Abstrakt
Dental implantater er ofte laget av titanium alloys. Implantat behandling for øyeblikket lover et godt langsiktig resultat uten at det påvirker helse; imidlertid, sin suksess avhenger av mange faktorer. I denne artikkelen, forfatterne fokuserer på de mest vanlige risikofaktorer forbundet med metallic kirurgiske implantater. Titanium-indusert overfølsomhet kan føre til symptomer på implantatet avvisning., Korrosjon og dannelsen av biofilm er flere situasjoner der disse symptomene kan forekomme. For medisinske formål, er det viktig å definere og diskutere egenskapene til metaller som brukes i implanterbart utstyr og til å sikre sine biokompatibilitet. For å unngå overfølsomhetsreaksjoner overfor metallic dental implantater, føre-var-prinsippene for primær forebygging bør etableres.
1. Innledning
Tannbehandling er en kontinuerlig utvikling, grenen av medisin som er betydelig påvirket av den teknologiske utviklingen., Målet for moderne tannbehandling implantat er å gjenopprette fysiologiske funksjon, komfort, estetikk, tale -, og helse til personer som har manglende tenner. Tap av tenner er for det meste forårsaket av forfall, ved mislyktes root canal behandling av inflammatoriske tap av periodontal vev, eller ved brudd . I det siste, tann tap var vanligvis behandles med en tre-enhet faste delvis protese, fylle gapet med en pontic som ble støttet på begge sider av distansen tenner., Denne behandlingen, også kjent som en fast bro, er ikke nødvendigvis den optimale løsningen, så det krever krone utarbeidelse av distansen tenner. Som et resultat, med disse tennene er mer utsatt for forfall og tannkjøtt sykdom, som kan føre til ytterligere tap av tenner eller protese feil .
Skjemmende hull mellom tennene kan bli fylt av dental implantater uten å forårsake ytterligere skade på andre tenner . Videre, endossøse implantater kan hindre tap av alveolar bein. Alveolar prosesser, i kjevebenet og overkjevebenet, omgir og støtter tennene for å sikre at deres funksjon., I kontrast, tygge, biting, og snakker føre til micromovements av tannen radix i sokkelen (periodontiet), indirekte forårsaker ombygging og ombygging av alveolar bein. Når en tann som er tapt, mangler bein stimulering fører til redusert alveolar volum. Som flere tenner er tapt, flere områder av bein kan ikke opprettholdes . En endossøse implantatet kan forhindre videre bentap, men bør være integrert i alveolar bein så snart som mulig etter utvinning for å be bein stimulering .,
De ovenfor nevnte fordelene av endossøse protetikk har tiltrukket seg mange tannleger, noe som resulterer i økt bruk av implantat behandling. Som antall implantater øker, er det nødvendig å kontinuerlig fokus på biokompatibilitet av implantatet materialet. I denne artikkelen, forfatterne vil gjennomgå de mest vanlige risikofaktorer forbundet med metallic kirurgiske implantater (dvs., korrosjon, biofilm utvikling, og overfølsomhetsreaksjoner) og deretter fokusere på bivirkninger som kan oppstå hos pasienter kronisk eksponert for metalliske materialer.
2., Mekaniske og Kjemiske Egenskaper av Titan
Titan er vurdert til å være gode biomaterial og det beste valget for produksjon permanent nonbiodegradable implantater. Titan er preget av praktisk mekaniske egenskaper som sin høye styrke-til-vekt-forhold, malleability, og lav tetthet. Titan vanligvis ikke føre til rust fordi det fort blir for passiv. Passivation innebærer etablering av et ytre lag av skjerming materiale som beskytter mesteparten av metall fra miljøet., Titan oxidizes umiddelbart etter eksponering til luft, og danner en tynn titanium dioxide (TiO2) lag, som raskt reformer dersom den er skadet, forutsatt at det er tilstrekkelig oksygen i omgivelsene (self-healing-effekt) .
Titan er giftig og ofte forkastet av kroppen. Det har en iboende evne til å osseointegrate, slik at dets utnyttelse som et tannimplantat materiale som kan holde på plass for flere år. Funnene i litteraturen, men tyder på at titan kan forårsake klinisk relevante overfølsomhetsreaksjoner, så vel som andre immun dysfunksjoner .
