-blasted, HA-coated, and machined implants: an experimental study with rabbits. J Biomed Mater Res 1995; 29: Ivanoff CJ, Hallgren C, Widmark G, Sennerby L, Wennerberg A. Histologic evaluation of the bone integration of TiO2 blasted and turned titanium microimplants in humans. Clin Oral Implants Res 2001; 12: Rasmusson L, Kahnberg KE, Tan A. Effects of implant design and surface on bone regeneration and implant stability: an experimental study in the dog mandible. Clin Implant Dent Relat Res 2001; 3: Rasmusson L, Roos J, Bystedt H. A 10-year follow-up study of titanium dioxide-blasted implants. Clin Implant Dent Relat Res 2005; 7: Albrektsson T, Wennerberg A. Oral implant surfaces: Part 2--review focusing on clinical knowledge of different surfaces. Int J Prosthodont 2004; 17: Astrand P, Engquist B, Dahlgren S, Engquist E, Feldmann H, Grondahl K. Astra Tech and Branemark System implants: a prospective 5-year comparative study. Results after one year. Clin Implant Dent Relat Res 1999; 1: Gotfredsen K, Karlsson U. A prospective 5-year study of fixed partial prostheses supported by implants with machined and TiO2-blasted surface. J Prosthodont 2001; 10: Gotfredsen K, Nimb L, Hjörting-Hansen E, Jensen JS, Holmen A. Histomorphometric and removal torque analysis for TiO2 blasted titanium implants. An experimental study on dogs. Clin Oral Implants Res 1992; 3: Gotfredsen K. A 5-year prospective study of single-tooth replacements supported by the Astra Tech implant: a pilot study. Clin Implant Dent Relat Res 2004; 6: Ericsson I, Johansson CB, Bystedt H, Norton MR. A histomorphometric evaluation of bone-to-implant contact on machine-prepared and roughened titanium dental implants. A pilot study in the dog. Clin Oral Implants Res 1994; 5: Yi SW, Ericsson I, Kim CK, Carlsson GE, Nilner K. Implant-supported fixed prostheses for the rehabilitation of periodontally compromised dentitions: a 3-year prospective clinical study. Clin Implant Dent Relat Res 2001; 3: Novaes A, Souza S, de Oliveira P, Souza A. Histomorphometric analysis of the bone-implant contact obtained with 4 different implant surface treatments placed side by side in the dog mandible. Int J Oral Maxillofac Implants 2002; 17: Piattelli M, Scarano A, Paolantonio M, Lezzi G, Petrone G, Piattelli A. Bone response to machined and resorbable blast material titanium implants: an experimental study in rabbits. J Oral Implantol 2002; 28: Massaro C, Rotolo P, De Riccardis F, et al. Comparative investigation of the surface properties of commercial titanium dental implants. Part I: chemical composition. J Mater Sci Mater Med 2002; 13: Klokkevold PR, Nishimura RD, Adachi A, Caputo A. Osseointegration enhanced bychemical etching of the titanium surface; A torque removal study in the rabbits. Clin Oral Implants Res 1997; 8: Wong M, Eulenberger J, Schenk R, Hunziker E. Effect of surface topology on the osseointegration of implant materials in trabecular bone. J Biomed Mater Res 1995; 29: Cho SA, Park KT. The removal torque of titanium screw inserted in rabbit tibia treated by dual acid etching. Biomaterials 2003; 24:

