Résultats préliminaires d'un nouvel implant à surface hybride

Introduction

Des études cliniques à long terme avec les implants en titane commercialement pur ont montré de très bons résultats pour le traitement des différents types d'édentement (^{Adell et coll., 1981}, ¹⁹⁹⁰ ; ^{Zarb et Schmitt, 1990)}. Les implants en titane à surface lisse sont utilisés depuis plus longtemps que tout autre type d'implant. Le titane permet, grâce à son excellente biocompatibilité, une intégration muqueuse parfaite ^{(Quirynen et coll., 1996)}. Plusieurs études confirment un rôle de barrière physiologique de la muqueuse péri-implantaire ^{(Berglundh et coll., 1991} ; ^{Buser et coll., 1992} ; ^{Listgarten et coll., 1992)}.

L'état de surface implantaire est un des facteurs influençant l'obtention de l'ostéo-intégration ^{(Albrektsson et coll., 1981)}. Les caractéristiques de l'état de surface dépendent de la nature chimique du biomatériau et de ses propriétés physiques et topographiques. Les taux de succès très satisfaisants obtenus avec les implants en titane pur à surface lisse dépendent du volume et de la qualité osseuse. En effet, pour des implants mis en place dans un os de faible densité (type IV), les taux d'échec rapportés sont plus importants (^{tableau I}). Ils varient de 3 à 11 % dans des os de types I, II et III et de 6 à 50 % dans un os de type IV.

Depuis le début des années 1980, diverses équipes ont essayé d'améliorer l'état de surface implantaire afin d'améliorer la qualité de l'ostéo-intégration et d'augmenter la surface implantaire. Plusieurs auteurs ont montré une adhérence des ostéoblastes plus importante sur des surfaces rugueuses ^{(Buser et coll., 1991} ; ^{Keller et coll., 1994} ; ^{Larsson et coll., 1996} ; ^{Mustafa et coll., 1998} ; ^{Wennerberg et coll., 1998)}. Un nouvel implant endo-osseux (Osseotite^®) présente un état de surface hybride : mordancé et lisse (^{fig. 1}). Ce dessin implantaire original permet de répondre aux impératifs de l'os et des tissus mous. Le but de cet article est de présenter les différentes caractéristiques de ce nouvel implant et ses intérêts cliniques.

Les états de surface implantaires

Au début des années 1970, Predecki et coll. observent une croissance osseuse rapide et une bonne adhérence mécanique sur un état de surface implantaire irrégulier. ^{Brunette, en 1988}, trouve une interaction cellulaire accrue en présence d'une surface implantaire modifiée. ^{Bowers et coll. (1992)} confirment dans une étude histologique une augmentation importante de la surface d'attache des cellules osseuses sur une surface rugueuse. Carlsson et coll., en 1988, rapportent des forces de dépose plus importantes pour des implants à état de surface rugueux par rapport à des implants avec un état de surface lisse (^{fig. 2}). Plusieurs équipes ont récemment confirmé l'augmentation des forces de torsion à l'enlèvement des implants avec un état de surface irrégulier ^{(Wennerberg et coll., 1996} ; ^{Klokkevold et coll., 1997} ; ^{Pebé et coll., 1997} ; ^{Cordioli et coll., 1998)}. Différents traitements de la surface implantaire (par addition et par soustraction) ont été proposés dans les dernières décennies.

Traitement par addition

Les techniques TPS et HA modifient la surface implantaire par un procédé additif (^{fig. 3} et ⁴). Le but est d'optimiser les caractéristiques biologiques et physiques au niveau de la surface de contact os-implant. Les différentes techniques rapportées depuis plus de 20 ans n'ont pas toutes produit un état de surface pur, uniforme et biologiquement stable. En effet, la stabilité à long terme ainsi que la résistance à l'érosion et à la corrosion de ces états de surface sont contestées ^{(Luthy et coll., 1987} ; ^{Watzek et coll., 1995} ; ^{Piatelli et coll., 1996)}. Des phénomènes d'érosion de surface pour les implants recouverts d'hydroxyapatite ont été rapportés ^{(Cheang et Khor, 1996)}. Par ailleurs, la stratification de la surface de l'implant par la méthode TPS laisse apparaître une surface irrégulière et globulaire.

