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Laser-Lok® Recherche

Recherche Laser-Lok

Résumés sur les microcanaux Laser-Lok

La technologie de microcanaux Laser-Lok est un traitement de surface exclusif pour implants dentaires mis au point au terme de 20 ans de recherche consacrés à la création d'une surface d'implant optimale. Cette recherche a permis de démontrer que la surface Laser-Lok exclusive provoquait une réponse biologique consistant en l'inhibition de la décroissance épithéliale et la fixation du tissu conjonctif.1,2 Cette fixation physique produit un joint biologique péri-implantaire qui protège et maintient l’état de l’os crestal. Le phénomène Laser-Lok a fait l'objet d'études de post-commercialisation visant à démontrer son efficacité supérieure par rapport aux autres modèles d'implants en termes de réduction de la perte osseuse.3,4,5,6

Canal Laser-Lok

dernières recherches sur les implants

Guarnieri, Renzo MD, DDS; Placella, Roberto DDS; Testarelli, Luca DDS, PhD; Iorio-Siciliano, Vincenzo DDS, PhD; Grande, Maurizio DDS
Implant Dentistry April 2014, Volume 23, Issue 2. p. 144-154.


Objectifs
Pour évaluer les résultats cliniques, radiographiques et esthétiques des implants à l'aide d'un col microtexturé au laser placé dans la région antérieure de la mâchoire au moment de l'extraction dentaire et immédiatement temporisé.

Méthodologie
Quarante-six implants Tapered Internal Laser-Lok BioHorizons ont immédiatement été placés et immédiatement restaurés grâce à une mise en charge non fonctionnelle sur 46 patients (24 hommes et 22 femmes) au biotype gingival épais, un niveau/contour gingival idéal et des parois postextraction intactes. Le taux de survie, la perte osseuse corticale et les réponses muqueuses péri-implantaires ont été évalués à 6, 12 et 24 mois.

Résultats
Taux de survie de 95,6 %. La perte osseuse marginale distale et mésiale moyenne, 24 mois après l'installation, était d'une portée de 0,58 mm (SD = 0,53 ; 0,17 à 1,15) et d'une portée de 0,57 mm (SD = 0,70 ; 0,42 à 1,10). Une nouvelle croissance de papille distale et mésiale moyenne de 1,8 et 1,5 mm a été trouvée. Les niveaux de tissus mous médiofaciaux ont montré 0,12 mm de régression moyenne après 24 mois.

Conclusion
Les implants directs restaurés le jour de l'opération, avec une surface microtexturée au laser, peuvent être considérés comme une procédure prévisible pour assurer la survie de l'implant et la restructuration des tissus mous et durs.

M Nevins, ML Nevins, L Gobbato, HJ Lee, CW Wang, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent, vol. 33, n° 3, 2013.


ABSTRACT
Les papilles interimplantaires jouent un rôle essentiel dans la réalisation de restaurations à base d'implants dans la région esthétique maxillaire. Toutefois, la stabilité de l’anatomie papillaire dépend de celle du volume de l'os crestal sous-jacent. Plusieurs études ont documenté une distance critique interimplantaire de 3 mm en dessous de laquelle une résorption de l'os crestal se produit. L'étude de démonstration canine actuelle examine un nouveau concept de système implant/pilier qui associe la technique de Platform Switching à une ablation laser précise du pilier et des micro-stries de l'implant afin de maintenir l'os crestal interimplantaire à des distances entre implants de 2 et 4 mm. Les résultats de cette étude préclinique initiale suggèrent que cette réalisation est possible grâce à des modifications de conception précises au niveau du système implant/pilier, en plaçant les implants adjacents à des distances de 2 à 4 mm sans que cela n'induise de perte osseuse crestale sub-papillaire.

RÉSULTATS AU NIVEAU DES TISSUS MOUS
Les tissus mous péri-implantaires se composent d'une barrière épithéliale, l'épithélium sulculaire fusionnant avec l'épithélium jonctionnel. L'épithélium jonctionnel s'interrompt brutalement à l'emplacement le plus coronal des micro-stries du pilier Laser-Lok, où une zone de fibres de tissu conjonctif se développe perpendiculairement à l'intérieur de la bande micro-striée de 0,7 mm. En outre, des fibres de tissu conjonctif apparaissent également dans les régions Laser-Lok du col de l'implant et scellent efficacement le micro-interstice à la jonction implant/pilier à partir des tissus environnants. Il est important de noter que l'examen de toutes les éprouvettes au niveau de la jonction implant/pilier ne révèle la présence d'aucun infiltrat inflammatoire.