3., Korrosjon
Korrosjon er definert som spontan og progressive tap av materiale og er forårsaket av det omkringliggende miljøet . Ren titan er korrosjonsbestandig i kontrollerte miljøer og i fravær av last . Men under muntlige forhold og i kombinasjon med sykliske belastninger, titanium kan korrodere, og dermed vil påvirke mekanisk stabilitet av implantatet . I tillegg, metallisk avfall som er produsert etter implantasjon kan føre til en forbedret inflammatorisk respons eller bidra til en overfølsomhetsreaksjon ., Det er mange typer av korrosjon som er forbundet med metallic implantater, for eksempel galvanic, fretting, pitting, og rosjon .
Galvanisk korrosjon oppstår ofte når to forskjellige metallic-enheter som er koblet sammen med en vandig-banen (f.eks., spytt), og det kan i stor grad påvirke mekanisk stabilitet og endelige utfallet av tannimplantater . Den grunnleggende enheten av elektrokjemi er elektrokjemisk celle, som består av en anode (titan skrue), en katode (metallic fyll), og en elektrolytt (spytt). Elektrodene er koblet i en krets utjevne sitt potensial forskjell., Følgelig, elektroner er både produsert og konsumert. Gjeldende produsert av ion-flow brukes til å måle korrosjon pris av et metall og er direkte relatert til materiale tapt. Produktene gitt av korrosjon kan ha cytotoksiske eller neoplastisk virkninger på vevet rundt implantatet .
Fretting korrosjon oppstår på grunn av forstyrrelser av den beskyttende lag på titan skruer. Gropkorrosjon resultater fra spontan nedbryting av passivating film på flatskjerm eller overeksponert området. Spaltekorrosjon er forbundet med ujevne overflater .,
Korrosjon av metall implantater kan true mekanisk stabilitet av enheten, samt integriteten av de omkringliggende vev . Videre, metall spor som stammer fra implantater har vist seg å forstyrre homeostase (f.eks., DNA-syntese, mineralization, og mRNA uttrykk av alkalisk fosfatase). De har blitt funnet i leveren, lungene, lymfeknuter, og blodet. Den elektriske implikasjoner av korrosjon på omkringliggende vev forblir uklart ., Det har imidlertid vist seg at elektrisk strøm som genereres i løpet av etsende hendelser er forsterket av syklisk belastning (dvs., tygge; biting) . Det er foreslått at omkringliggende vev er kronisk utsatt for unormale elektriske signaler .
4. Biofilm
Biofilm er et komplekst samfunn av mikroorganismer festes til overflater . Biofilm kan dannes på både levende og nonliving overflater og kan være utbredt i naturen (plante rot systemet), industri (vann-varme-systemet) , og sykehuset innstillinger (katetere; implantater) ., Det er allment anerkjent at de fleste bakterier eksistere i forbindelse med overflater. Med andre ord, de gjør vanligvis ikke leve fritt-flytende, men har en tendens til å holde seg til hverandre og forholde seg til en spesifikk overflate . De produserer et slim (ekstracellulære polymere stoffer, EPS), som består av nukleinsyrer, proteiner og polysakkarider . EPS sikrer vedheft og fungerer som et næringsstoff for å dele mikrober. Det gir også kommunikasjon mellom mikroorganismer gjennom biokjemiske signaler så vel som midler for utveksling av genetisk materiale ., Biofilm kan dannes fra en enkelt art eller blandet arter . Bakterier alltid samhandle og samarbeide på mange måter. Mikrobiell celler som vokser i en biofilm er forskjellige fra basal planktoniske bakterier. Deres strukturelle og genetisk utvikling resulterer i økende resistens mot desinfeksjonsmidler . I noen tilfeller, de er også resistente mot antibiotika . Videre, den siste fasen av dannelsen av biofilm er spredning. Strukturen forblir uendret, men mikrobiell kolonier atskilt fra den opprinnelige biofilm, strømme bort, og koloniseringen andre overflater ., Dermed biofilm kan føre til alvorlige helsemessige problemer og alvorlige komplikasjoner .
Ett eksempel på en muntlig biofilm er dental plakk, som består av både bakterielle og mycotic arter. Det er forankret til tennene i spytt polymerer og bør fjernes ved vanlig tenner rengjøring. Når munnhygiene mislykkes, både tenner (eller dental implant) og de omkringliggende vev (tyggegummi, periodontiet, og alveolar bein) er utsatt for høye konsentrasjoner av mikrobiell produkter, som kan forårsake forråtnelse, gingivitt, periodontitt, eller peri-implantitis., Ovennevnte forhold er ikke nødvendigvis forbundet med den samme mikrobiell arter, men alle potensielle oral patogener kan danne en tilhenger befolkningen og vokse innen dental plakk senere å utløse sykdommer i den muntlige vev .