9 Park JY, Davies JE. Red blood cell and platelet interactions with titanium implant surfaces. Clin Oral Implants Res 2000; 11: Cochran DL, Buser D, ten Bruggenkate CM, et al. The use of reduced healing times on ITI implants with a sandblasted and acid-etched (SLA) surface: early results from clinical trials on ITI SLA implants. Clin Oral Implants Res 2002; 13: Cochran DL, Schenk RK, Lussi A, Higginbottom FL, Buser D. Bone response to unloaded and loaded titanium implants with a sandblasted and acid-etched surface: a histometric study in the canine mandible. J Biomed Mater Res 1998; 40: Albrektsson T, Johansson C, Lundgren AK, Sul YT, Gottlow J. Experimental studies on oxidized implants. A histomorphometrical and biomechanical analysis. App Osseointegration Res 2000;1: Henry P, Tan AE, Allan BP. Removal torque comparison of TiUnite and turned implants in the Greyhound dog mandible. App Osseointegration Res 2000; 1: Larsson C, Emanuelsson L, Thomsen P, et al. Bone response to surfacemodified titanium implants: studies on the tissue response after 1 yr to machined and electropolished implants with different oxide thicknesses. J Mater Sci- Mater Med 1997; 8: Sul YT, Johansson CB, Röser K, Albrektsson T. Qualitative and quantitative observations of bone tissue reactions to anodised implants. Biomaterials 2002; 23: Sul YT, Johansson CB, Jeong Y, Wennerberg A, Albrektsson T. Resonance frequency and removal torque analysis of implants with turned and anodized surface oxides. Clin Oral Implants Res 2002; 13: Jungner M, Lundqvist P, Lundgren S. Oxidized titanium implants (Nobel Biocare TiUnite) compared with turned titanium implants (Nobel Biocare mark III) with respect to implant failure in a group of consecutive patients treated with early functional loading and two-stage protocol. Clin Oral Implants Res 2005; 16: Glauser R, Lundgren AK, Gottlow J, et al. Immediate occlusal loading of Branemark TiUnite implants placed in bone quality type 4. App Osseointegration Res 2000; 1: Glauser R, Lundgren AK, Gottlow J, et al. Immediate occlusal loading of Branemark TiUnite implants placed predominantly in soft bone: 4-year results of a prospective clinical study. Clin Implant Dent Relat Res 2005; 7: Glauser R, Zembic A, Ruhstaller P, Windisch S. Fiveyear results of implants with an oxidized surface placed predominantly in soft quality bone and subjected to immediate occlusal loading. J Prosthet Dent 2007; 97: Glauser R, Portmann M, Ruhstaller P, Lundgren AK, Hämmerle C, Gottlow J. Stability measurements of immediately loaded machined and oxidized implants in the posterior maxilla. A comparative clinical study using resonance frequency analysis. App Osseointegration Res 2001; 2: Rocci A, Martignoni M, Gottlow J. Immediate loading of Brånemark System TiUnite and machined-surface implants in the posterior mandible: a randomized open-ended clinical trial. Clin Implant Dent Relat Res 2003; 5: Yamazoe J, Nakagawa M, Matono Y, Takeuchi A, Ishikawa K. The development of Ti alloys for dental implant with high corrosion resistance and mechanical strength. Dent Mater J 2007; 26: Ellingsen JE. The Development of a Bone Regeneration Promoting Implant Surface. App Osseointegration Res 2006; 5: Lau KH, Baylink DJ. Molecular mechanism of action of fluoride on bone cells. J Bone Miner Res 1998; 13: Andersson PA, Copenhaver JC, Tencer AF, Clark JM. Response of cortical bone to local controlled release of sodium fluoride: the effect of implant insertion site. J Orthop Res 1993; 9: Farley JR, Wergedal JE, Baylink DJ. Fluoride directly stimulates proliferation and alkaline phosphatase activity in bone-forming cells. Science 1983; 222: Ellingsen JE. Pre-treatment of Titanium Implants with Fluoride Improves Their Retention in Bone. J Mat Science Mat Medicine 1995; 6: Ellingsen JE, Thomsen P, Lyngstadaas SP. Advances in dental implant materials and