Abstrakt
zubní implantáty jsou často vyrobeny ze slitin titanu. Implantační terapie v současné době slibuje dobrý dlouhodobý výsledek bez ovlivnění zdraví; její úspěch však závisí na mnoha faktorech. V tomto článku se autoři zaměřují na nejčastější rizikové faktory spojené s kovovými chirurgickými implantáty. Hypersenzitivita vyvolaná titanem může vést k příznakům odmítnutí implantátu., Koroze a tvorba biofilmu jsou další situace, ve kterých se mohou tyto příznaky objevit. Pro lékařské účely, je důležité definovat a diskutovat vlastnosti kovů používané v implantabilních prostředků a zajistit jejich biokompatibilitu. Aby se zabránilo reakcím přecitlivělosti na kovové zubní implantáty, měly by být stanoveny zásady předběžné opatrnosti pro primární prevenci.
1. Úvod
stomatologie je neustále se vyvíjející odvětví medicíny, které je významně ovlivněno technologickým vývojem., Cílem moderní implantační stomatologie je obnovit fyziologickou funkci, pohodlí, estetiku, řeč a zdraví jednotlivcům, kteří mají chybějící zuby. Ztráta zubů je většinou způsobena rozpadem, neúspěšnou léčbou kořenového kanálu, zánětlivou ztrátou periodontální tkáně nebo zlomeninou . V minulosti, jeden zub ztráta je obvykle léčena s tři-jednotkové fixní částečné zubní protéza, vyplnění mezery s mezičlánku, který byl podporován na obou stranách opěrné zuby., Toto ošetření, také známé jako pevný most, nemusí být nutně optimálním řešením, protože vyžaduje přípravu korunky opěrných zubů. Výsledkem je, že tyto zuby jsou náchylnější k rozpadu a onemocnění dásní, což může vést k další ztrátě zubů nebo selhání zubních protéz .
nevzhledné mezery mezi zuby mohou být vyplněny zubními implantáty, aniž by došlo k dalšímu poškození jiných zubů . Kromě toho endosseous implantáty mohou zabránit ztrátě alveolární kosti. Alveolární procesy v dolní čelisti a maxille obklopují a podporují zuby, aby zajistily jejich funkci., V kontrastu, žvýkání, kousání, mluvení a vést k micromovements zubu radix do zásuvky (parodontu), nepřímo způsobuje přestavbu a remodelaci alveolární kosti. Když je zub ztracen, nedostatek kostní stimulace vede ke snížení alveolárního objemu. Protože se ztratí více zubů, nelze zachovat více oblastí kosti . Endosseous implantát může zabránit dalšímu úbytku kostní hmoty, ale měl by být integrován do alveolární kosti co nejdříve po extrakci, aby se urychlila stimulace kostí .,
výše uvedené výhody endosseous protetika přilákaly mnoho zubařů, což má za následek zvýšené využívání implantát léčby. Jako počet implantátů se zvyšuje, je nutné se neustále soustředit na biokompatibilitu implantátu materiálů. V tomto článku, autoři přezkoumá nejčastější rizikové faktory spojené s kovových chirurgických implantátů (tj. korozi, biofilm vývoj, a reakce z přecitlivělosti) a poté se zaměřit na nežádoucí účinky, které mohou nastat u pacientů chronicky vystaveni kovových materiálů.
2., Mechanické a Chemické Vlastnosti Titanu
Titan je považován za vynikající biomateriál a nejlepší volbou pro výrobu trvalé nonbiodegradable implantáty. Titan se vyznačuje pohodlnými mechanickými vlastnostmi, jako je vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, tvárnost a nízká hustota. Titan obvykle nekoroduje, protože se rychle stává pasivním. Pasivace zahrnuje vytvoření vnější vrstvy stínícího materiálu, který chrání většinu kovu před prostředím., Titan oxiduje při kontaktu se vzduchem okamžitě, tvořící tenkou oxidu titaničitého (TiO2) vrstva, která rychle reformy, má-li poškozené, a to za předpokladu, že je dostatek kyslíku v okolí (self-léčení efekt) .
Titan je netoxický a tělo ho zřídka odmítá. To má vlastní schopnost osseointegrate, což umožňuje jeho využití jako zubní implantát materiálu, který může zůstat na svém místě po dobu několika let. Nálezy v literatuře však naznačují, že Titan může vyvolat klinicky relevantní reakce přecitlivělosti a další imunitní dysfunkce .