RÉSULTATS AU NIVEAU DES TISSUS DURS
Au bout de 3 mois, l'os crestal interimplantaire ne présente aucun signe de résorption sur aucun des échantillons de biopsie. Un contact os-implant significatif apparaît clairement le long de tous les aspects du corps de l'implant et du col. Sur de nombreux échantillons, la régénération osseuse est observable à proximité immédiate du micro-écart à la jonction implant-pilier. L'apposition simultanée de fibres de tissu conjonctif en insertion perpendiculaire et de cellules osseuses sur les micro-stries par ablation laser dans la région du micro-écart à la jonction implant/pilier a permis de souder anatomiquement cette jonction à partir des tissus environnants et de prévenir la migration de l'épithélium jonctionnel.

M Serra, L Bava, D Farronato, V Iorio Siciliano, M Grande, R Guarnieri
Int J Oral Maxillofac Implants 2014; 29:354-363.


Les résultats suggèrent que la surface microtexturée au laser sur les cols d'implant est susceptible d'atténuer les séquelles liées à la perte osseuse péri-implantaire, quel que soit le type de positionnement ou le protocole de mise en charge utilisé.
A physical attachment of connective tissue fibers to the laser microtexturing (8 and 12μm grooves) surface placed on collar of implant, has been demonstrated using human histology. Related clinical research has suggested that this kind of microtexturing surface may lead to a decreased amount of initial bone loss.

AIM
The aim of this retrospective study was to compare crestal bone heights and clinical parameters between implants with laser-microtextured collar and machined collar using different protocols.

MATERIALS AND METHODS
This study evaluates 300 single implants in 300 patients (155 males and 145 females; mean age: 49.3 years; range: 45 to 75 years). 160 implants with laser-microtextured collars (L) and 140 with machined collars (M) were used. Implants were grouped into the treatment categories of immediate placement, delayed placement, immediate non-occlusal loading (INOL), and delayed loading (DL). For all groups, crestal bone level (CBL), attachment level (CAL), plaque index (PI), and bleeding on probing (BOP), were recorded at baseline examinations (BSL) and 6 (T1), 12 (T2), and 24 months (T3) after loading with the final restoration.

Résultats
Nine implants were lost (four L and five M). The type of implant and time of placement and loading showed no significant influence on the survival rate. A mean CAL loss of 1.12 mm was observed during the first 2 years in the M group, while the mean CAL loss observed in L the group was 0.55 mm. Radiographically, L group implants showed a mean crestal bone loss of 0.58 mm compared to 1.09 mm for the M.

CONCLUSIONS
Results suggest that laser microtextured surface on implant collar may mitigate the negative sequelae connected with the peri-implant bone loss regardless of the type of positioning and loading protocol used.

M Grande, A Ceccherini, M Serra, L Bava, D Farronato, V Iorio Siciliano, R Guarnieri
J Osseointegr 2013;5(2):53-60.


CONTEXTE
De nouveaux traitements de surface ont récemment fait leur apparition en implantologie dans le but d'améliorer l'intégration des tissus durs et mous, ce qui peut être bénéfique en cas de mise en charge immédiate.

AIM
Le but de cette étude clinique prospective a été de procéder, pendant 2 ans, à l'évaluation clinique et radiographique d'un implant à surface de col microtexturée au laser en position de mise en charge immédiate sur des prothèses fixes dans des cas d'édentement partiel maxillaire et/ou mandibulaire postérieur.

MATERIALS AND METHODS
Trente-cinq patients partiellement édentés nécessitant un traitement d'implant et répondant aux critères de sélection ont été successivement inclus dans différents centres d'étude situés en Italie. Au total, 107 implants Laser-Lok Tapered Internal (49 maxillaires et 58 mandibulaires) ont été placés et immédiatement mis en charge. Toutes les constructions provisoires ont été fournies en 1 heure, tandis que les prothèses finales ont été mises en place après 4 mois. Au total, 32 constructions prothétiques, dont 10 restaurations à deux unités, 12 à trois unités et 10 à quatre unités, ont été évaluées. Les implants ont fait l'objet d'une surveillance clinique et radiographique et d'examens de suivi planifiés à 6, 12 et 24 mois.