Les implants recouverts d''hydroxyapatite (HA) et les implants pulvérisés au Titanium Plasma Spray (TPS) peuvent avoir une exposition de leur surface rugueuse favorisant la rétention de plaque bactérienne ^{(Leimola-Virtanen et coll., 1995)}. Le développement de péri-implantite autour de ce type d'implants est favorisé par la présence de défauts microscopiques induits au cours de la fabrication. Les micro-tensions exercées à la surface de l'implant peuvent entraîner la séparation des particules « rajoutées ». Ces particules sont repérables dans les tissus environnants ^{(Piatelli et coll., 1996)}.

Traitement par soustraction

Les techniques utilisant le mordançage à l'acide ou le jet de sable sont des procédés soustractifs permettant d'éliminer des particules microscopiques de la surface implantaire, créant ainsi une morphologie irrégulière du titane (^{fig. 5}, ⁶ et ⁷). Les méthodes soustractives augmentent la surface implantaire sans contamination par des micro-particules additionnées. La couche de titane commercialement pur est préservée par ce procédé. La probabilité de contamination de l'état de surface et de dissémination de micro-particules dans le tissu environnant est très réduite ^{(Lacefield, 1997)}. Cependant pour les surfaces pulvérisées (sablage), le risque de présence de poudre bien que minime existe ^{(Eberhardt et coll., 1995)}. Ce type de traitement mécanique peut également altérer la précision du pas de vis. Pour les surfaces mordancées, le risque de contamination est très réduit car aucun traitement mécanique en surface n'est effectué.

Parmi les différents traitements de surface à l'acide étudiés, la combinaison HCl et H₂SO₄ semble être la plus fiable pour l'obtention d'un état de surface uniformément rugueux (^{tableau II}). L'analyse de la topographie d'un implant traité par ce type de mordançage acide met en évidence des pics distants de 0,3 à 1,5 mm (mesure horizontale) et de 1 à 2 mm en hauteur (mesure verticale). La connaissance de ces dimensions est très importante. En effet, la matrice osseuse s'insère dans des pores de 1 à 2 mm ^{(Wong et coll., 1995)}.

Cicatrisation osseuse et états de surface implantaire

Le comportement cellulaire est influencé par les caractéristiques physiques et par la topographie de l'état de surface implantaire ^{(Brunette, 1988)}. Pour ^{Predecki et coll. (1972)}, la cinétique de la cicatrisation osseuse dépend de la fixation mécanique des cellules sur la surface implantaire. Les irrégularités de la surface doivent idéalement former un angle droit avec la surface de l'implant. ^{Carlsson et coll. (1988)} rapportent une force à la dépose (rupture de l'ostéo-intégration) après 6 semaines d'implantation plus importante pour les implants à surface rugueuse par rapport aux implants à surface lisse.

^{Buser et coll. (1991)} analysent le pourcentage de contact direct os-implant pour différents types d'état de surface : sablage, couche d'hydroxyapatite, TPS et mordançage acide. Le pourcentage de contact os-implant le plus élevé est constaté pour les surfaces traitées par sablage et à l'acide (HCl/H₂SO₄). ^{Davies et Dziedzic (1996)} montrent également une augmentation statistiquement très significative du pourcentage d'ostéo-intégration pour les implants en titane traités à l'acide (HCl/H₂SO₄) par rapport au même implant à surface lisse (^{fig. 8} et ⁹). Cette qualité de l'ostéo-intégration est expliquée par la topographie de la surface du titane. ^{Cordioli et coll. (1988)} obtiennent chez le lapin un contact os-implant plus important avec une surface mordancée (Osseotite^®). Ces auteurs rapportent 72,40 % de contact os-implant pour une surface traitée à l'acide (HCl/H₂SO₄), 56,80 % pour des implants traités au TPS, 54,80 % pour une surface sablée et 48,60 % pour des implants présentant une surface lisse. ^{Lazzara et coll. (1998)} confirment ces résultats dans une étude histomorphométrique réalisée chez l'homme. Des implants de 2 mm de diamètre spécialement préparés (un côté surface mordancée et le côté opposé surface lisse) sont placés au maxillaire postérieur chez 11 patients et déposés après 6 mois de cicatrisation. Un contact os-implant de 72,9 % est constaté avec l'état de surface mordancée (Osseotite^®). Par contre, 33,9 % de contact est obtenu avec les implants en titane à surface lisse.