En av de største prestasjonene i moderne medisin har vært fremgang i herding av smittsomme sykdommer. I dag, de fleste akutte infeksjoner kan behandles effektivt med antibiotika. Imidlertid, biofilm er et unntak til denne regelen. Selv etter vellykket behandling med antibiotika, symptomene kan komme tilbake svært raskt .,
Implantater tjene som potensielle overflater for dannelse av biofilm. Kirurgisk fjerning av implantert utstyr er den beste kur for biofilm-relaterte infeksjoner, men dette er vanligvis ikke anses å være en optimal løsning . For å hindre dannelsen av biofilm, det er viktig å være nøye med å følge alle reglene for aseptisk kirurgi . En annen metode for å redusere risikoen for bakteriell vedheft er å utvikle nye materialer, eller for å forbedre overflaten av implantert medisinsk utstyr, slik at de ikke tiltrekke potensielle biofilm patogener ., Multifunksjonelle belegg på en zirkonia overflaten , en nanostrukturerte titan-overflaten , og kontrollert antibiotikum utgivelsen kan spille en viktig rolle i å nå dette målet .
5. Metall Overfølsomhet
En allergi er definert som en overfølsomhetsreaksjon. Det er en forstyrrelse i immunsystemet, en overreaksjon til noe som er vanligvis ufarlig, men som utløser en reaksjon i alle sensitive til stoff bekymret .
Potensielle metall allergener er svært vanlig i det daglige liv., Litteraturen tyder på at titan kan forårsake klinisk relevante overfølsomhet i visse pasienter kronisk eksponert for denne reaktivt metall. Det er noen opplagte kilder, slik som klokker, smykker og mynter, men kosmetiske produkter kan inneholde allergifremkallende ingredienser. De fleste pasienter med en titan allergi er uvitende om deres eksponering. For eksempel, solkremer inneholder TiO2 anvendes på store områder av huden for å unngå for tidlig aldring av huden og hudkreft .
Dersom allergenet er inntatt, er sannsynlig å lider av fordøyelsesproblemer symptomer., Kan inhaleres partikler påvirker øyne, nese og lunger . Metall overfølsomhet kan manifestere seg som en rekke bivirkninger, inkludert kronisk betennelse og smerte. Vanlige symptomer på metall overfølsomhet inkluderer kronisk tretthet, depresjon, eller fibromyalgi (smerter uten kjent årsak). Den vanligste presentasjon av en pasient med en metall allergi er en lichenoid reaksjon preget av oral lichenoid lesjoner. Disse symptomene oppstår vanligvis hos pasienter med metall implantater som er kronisk eksponert for metall allergener., Imidlertid, metall implantater kan bli avvist uten bevis av en tidligere overfølsomhetsreaksjon .
Overfølsomhet er en sekvens av uønskede reaksjoner av immunsystemet. Deres type og deres utvikling kan variere. De er vanligvis delt inn i fire grupper (i-IV) . Metall overfølsomhet er vanligvis en type IV overfølsomhet, kjent som en reaksjon av forsinket hypersensitivitet, fordi reaksjonen tar 48 til 72 timer på å utvikle . Den første kontakten med en metallisk antigen årsaker antigen-forbruker (av Langerhans dendrittiske celler) og antigenpresenterende til-lymfocytter., -lymfocytter har sin opprinnelse i thymus og er rettet til å produsere cytokiner som regulerer immunforsvaret trasé. Hvis pasienten er utsatt for metallisk antigen igjen,- lymfocytter aktivere makrofager . Derfor, betennelse er indusert til å motvirke det som oppfattes som trussel. Immunforsvaret kan føre til skade på vev, og til slutt til steril implantat tap .
Eksponering for metaller fra dental endossøse implantater, amalgamfyllinger, eller proteser kan føre til alvorlige helseproblemer ., Rimelig mistanke om et metall overfølsomhet kan tillate for testing i sensitive pasienter, ved hjelp av Minnet Lymfocytt Immunostimulation Assay, kjent som MELISA® – testen . Dette er en blodprøve for å oppdage metall overfølsomhet. -lymfocytter fra blodprøver er isolert og testet mot utvalgte metaller, basert på pasientens eksponering. Stimulering indeksen brukes til å måle pasientens reaktivitet for ulike metaller., MELISA® er spesielt nyttig hos pasienter med symptomer på en metall allergi (kronisk utmattelse, kroniske leddsmerter, kontakteksem, og muntlig lichenoid reaksjoner) men som har hatt negative patch tester .