Résultats
Cinq implants ont été perdus après la mise en charge (3 implants dans des restaurations maxillaires à deux unités, 1 implant dans une restauration mandibulaire à deux unités et 1 implant dans une restauration maxillaire à trois unités), soit un taux de survie de 95,4 % après 24 mois. La perte osseuse marginale moyenne au bout de 6, 12 et 24 mois après l'installation s'est élevée respectivement à 0,42 mm ± 1,1 mm, 0,52 mm ± 0,9 mm et 0,66 mm ± 1,3 mm.

CONCLUSIONS
Bien que réservée à un suivi de courte durée, la fonction de mise en charge immédiate des implants Laser-Lok® Tapered Internal semble être une option thérapeutique viable pour les patients partiellement édentés.

D Farronato, F Mangano, F Briguglio, V Iorio Siciliano, R Guarnieri
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 34, Number 1. p. 79-89.


ABSTRACT
Le but de cette étude clinique était d'évaluer l'influence de la microtexturation® de surface Laser-Lok sur le niveau de fixation clinique et la reconstitution de l'os crestal à la périphérie d'implants de remplacement de dent unique soumis à une mise en charge fonctionnelle immédiate dans les régions 15-25 et 35-45.

MATERIALS AND METHODS
Soixante-dix-sept patients ont été invités à participer à une étude prospective randomisée et divisée en deux groupes : ont été utilisés respectivement dans le groupe-témoin et dans le groupe de test des implants BioHorizons Tapered Internal de type non-Laser-Lok®(NLL ; n=39) et des implants BioHorizons Tapered Internal Laser-Lok®(LL ; n=39). La perte osseuse crestale (CBL) et les paramètres cliniques tels que le niveau de fixation clinique (CAL), l'indice de plaque (IP) et l'indice de saignement (BOP) ont été consignés lors des examens initiaux (BSL), puis à 6 (T1), 12 (T2) et 24 mois (T3) après mise en charge avec la restauration finale.

Résultats
Un implant a été perdu dans le groupe témoin et un dans le groupe test, soit un taux de survie total de 96,1 % après 2 ans. Des résultats de PI et de BOP similaires ont été relevés pour les deux types d'implant, sans différence statistique. Une perte moyenne de CAL de 1,10 mm ± 0,51 mm a été observée durant les 2 premières années dans le groupe LLN, contre 0,56 mm ± 0,33 mm pour le groupe LL. Radiographiquement, les implants du groupe NLL ont présenté une perte osseuse crestale moyenne de 1,07 mm ± 0,30 mm, contre 0,49 mm ± 0,34 mm pour le groupe LL.

CONCLUSIONS
Le type des implants n'influe pas sur le taux de survie. Par ailleurs, le groupe LL présente un développement de CAL plus important et un niveau de CBL péri-implantaire moins élevé à la radiographie que les implants LLN.

V Iorio Siciliano, G Marzo, A Blasi, C Cafiero, M Mignogna, M Nicolò
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 34, Number 4, 2014. p. 541-549


ABSTRACT
Les études histologiques et cliniques confirment que la microtexturation des cols d'implant au laser favorise la fixation des fibres conjonctives et engendre une moindre perte osseuse péri-implantaire comparativement aux cols usinés. Cette étude prospective visait à évaluer les modifications dimensionnelles alvéolaires après la mise en place de prothèses transmuqueuses immédiates (Laser-Lok® à col microtexturé) associée à des procédures de régénération osseuse.

MATERIALS AND METHODS
Treize implants dentaires (système d'implant Single-Stage®, BioHorizons, IPH. Inc.) ont été placés immédiatement dans des alvéoles d'extraction uniradiculaires. Les défauts péri-implantaires ont été traités avec des xénogreffes d'origine bovine (Laddec®, BioHorizons, IPH. Inc.) et des membranes de collagène résorbables (Mem-Lok®, BioHorizons, IPH. Inc.).

Résultats
Lors de la réadmission en chirurgie après 6 mois, les cols® microtexturés Laser-Lok présentent des conditions plus favorables à la fixation des tissus durs et mous et une moindre perte osseuse alvéolaire.



dernières recherches en matière de piliers

M Nevins, DM Kim, SH Jun, K Guze, P Schupbach, ML Nevins
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 30, 2010. p. 245-255.