tissue regeneration. Periodontol ; 41: Ellingsen JE, Lyngstadaas SP. Increasing Biocompatibility by Chemical Modification of Titanium Surfaces. Ed. Ellingsen JE, Lyngstadaas SP. Bio-Implant Interface: Improving Biomaterials and Tissue Reactions. Florida: CRC Press; 2003: Ellingsen JE. On the Properties of Surface-modified Titanium. Ed.Davies JE. Bone Engineering. Toronto: Sqared Inc; 2000: Ellingsen JE, Johansson CB, Wennerberg A, Holmen A. Improved retention and bone-to implant contact with fluoride-modified titanium implants. Int J Oral Maxillofac Implants 2004; 19: Cooper LF, Zhou Y, Takebe J, et al. Fluoride modification effects on osteoblast behavior and bone formation at TiO2 grit-blasted c.p. titanium endosseous implants. Biomaterials 2006; 27: Masaki C, Schneider GB, Zaharias R, Seabold D, Stanford C. Effects of implant surface microtopography on osteoblast gene expression. Clin Oral Implants Res 2005; 16: Wennerberg A, Albrektsson T. Implant Surfaces beyond Micron Roughness. Experimental and Clinical Knowledge of Surface Topography and Surface Chemistry. Inter Dent SA 2006; 8: Carlsson LV, Albrektsson T, Albrektsson BE, et al. Stepwise introduction of a bone-conserving osseointegrated hip arthroplasty using RSA and a randomized study: II. Clinical proof of concept--40 patients followed for 2 years. Acta Orthop 2006; 77: Geckili O, Bilhan H, Bilgin T. A 24-week prospective study comparing the stability of titanium dioxide grit-blasted dental implants with and without fluoride treatment. Int J Oral Maxillofac Implants 2009; 24:

10 Bilhan H, Geckili O, Mumcu E, Bozdag E, Sünbüloğlu E, Kutay O. Influence of surgical technique, implant shape and diameter on the primary stability in cancellous bone. J Oral Rehabil. DOI: /j x. 58. LeGeros RZ. Properties of osteoconductive biomaterials: calcium phosphates. Clin Orthop Relat Res 2002; 395: Davies JE. Understanding peri-implant endosseous healing. J Dent Educ 2003; 67: Cooper LF, Masuda T, Yliheikkila PK, Felton DA. Generalizations regarding the process and phenomenon of osseointegration. Part II. In vitro studies. Int J Oral Maxillofac Implants 1998; 13: Caulier H, Vercaigne S, Naert I, et al. The effect of Ca-P plasma-sprayed coatings on the initial bone healing of oral implants: an experimental study in the goat. J Biomed Mater Res 1997; 34: Filiaggi MJ, Coombs NA, Pilliar RM. Characterization of the interface in the plasma-sprayed HA coating/ti-al6-4v implant system. J Biomed Mater Res 1991; 25: Radin S, Ducheyne P. Plasma spraying induced changes of calcium phosphate ceramic characteristics and the effect on in vitro stability. Mater Med 1992; 3: Wheeler SL. Eight-year clinical retrospective study of titanium plasma-sprayed and hydroxyapatite-coated cylinder implants. Int J Oral Maxillofac Implants 1996; 11: De Wijs FL, Cune MS, De Putter C. Delayed implants in the anterior maxilla with the IMZ implant system. J Oral Rehabil 1995; 22: Guttenberg SA. Longitudinal report on hydroxyapatitecoated implants and advanced surgical techniques in a private practice. Compend Suppl 1993; 15: Lee J, Rouhfar L, Beirne O. Survival of hydroxypatitecoated implants: a meta-analytic review. J Oral Maxillofac Surg 2000; 58: Geliş Tarihi : Received Date : 29 July 2010 Kabul Tarihi : Accepted Date : 20 December 2010 İLETİŞİM ADRESİ Dr. Onur GEÇKİLİ İstanbul Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı Total Protezler Bilim Dalı, 2. kat, Çapa İstanbul Tel.: (30256) FAX: geckili@istanbul.edu.tr