Oxidized titanium screws coated with calcium ions and their performance in rabbit bone

Dans cette étude animale, une électrodéposition chimique d'ions Ca sur des implants titane oxydés a été évaluée chez l'animal (lapin) en comparaison à d'autres états de surface : hydroxyapatite (HA), calcium phosphate ou d'autres matériaux bioactifs contenant du Sio2 (dioxyde de silicium), Cao (oxyde de calcium), oxyde de phosphate (P205) ou des oxydes additionnés. Cette étude vérifie la réponse tissulaire osseuse à une électrodéposition chimique d'ions Ca sur des surfaces oxydées implantaires.

Matériel et méthode : un implant endo-osseux en titane (pur) de 7,2 mm de longueur vissé a été placé dans le tibia et le fémur de 10 lapins (Nouvelle-Zélande) comme site contrôle, le 2^e groupe des implants test avec électrodéposition chimique d'ions Ca a aussi été implanté sur les mêmes lapins.

La réponse tissulaire a été évaluée par des tests biomécaniques histologiques et histomorphométriques.

Après une période de 6 semaines après chirurgie, le groupe oxydé avec électrodéposition d'ions de calcium montre une augmentation du couple de dévissage 19,4 ± 3,1 Ncm (14 à 24 Ncm) alors que le groupe contrôle montre une mesure de 12,7 ± 1,8 Ncm (10 à 15 Ncm).

Au niveau histomorphométrique, la différence est significative. Le nombre de contacts directs (plus de 272) montre pour le groupe test une augmentation de contacts directs (49 ± 12) (de 31 à 64 %) alors que le groupe contrôle montre une valeur moyenne de 18 ± 8 (de 6 à 30 %).

Les implants oxydés avec électrodéposition d'ions calcium révèlent une meilleure minéralisation (minéralisation homogène avec des contacts intimes au niveau de l'interface) ; le groupe contrôle révèle moins de contacts directs et un contact plus lâche.

Selon les auteurs, les surfaces oxydées renforcées de calcium montrent des résultats intéressants. Cette étude confirme le potentiel additif des réactions chimiques des surfaces de calcium et du tissu osseux.

Notamment les ions calcium (Ca) facilitent l'attachement des cellules ostéoblastiques par l'intermédiaire de pontages avec des protéines adhésives (fibronectine, ostéopontine). La surface chimique des ions Ca incorporés au niveau de l'oxyde de titane (TiO₂) formant un pontage électrostatique avec les ions calcium des protéines (protéoglycane, ostéocalcine) de la matrice osseuse.

Les cations calcium de la surface des implants calcium forment aussi différents pontages au cours du processus de minéralisation par l'apparition de différentes variétés de calcium phosphate (CAHPo₄, CA₂H(Po₄)₆, Ca₅H(Po₄)₆).

D'autres investigations seront nécessaires afin de vérifier le rôle d'ions Ca comme liant au pontage au niveau de l'interface os/implant.