ABSTRACT
Des recherches antérieures ont démontré l'efficacité des microgravures par ablation laser dans le col de l'implant pour favoriser la fixation directe de tissus conjonctifs sur des surfaces d'implant altérées. Une telle fixation directe du tissu conjonctif joue le rôle de barrière physiologique contre la migration apicale de l'épithélium jonctionnel (EJ) et prévient la résorption osseuse crestale. L'essai préclinique prospectif actuel vise à évaluer les modèles de cicatrisation des os et des tissus mous en cas de gravure de microsillons par ablation laser sur le pilier. Un modèle canin a été sélectionné en vue d'une comparaison avec les études antérieures pour examiner les séquelles négatives sur les os et les tissus mous liées aux micro-écarts entre implants et piliers. Les résultats montrent une amélioration significative de la rémission des tissus mous et durs dans la région péri-implantaire par rapport à la méthode classique d’usinage des piliers.

MATERIALS AND METHODS
La présente étude consiste à examiner les effets de deux différentes surfaces d'implant et de pilier sur la fixation des tissus épithéliaux et conjonctifs, ainsi que sur l'épaisseur osseuse péri-implantaire. Six lévriers ont été sélectionnés pour les besoins de cette étude. Chaque chien a reçu 6 implants dans les sites d'extraction bilatérale des prémolaires et premières molaires mandibulaires, soit au total 36 implants. Les sites ont été aléatoirement désignés pour recevoir des implants Tapered Internal de marque BioHorizons à traitement RBT (texture par projection résorbable), ou des implants RBT à col usiné de 0,3 mm. En outre, des piliers à surface usinée ou à microcanaux Laser-Lok ont été associés aléatoirement à chaque implant. La pose des piliers a été effectuée au moment de l'intervention.

Résultats
La présence de la zone micro-rainurée par ablation laser de 0,7 mm favorise en permanence une intense activité fibroblastique à la surface striée du pilier, qui entraîne un entrelacement dense de fibres de tissu conjonctif orientées perpendiculairement à la surface du pilier et jouant le rôle de barrière physiologique contre la migration apicale de l'EJ. L'inhibition de la migration apicale de l'EJ a pour effet de prévenir la résorption osseuse crestale. Plus spécifiquement, dans deux cas, une régénération osseuse est apparue au niveau coronaire de la jonction implant-pilier ainsi qu'à la surface du pilier, éliminant ainsi totalement les séquelles négatives liées au micro-écart à la jonction implant-pilier.

Les piliers dépourvus de surfaces micro-rainurées par ablation laser ont, par comparaison, fourni peu de preuves quant à la vigueur de l'activité fibroblastique au niveau de l'interface implant-tissu. Un long EJ a été constaté à la surface des piliers et des cols d'implant, empêchant la formation d'une barrière physiologique sur les tissus conjonctifs et provoquant une résorption osseuse crestale. Des fibres de tissu conjonctif plutôt parallèles que perpendiculaires sur le plan fonctionnel se sont accolées aux surfaces des jonctions pilier-implant.

NC Geurs, PJ Vassilopoulos, MS Reddy
Clinical Advances in Periodontics, Vol. 1, No. 1, May 2011.


Les résultats suggèrent que la surface microtexturée au laser sur les cols d'implant est susceptible d'atténuer les séquelles liées à la perte osseuse péri-implantaire, quel que soit le type de positionnement ou le protocole de mise en charge utilisé.
L'histologie humaine et la microscopie électronique à balayage (MEB) sont présentées afin de mettre en évidence l'intégration des tissus mous à la surface d'un pilier microgravé au laser.

PRÉSENTATION DE CAS
Sur deux patients, des piliers prothétiques à surface traitée par microgravure au laser ont été mis en place sur des implants ostéo-intégrés. Au terme de 6 semaines de cicatrisation, les piliers et les tissus mous environnants ont été extraits et préparés en vue de l'examen histologique/MEB. La présence d'épithélium apical a été constatée en majorité au-dessus de cette surface. Le tissu conjonctif montre la présence de fibres de collagène orientées perpendiculairement à la surface micro-striée. Un contact intime est établi entre les tissus conjonctifs et la surface micro-striée du pilier.

CONCLUSION
Pour ces patients, les piliers présentent une intégration du tissu conjonctif avec des fibres orientées de manière fonctionnelle par rapport à la surface micro-striée.

SUMMARY
En quoi ce cas constitue-t-il une nouvelle information ? À notre connaissance, il s'agit de la première série de cas humains décrivant avec une histologie humaine la fixation d'un tissu conjonctif autour d'un pilier traité par microgravure.