3., Koroze
koroze je definována jako spontánní a progresivní ztráta materiálu a je způsobena okolním prostředím . Čistý titan je odolný proti korozi v řízeném prostředí a při absenci zatížení . Avšak za orálních podmínek a v kombinaci s cyklickým zatížením může Titan korodovat, což ovlivňuje mechanickou stabilitu implantátu . Kromě toho mohou kovové trosky produkované po implantaci vyvolat zvýšenou zánětlivou odpověď nebo přispět k reakci přecitlivělosti ., Existuje mnoho typů koroze spojených s kovovými implantáty, jako je galvanická, fretting, důlky a štěrbinová koroze .
galvanická koroze se často vyskytuje, když jsou dvě různá kovová zařízení spojena vodnou cestou (např. slinami) a může výrazně ovlivnit mechanickou stabilitu a konečný výsledek zubních implantátů . Základní jednotkou elektrochemie je elektrochemická buňka, která se skládá z anody (Titanový šroub), katody (kovová výplň) a elektrolytu (sliny). Elektrody připojené v obvodu vyrovnávají jejich potenciální rozdíl., V důsledku toho jsou elektrony generovány i spotřebovány. Proud produkovaný iontovým tokem se používá k měření rychlosti koroze kovu a přímo souvisí se ztraceným materiálem. Produkty vyvolané korozí mohou mít cytotoxické nebo dokonce neoplastické účinky na tkáň obklopující implantát .
pražení koroze vzniká v důsledku narušení ochranné vrstvy na titanových šroubech. Pitting koroze je výsledkem spontánního rozpadu pasivačního filmu na ploché nebo přeexponované oblasti. Štěrbinová koroze je spojena s nerovnými povrchy .,
koroze kovových implantátů může ohrozit mechanickou stabilitu zařízení i integritu okolní tkáně . Kromě toho bylo prokázáno, že kovové stopy pocházející z implantátů narušují homeostázu (např. syntéza DNA, mineralizace a exprese mRNA alkalické fosfatázy). Byly nalezeny v játrech, plicích, lymfatických uzlinách a krevním řečišti. Elektrické důsledky koroze na okolní tkáň zůstávají nejasné ., Bylo však prokázáno, že elektrické proudy generované během korozivních událostí jsou zesíleny cyklickým zatížením (tj. Předpokládá se, že okolní tkáně jsou chronicky vystaveny abnormálním elektrickým signálům .
4. Biofilm
biofilmy jsou komplexní Společenství mikroorganismů připojených k povrchům . Biofilmy se mohou tvořit na živých i neživých površích a mohou být převládající v přírodních (kořenový systém rostlin), průmyslových (systém ohřevu vody) a nemocničních nastaveních (katétry; implantáty) ., Je všeobecně známo, že většina bakterií koexistuje ve spojení s povrchy. Jinými slovy, obvykle nežijí volně plovoucí, ale mají tendenci se k sobě držet a přilnout k určitému povrchu . Produkují sliz (extracelulární polymerní látky, EPS) sestávající z nukleových kyselin, bílkovin a polysacharidů . EPS usnadňuje přilnavost a slouží jako živina pro dělení mikrobů. Poskytuje také komunikaci mezi mikroorganismy prostřednictvím biochemických signálů a prostředků pro výměnu genetického materiálu ., Biofilmy mohou být tvořeny z jediného druhu nebo smíšeného druhu . Bakterie vždy interagují a spolupracují mnoha způsoby. Mikrobiální buňky rostoucí v biofilmu se liší od bazálních planktonických bakterií. Jejich strukturální a genetický vývoj vede ke zvýšení odolnosti vůči dezinfekčním prostředkům . V některých případech jsou také odolné vůči antibiotikům . Kromě toho je konečná fáze tvorby biofilmu rozptýlena. Struktura zůstává nezměněna, ale mikrobiální kolonie se oddělují od původního biofilmu, odtékají a kolonizují další povrchy ., Biofilmy tak mohou způsobit vážné zdravotní problémy a závažné komplikace .
jedním z příkladů perorálního biofilmu je zubní plak, který se skládá jak z bakteriálních, tak mykotických druhů. Je ukotven k zubům uvnitř slin polymerů a měl by být odstraněn pravidelným čištěním zubů. Při ústní hygienu selže, oba zuby (nebo zubní implantát) a okolní tkání (dásní, parodontu, a alveolární kosti) jsou vystaveny vysoké koncentrace mikrobiální produkty, které může způsobit kaz, zánět dásní, paradentózy, nebo peri-implantitis., Výše uvedené podmínky nejsou nutně spojeny se stejným mikrobiálních druhů; nicméně, všechny potenciální ústní patogeny mohou tvořit přívrženec populace a růst v rámci zubní plak následně vyvolat onemocnění tkání dutiny ústní .