Dans une étude histochimique chez le lapin, une réaction inflammatoire autour des implants traités au TPS est constatée en présence de cellules géantes au niveau de l'interface os-implant. Par contre, les implants à surface lisse traités par les techniques soustractives ne présentent pas ce type de réaction inflammatoire ^{(Piatelli et coll., 1996)}.

Une surface implantaire rugueuse favorise l'adhésion et l'attache cellulaire ^{(Bowers et coll., 1992)}. Toutefois, de nombreuses études ont mis en évidence les risques de mucosite et/ou de péri-implantite avec les implants à surface rugueuse. Les observations à long terme sur les implants en titane à surface lisse rapportent une parfaite santé des tissus mous. Cet état de surface offre la plus grande compatibilité avec la muqueuse péri-implantaire.

La rugosité de l'état de surface implantaire influence également l'ostéogenèse. Après une mise en place précise de l'implant, un espace péri-implantaire est toujours présent. L'ostéo-intégration va dépendre du type de cicatrisation tissulaire au niveau de la jonction os-implant. L'os néoformé peut combler cet espace par l'intermédiaire de deux phénomènes : l'ostéogenèse de proximité et l'ostéogenèse de contact. Le premier phénomène permet la formation d'une trame de tissu conjonctif ou « plexus de fibrine » péri-implantaire provenant de la berge osseuse en regard de l'implant. Dans l'ostéogenèse de contact, la néoformation osseuse se fait au contact direct de la surface implantaire grâce à l'adhérence du plexus de fibrine. En effet, la migration des cellules ostéogéniques sur une trame de fibrine attachée à la surface du titane permet l'adaptation intime du tissu osseux contre l'implant. La trame de fibrine se forme à partir du caillot sanguin initial. La mouillabilité de l'état de surface implantaire favorise une rétention plus ou moins importante du caillot sanguin initial. Une surface mordancée à l'acide (HCl/H₂SO₄) permet une excellente dispersion du sang lors de la mise en place de l'implant. La micro-topographie créée par ce type de traitement chimique augmente la mouillabilité du titane commercialement pur.

Au contact d'une surface en titane lisse, l'adhésion insuffisante du plexus de fibrine favorise la formation de cavités en regard de l'implant. Ces espaces déterminent le pourcentage de contact direct os-implant. Par opposition, la présence de rugosités microscopiques au niveau de l'état de surface mordancé facilite la rétention du plexus de fibrine. Dans un deuxième temps, la minéralisation de la matrice osseuse permettra l'obtention d'une plus grande surface de contact os-implant.

Les études histologiques de ^{Dziedzic et coll. (1996)} confirment l'amélioration de l'ancrage osseux avec les implants à surface mordancée par rapport aux implants à surface lisse. La force nécessaire à l'arrachement de l'implant à surface mordancée (Osseotite^®) est quatre à cinq fois plus importante par rapport à celle de l'implant à surface lisse.