Quelles sont les clés d'un traitement réussi dans ce type de cas ? Les caractéristiques de la surface du pilier peuvent conduire à une intégration du tissu conjonctif sur la surface micro-striée avec des fibres de collagène orientées de manière fonctionnelle.

Quelles sont les principales limitations de ce type de cas ? Il s'agit ici uniquement d'une série de cas concernant l'histologie de la fixation. Aucun résultat ni avantage sur le plan clinique n'est consigné. D'autres études devront être effectuées pour démontrer les avantages cliniques.

M Nevins, M Camelo, ML Nevins, P Schupbach, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent; vol. 32, n° 4, 2012. p. 384-392


ABSTRACT
Des études précliniques et cliniques antérieures ont démontré l'efficacité d'une configuration précise des micro-stries par ablation laser sur les cols d'implant pour permettre la fixation directe du tissu conjonctif à la surface de l'implant. Une récente étude canine portant sur des micro-stries par ablation laser placées dans une zone de pilier de cicatrisation déterminée donne lieu à un constat similaire. Dans les deux cas, la fixation directe du tissu conjonctif à la surface de l'ensemble implant/pilier fait obstacle à la migration apicale de l'épithélium jonctionnel, empêchant ainsi une résorption osseuse crestale. Le rapport de cas actuel examine l'efficacité du micro-rainurage du pilier au laser chez des sujets humains. De même qu'au cours de l'essai préclinique, le micro-rainurage par ablation laser de précision a permis la fixation directe du tissu conjonctif à la surface altérée du pilier, empêchant la migration apicale de l'épithélium jonctionnel et protégeant ainsi l'os crestal d'une résorption prématurée.

M Nevins, M Camelo, ML Nevins, P Schupbach, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 32, Number 4, 2012. e131-134.


ABSTRACT
Ce rapport apporte la preuve, chez le sujet humain, de la refixation du tissu conjonctif lorsque le pilier de cicatrisation micro-strié au laser a été remplacé par le pilier cylindrique micro-strié au laser définitif. Aucune perte osseuse supplémentaire n'a été notée 15 semaines après la pose du pilier cylindrique micro-strié au laser définitif. La présence d'un tissu conjonctif dense au contact intime de la surface micro-striée au laser a été identifiée jusqu'au point de séparation des tissus mous, ainsi qu'une preuve claire de l'aboutissement de l'épithélium jonctionnel sur la position la plus coronaire de la région micro-striée au laser.

Iglhaut G, Becker K, Golubovic V, Schliephake H, Mihatovic I
Clin Oral Implants Res. 2013 Apr;24(4):391-7.


Objectifs
(i) Étudier l'influence de différentes extensions d'une zone de pilier à micro-rainurage laser sur la fixation du tissu conjonctif et (ii) évaluer l'impact d'une déconnexion/reconnexion sur la cicatrisation des tissus durs et mous.

MATERIALS AND METHODS
Des implants en titane ont été insérés sur l'os crestal dans la mâchoire inférieure de six chiens. Des piliers de cicatrisation traités par micro-rainurage laser partiel (LP) ou complet (LC), ou des piliers à marges usinées (M), ont été affectés au hasard à des essais de déconnexion/reconnexion unique (1 fois) / ou répétitive (2 fois) à respectivement 4 et 6 semaines (test), ou laissés intacts (témoin). Les paramètres histomorphométriques (p. ex. : niveau le plus coronaire de l'os au contact de l'implant [CBI], fixation du tissu conjonctif subépithélial [STC]) et immunohistochimiques (collagène de type-I [CI]) ont été évalués à 6 et 8 semaines.

Résultats
Au niveau de sites témoins, les groupes LP/LC ont révélé un niveau significativement inférieur de CBL (à 8 semaines, respectivement 0,95 ± 0,51, 0,54 ± 0,63 et 1,66 ± 1,26 mm), un taux moyen plus élevé de STC (à 8 semaines, respectivement 82,58 ± 24,32 %, 96,37 ± 5,12 % et 54,17 ± 8,09 %), avec toutefois une réactivité antigénique CI comparable. La manipulation répétée des piliers est à mettre en relation avec des valeurs moyennes de CBL plus élevées (à 8 semaines, respectivement 1,53 ± 1,09, 0,94 ± 0,17 et 1,06 ± 0,34 mm), et des valeurs moins élevées de STC (à 8 semaines, respectivement 57,34 ± 43,06 %, 13,26 ± 19,04 % et 37,76 ± 37.08 %) ainsi que de CI.