jedním z největších úspěchů v moderní medicíně byl pokrok v léčbě infekčních onemocnění. V současné době lze většinu akutních infekcí účinně léčit antibiotiky. Biofilmy jsou však výjimkou z tohoto pravidla. I po úspěšné antibiotické terapii se příznaky mohou velmi rychle opakovat .,implantáty
slouží jako potenciální povrchy pro tvorbu biofilmů. Chirurgické odstranění implantovaných zařízení je nejlepším lékem na infekce související s biofilmem, ale toto se obecně nepovažuje za optimální řešení . Aby se zabránilo tvorbě biofilmu, je důležité pečlivě dodržovat všechna pravidla aseptické chirurgie . Další metoda snižuje riziko bakteriální adheze je vyvinout nové materiály nebo pro zlepšení povrchu implantované zdravotnické zařízení, tak, že nemají přilákat potenciální biofilmu patogenů ., Multifunkční povlaky na povrchu zirkonu, nanostrukturovaný Titanový povrch a řízené uvolňování antibiotik mohou hrát významnou roli při dosahování tohoto cíle .
5. Hypersenzitivita kovů
alergie je definována jako reakce přecitlivělosti. Jedná se o poruchu imunitního systému, přehnanou reakci na něco, co je obvykle neškodné, ale které vyvolává reakci u kohokoli citlivého na dotyčnou látku .
potenciální kovové alergeny jsou v každodenním životě velmi časté., Literatura naznačuje, že titan může vyvolat klinicky relevantní přecitlivělosti u některých pacientů chronicky vystaven tento reaktivní kov. Existují některé zřejmé zdroje, jako jsou hodinky, šperky a mince; kosmetické výrobky však mohou obsahovat senzibilizující složky. Většina pacientů s alergií na Titan si neuvědomuje jejich expozici. Například opalovací krémy obsahující TiO2 se aplikují na široké oblasti pokožky, aby se zabránilo předčasnému stárnutí a rakovině kůže .
Pokud je alergen požit, je pravděpodobné, že trpí zažívacími příznaky., Inhalovatelné částice ovlivňují oči, nos a plíce . Kovová přecitlivělost se může projevit jako řada nežádoucích účinků, včetně chronického zánětu a bolesti. Mezi běžné příznaky přecitlivělosti na kov patří chronická únava, deprese nebo fibromyalgie (bolest bez známé příčiny). Nejběžnější prezentací pacienta s kovovou alergií je lichenoidní reakce charakterizovaná perorálními lichenoidními lézemi. Tyto příznaky se obvykle vyskytují u pacientů s kovovými implantáty, kteří jsou chronicky vystaveni kovovým alergenům., Kovové implantáty však lze odmítnout bez jakéhokoli důkazu o předchozí reakci přecitlivělosti .
Přecitlivělost je sled nežádoucích reakcí imunitního systému. Jejich typ a jejich vývoj se mohou lišit. Jsou obecně rozděleny do čtyř skupin (I-IV) . Přecitlivělost na kov je obvykle přecitlivělost typu IV, známá jako reakce zpožděné přecitlivělosti, protože reakce trvá 48 až 72 hodin . První kontakt s kovovým antigenem způsobuje antigen-náročný (Langerhansovými dendritickými buňkami) a antigen-prezentující lymfocyty., – lymfocyty mají svůj původ v brzlíku a jsou zaměřeny na produkci cytokinů, které regulují cesty imunitní odpovědi. Pokud je pacient znovu vystaven kovovému antigenu, aktivují-lymfocyty makrofágy . Proto je vyvolán zánět, který působí proti vnímané hrozbě. Imunitní odpověď může vést k poškození tkáně a nakonec ke ztrátě aseptického implantátu .
vystavení kovům z dentálních endosních implantátů, amalgámových výplní nebo kloubních protéz může vést k vážným zdravotním problémům ., Rozumné podezření na kovovou přecitlivělost může umožnit testování u citlivých pacientů pomocí imunostimulačního testu paměťových lymfocytů, známého jako test MELISA®. Jedná se o krevní test k detekci přecitlivělosti na kov. – lymfocyty ze vzorků krve jsou izolovány a testovány na vybraných kovech na základě expozice pacienta. Stimulační index se používá k měření reaktivity pacienta na různé kovy., MELISA® je zvláště užitečná u pacientů s příznaky kovové alergie (chronická únava, chronická bolest kloubů, kontaktní dermatitida a orální lichenoidní reakce), kteří však měli negativní patch testy .