En présence d'une qualité osseuse insuffisante (type IV), la stabilisation et l'adhésion du plexus de fibrine devient capitale pour le succès implantaire. L'os de type IV a en effet une faible minéralisation. Il est morphologiquement structuré par des zones sans tissu osseux (cavités). Dans ce type d'os, il est impératif que l'espace en regard de l'implant soit colonisé par le plexus de fibrine. La contraction de ce plexus a tendance à réduire la surface de contact fibrine-implant. Le conditionnement de l'état de surface est donc d'une grande importance en présence d'un os de type IV.

L'implant à état de surface hybride (fig. 10a, 10b, 10c, 11a, 11b, 11c, 11d et 11e

L'implant Osseotite^® présente un état de surface hybride conçu pour répondre autant aux impératifs des tissus mous que de l'os. La partie coronaire de l'implant du sommet jusqu'à la troisième spire (3 mm) présente un état de surface lisse. A partir de la troisième spire jusqu'à l'apex, l'état de surface implantaire est mordancé à l'acide (HCl/H₂SO₄). Cette association de deux types d'état de surface assure la pérennité des tissus mous au niveau du col implantaire avec l'état de surface lisse et favorise une meilleure ostéo-intégration grâce à l'état de surface mordancé.

Les avantages de ce nouvel implant sont :

- augmentation du pourcentage de contact os-implant ;

- augmentation des forces nécessaires pour la dépose implantaire ;

- absence de contamination de l'état de surface ;

- absence de couche rajoutée ;

- élimination du risque de décollement de particules ou d'érosion de surface ;

- optimisation de la cicatrisation osseuse (surface mordancée) ;

- réduction du temps de cicatrisation tissulaire ;

- maintien de la compatibilité avec la muqueuse péri-implantaire (surface lisse).

Résultats cliniques préliminaires

Des résultats cliniques satisfaisants à court terme ont été obtenus avec l'implant à surface mordancée à acide HCl/H₂SO₄ (Osseotite^®, Implant Innovations). Le rapport préliminaire (après 12 mois de mise en charge) d'une étude multicentrique montre un taux de succès de 98,6 % pour 2 236 implants utilisés pour le traitement des différents types d'édentement ^{(Lazzara, 1998)}.

^{Sullivan et coll. (1997)} rapportent les résultats préliminaires à 3 ans de 147 implants posés chez 75 patients. Un taux de succès de 96,6 % est obtenu pour ces auteurs. Cependant le faible recul clinique et un nombre insuffisant d'implants imposent le suivi à long terme avec un nombre plus important d'implants.

Dans une étude prospective, ^{Testori et coll. (1999)} présentent les résultats cliniques à 2 ans de 220 implants osseotite^® et de 238 implants usinés placés au maxillaire postérieur. Ces auteurs obtiennent un taux de succès de 98 % avec les implants Osseotite^® et de 87 % avec les implants à surface lisse. Malheureusement, le protocole clinique et les critères de succès ne sont pas encore publiés.

La mise en charge rapide est une nouvelle proposition thérapeutique utilisant des implants avec un état de surface rugueux (Osseotite^®). Ce concept répond aux impératifs de temps et de confort pour le patient. Une étude pilote multicentrique chez l'homme compare les résultats d'une mise en charge rapide (2 mois) et d'une mise en charge conventionnelle (4 à 6 mois) avec des implants Osseotite^®. Un taux de succès de 98,4 % est rapporté pour 429 implants avec une mise en charge rapide. Un taux de succès équivalent (98,8 %) est obtenu pour les 716 implants mis en charge après 4 à 6 mois de cicatrisation ^{(Lazzara, 1998)}.

Conclusion

L'implant Osseotite^® présente un état de surface hybride conçu pour répondre autant aux impératifs des tissus mous que de l'os. Cette association de deux types d'état de surface assure la pérennité des tissus mous au niveau du col implantaire avec l'état de surface lisse et favorise une meilleure ostéo-intégration grâce à l'état de surface mordancé. De très bons résultats cliniques à court terme ont été obtenus avec ce nouvel implant. Des études multicentriques à long terme doivent confirmer la fiabilité et les avantages de l'implant Osseotite^®.

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