Kroniske problemer kan ikke skje før implantatet er satt på plass. Det er svært vanlig å finne spor av andre metaller (aluminium og nikkel) i kommersielt ren titan, da disse stoffene bidrar til bedre processability og hindre korrosjon ., Dental fyllinger, broer og implantater kan være potensielle sensitizers , akkurat som solkremer, fordi de inneholder metaller (nikkel, aluminium og titan) . Det er viktig å finne ut nøyaktig hvilke metaller pasienten er for tiden utsatt for. Basert på dental og medisinsk behandling, samt på miljø-historie, en liste over alle potensielle allergener bør etableres. For å bestemme problematisk metall, kan det være svært nyttig å ta andre skadelige stoffer (for eksempel amalgam fyllinger og metall broer) for å redusere potensielt antall av metall-spesifikke reaksjoner ., En allergi evaluering for titan er foreslått i de titanium-implantat-angitt pasienter som har en historie med allergi mot andre metaller .
Det har vist seg at folk med en historie av allergi mot metaller har en større risiko for å utvikle en overfølsomhetsreaksjon til et metall implantatet . For sensitive personer, det er ingen sikker grense eller akseptabelt nivå for en gitt metall stoff ., Selv om titan allergi har en lav prevalens , for pasienter med en tidligere historie av allergi, kan det være tilrådelig å gjennomføre et metall allergi vurdering og allergi testing før du legger permanente implantater, for å unngå en unnlatelse av implantatet på grunn av en allergisk reaksjon på titan . Den MELISA® – testen er i stand til å definere hvilke metaller som er tolerert i de sensitive pasienten og som indusere en uønsket immunrespons .
5.1., Forvaltning av Metall Overfølsomhetsreaksjoner
Forekomsten av titan-følsomhet er økende, og dens bruk i tannbehandling er økende dag for dag også . Kriteriet standard for styring av type IV overfølsomhet er unndratt av den som er ansvarlig allergen .
Derfor, forskning har nå fokusert på å utvikle alternative substitutter til titan . Zirkonium kan bli vurdert . Oliva og medarbeidere rapporterte en pasient med amelogenesis imperfecta, som krevde full-munn dental implantater, titan følsomhet ble diagnostisert basert på forhøyet MELISA nivåer., Zirkoniumoksid implantater og restaureringer ble utnyttet uten komplikasjoner på en 3-års oppfølging . Ett av andre roman materialer er Polyetheretherketone, som er en delvis krystallinske poly-aromatic lineær termoplast med gode mekaniske egenskaper. Studier tyder på at den implanterbare grade Polyetheretherketone har bein forming kapasitet sammenlignes med grov titan .,
Vellykket medisinsk behandling med oral atropin sulfat har vært rapportert hos en pasient med titanium pacemaker så vel som med orale kortikosteroider i en pasient med titanium bioprosthesis for en spinal brudd .
Hvis en pasient med en titan implantat utvikler alvorlige kliniske symptomer sterkt betont av titan overfølsomhet, fjerning av implantatet kan bli vurdert ., Imidlertid, mange dental implantater (og andre titan implantater) er ment å fungere for resten av livet av pasienten, og fjerning av enheten kan føre til betydelig sykelighet, tap av viktig funksjon, eller til og med dødelighet. I disse kliniske scenarier, risiko og fordeler må være nøye veies .
6. Konklusjoner
fordelene av endossøse protetikk har tiltrukket seg mange tannleger, noe som resulterer i økt bruk av implantat behandling., Økt levealder i befolkningen krever design av implantat biomaterials viser minimale skadelige effekter på verten vev. Selv om tradisjonelle materialer som titan eller dets legeringer har vært mye brukt, og fremme osseointegrasjon, det er noen bekymringer som metall-ion-utgivelse, allergiske reaksjoner og dannelsen av biofilm. Den endelige behandling for å få bekreftet titanium overfølsomhetsreaksjon er fjerning av enheten, men medisinsk behandling er mulig i noen tilfeller., Bedre forståelse av risikofaktorer forbundet med metallic kirurgiske implantater er nødvendig hos pasienter som gjennomgår implantatbehandling samt leddprotesekirurgi.
Interessekonflikter
forfatterne hevder at det er ingen interessekonflikter vedrørende publikasjonen av denne typen.
Erkjennelsene
Denne publikasjonen ble støttet av PROGRES Sp29/LF1 (Charles University, Praha, tsjekkia) og av prosjekter nr. NV19-08-00070 og 17-30753A (Helse-og omsorgsdepartementet, tsjekkia).