chronické problémy nemusí nastat, dokud nebude implantát zaveden. Je velmi běžné najít stopy jiných kovů (hliníku nebo niklu) v komerčně čistém titanu, protože tyto látky přispívají k lepší zpracovatelnosti a zabraňují korozi ., Zubní výplně, mosty a implantáty mohou být potenciálními senzibilizátory, stejně jako opalovací krémy, protože obsahují kovy (nikl, hliník a Titan) . Je důležité přesně určit, kterým kovům je pacient v současné době vystaven. Na základě zubních a lékařských ošetření, stejně jako na historii životního prostředí, by měl být stanoven seznam všech potenciálních alergenů. Určit problematické kov, to může být velmi užitečné odstranit jiné škodlivé látky (jako jsou amalgámové výplně a kovové mosty), aby snížit potenciální počet kov-specifické reakce ., Hodnocení alergie na Titan je navrženo u pacientů indikovaných titanovým implantátem, kteří mají v anamnéze alergii na jiné kovy .
bylo prokázáno, že lidé s anamnézou alergie na kovy mají větší riziko vzniku reakce přecitlivělosti na kovový implantát . U citlivých jedinců neexistuje žádný bezpečný limit nebo přijatelná úroveň dané kovové látky ., Ačkoli titan alergie má nízkou prevalenci u pacientů s anamnézou alergie, to může být vhodné provést alergie na kov posouzení a alergie testování před uvedením trvalé implantáty, aby se zabránilo selhání implantátu v důsledku alergické reakce na titan . Test MELISA® je schopen definovat, které kovy jsou u citlivého pacienta tolerovány a které vyvolávají nežádoucí imunitní odpověď .
5.1., Řízení reakcí přecitlivělosti kovů
výskyt citlivosti titanu se zvyšuje a jeho použití ve stomatologii se každým dnem zvyšuje . Kritériem pro řízení hypersenzitivity typu IV je vyhýbání se odpovědnému alergenu .
výzkum se proto nyní zaměřil na navrhování alternativních náhrad titanu . Může být zváženo zirkonium . Oliva a kolegové uvádí, že pacient s amelogenesis imperfecta, která vyžaduje plnou-ústa zubní implantáty; titan citlivost byla diagnostikována na základě zvýšené MELISA úrovně., Implantáty a výplně oxidu zirkoničitého byly využity bez komplikací při 3letém sledování . Jeden z dalších nových materiálů je Polyetheretherketone, což je částečně krystalický polyaromatické lineární termoplast s vynikajícími mechanickými vlastnostmi. Studie naznačují, že implantovatelný polyetherketon má schopnost tvorby kostí srovnatelnou s hrubým titanem .,
Úspěšné lékařské správy s ústní atropin sulfát byla hlášena u pacienta s titanovým kardiostimulátor, stejně jako s kortikosteroidy u pacientů s titanovým bioprotéza pro zlomeninu páteře .
Pokud se u pacienta s titanovým implantátem objeví závažné klinické příznaky silně svědčící o přecitlivělosti titanu, lze zvážit odstranění implantátu ., Nicméně, mnoho zubní implantáty (a jiné titanové implantáty) jsou určeny k funkci pro zbývající život pacienta, a odstranění zařízení může způsobit významnou nemocnost, ztráta základní funkce, nebo dokonce úmrtnost. V těchto klinických scénářích bude třeba pečlivě zvážit rizika a přínosy .
6. Závěry
výhody endosseous protetika přilákaly mnoho zubařů, což má za následek zvýšené využívání implantát léčby., Zvýšená délka života populace vyžaduje návrh biomateriálů implantátů, které prokazují minimální škodlivé účinky na hostitelské tkáně. I když tradiční materiály, jako je titan nebo jeho slitiny jsou široce používány a podporovat oseointegrace, tam jsou některé obavy, jako kovový ion vydání, alergické reakce a tvorbu biofilmu. Konečná léčba potvrzené reakce přecitlivělosti titanu je odstranění zařízení; v některých případech je však možné lékařské ošetření., Lepší porozumění rizikovým faktorům spojeným s kovovými chirurgickými implantáty je nezbytné u pacientů podstupujících léčbu zubních implantátů, stejně jako operaci náhrady kloubů.
Střet Zájmů
autoři prohlašují, že neexistují žádné střety zájmů týkající se zveřejnění této práce.
Poděkování
Tato publikace byla podpořena PROGRES Q29/LF1 (Univerzita Karlova, Praha, česká Republika) a u projektů, nr. NV19-08-00070 a 17-30753A (Ministerstvo Zdravotnictví, česká Republika).