Implant n° 3 du 01/09/2010

RECHERCHE

Anders Palmquist*   Lena Emanuelsson**   Rickard Brånemark***   Peter Thomsen****  


*PhD
**Technicienne biomédicale
Département de biomatériaux, Institut de sciences cliniques,
Académie de Sahlgrenska à l’Université de Gothenburg,
Göteborg, Suède
***MD PhD
Département d’orthopédie, Hôpital de l’Université de Sahlgrenska, Göteborg, Suède
Brånemark Integration AB, Lilla Bommen, Göteborg, Suède
****MD PhD, Professeur
Département de biomatériaux, Institut de sciences cliniques,
Académie de Sahlgrenska à l’Université de Gothenburg,
Göteborg, Suède
*****Département de biomatériaux
Académie de Sahlgrenska
Université de Gothenburg
BP 412
SE-405 30 Göteborg, Suède

Résumé

Le but de cet article est d’exposer le développement d’un nouveau concept reposant sur la modification à l’échelle microscopique et nanoscopique de surfaces d’oxyde de titane pour obtenir une liaison osseuse et augmenter la stabilité de la jonction os-implant. L’analyse s’appuie sur des mesures de couples de désinsertion, une étude histologique qualitative et quantitative, et des observations en microscopie électronique à balayage et par transmission afin de préciser l’état actuel de nos connaissances sur l’ostéointégration à l’échelle macro-, micro- et nanoscopique. Des études expérimentales à court et long terme portant sur des implants dont la surface a été partiellement modifiée au laser à l’échelle micro- et nanoscopique ont montré une amélioration considérable de l’ancrage biomécanique à l’os.

Les résultats mettent en évidence une augmentation significative du couple de désinsertion, un schéma de fracture différent, et une coalescence ultrastructurelle et chimique entre le tissu minéralisé et la surface nano-structurée de l’implant modifiée par laser. Les études menées sur les tissus mous démontrent une biocompatibilité, un degré d’inflammation comparable à celui obtenu avec le titane usiné et l’absence d’effets indésirables. Cette modification de surface est actuellement en cours d’utilisation clinique. Les premières données cliniques montrent que ce nouveau concept donne d’excellents résultats à court terme (1 an de suivi).

Summary

The aim of the current article was to review the development of a novel concept based on the topological application of micro-and nanoscale surface features on titanium oxide surfaces in order to achieve bone bonding and increased stability of the bone-implant junction. The analysis consisted of removal torque measurements, qualitative and quantitative histology, and scanning and transmission electron microscopy in order to obtain a state-of-the-art characterization of osseointegration on the macro-, micro- and nanolevels. Short and long-term, experimental studies of partly laser-modified implants with micro- and nano-scale surface topographical features demonstrated a considerable increase in the biomechanical anchorage to bone. The results showed a significant increase in removal torque, a different fracture pattern, and ultrastructural and chemical coalescence between mineralized tissue and the nano-structured surface of the laser modified implant. Studies in soft tissues demonstrated biocompatibility, a degree of inflammation comparable to machined titanium and no adverse events. This surface modification is now in clinical use. The first clinical data shows that this new concept provides excellent short-term (1 year follow up) performance.

Key words

osseointegration, titanium, laser, biomechanics, focused ion beam, ultrastructure

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