CONCLUSIONS
Il a été conclu que (i) les piliers LC > LP amélioraient la fixation du tissu conjonctif sous-épithélial et préservaient le niveau de l'os crestal, (ii) que la dé-/reconnexion répétée des piliers au cours de la phase de cicatrisation initiale (4 à 6 semaines) pouvait donner lieu à une altération accrue des tissus durs et mous et (iii) que LP et LC devaient faire l'objet d'une approche à un seul pilier.



études humaines

GE Pecora, R Ceccarelli, M Bonelli, H Alexander, JL Ricci
Implant Dentistry. Volume 18(1). February 2009. pp. 57-66


Les résultats suggèrent que la surface microtexturée au laser sur les cols d'implant est susceptible d'atténuer les séquelles liées à la perte osseuse péri-implantaire, quel que soit le type de positionnement ou le protocole de mise en charge utilisé.
Un implant dentaire conique (à traitement de surface Laser-Lok [LL]) muni d'un col de 2 mm, micro-usiné au laser dans sa section inférieure à 1,5 mm pour réaliser à titre préférentiel une fixation des tissus osseux et conjonctifs tout en empêchant la régression épithéliale, a été évalué dans le cadre d'un essai clinique multicentrique prospectif et contrôlé.

MATÉRIELS
Les données sont consignées selon des intervalles de mesurage de 1 à 37 mois après l'opération pour 20 paires d'implants sélectionnées sur 15 patients. Les implants sont placés à proximité d'implants témoins, à col usiné, de conception identique. Les mesures consignées concernent l'indice de saignement, l'indice de plaque dentaire, la profondeur de sondage et la perte osseuse crestale.

Résultats
Aucune différence statistique n'a été relevée pour les indices de saignement ou de plaque dentaire. À toutes les périodes de mesure, des différences significatives de la profondeur de sondage ont été constatées. Les différences de perte osseuse crestale sont significatives au-delà de 7 mois (P < 0,001). À 37 mois, la profondeur de sondage moyenne est de 2,30 mm et la perte osseuse crestale moyenne de 0,59 mm pour l'implant LL, contre respectivement 3,60 et 1,94 mm pour l'implant témoin. Par ailleurs, lorsque l'on compare les résultats obtenus aux niveaux mandibulaire et maxillaire, on constate une plus grande différence (par rapport à l'implant témoin LL) de perte osseuse crestale moyenne et de profondeur de sondage dans le maxillaire. Toutefois, ce résultat ne s'avère pas statistiquement significatif.

DISCUSSION
La différence cohérente de profondeur de sondage entre l'implant LL et l'implant témoin prouve la formation d'un joint de tissus mous stable au-dessus de l'os crestal. L'implant LL permet une réduction de la perte osseuse crestale à 0,59 mm, contre 1,94 mm sur l'implant témoin. L'implant LL s'est révélé comparable à l'implant témoin en termes d'indice de plaque dentaire aux points de sécurité et d'indice de saignement sulculaire. Un constat significatif non statistique suggère que la rétention osseuse crestale supérieure de l'implant LL est plus évidente dans le maxillaire que dans la mandibule.

S Botos, H Yousef, B Zweig, R Flinton, S Weiner
Int J Oral Maxillofac Implants 2011;26:492-498.


ABSTRACT
Objectif : Des cols usinés et polis sont recommandés pour les implants dentaires, afin de réduire l'accumulation de plaque dentaire et la perte de crête osseuse. Des recherches plus récentes suggèrent qu'une surface rugueuse en titane favorise l'ostéo-intégration et la fixation de tissu conjonctif. Le but de cette étude était de comparer la hauteur de la crête osseuse à proximité d'implants à col microtexturé et d'implants à col usiné issus de deux systèmes d'implants différents (Laser-Lok et Nobel Replace Select).

Materials and Methods
Quatre implants (deux Laser-Lok et deux Nobel Replace Select) ont été posés sur une mandibule antérieure afin de servir de piliers à des prothèses supradentaires. Ils ont été posés en alternance et les implants distaux ont été mis en charge avec des piliers-boules. Les implants mésiaux n'ont pas été mis en charge. Les implants distaux ont immédiatement été mis en charge avec des prothèses dentaires préfabriquées. Des indices de plaque dentaire, de saignement et de profondeur au sondage (PD) ont été mesurés 6 et 12 mois après leur pose. La perte osseuse des deux groupes (implants mis en charge ou non) a été évaluée grâce à des radiographies normalisées.

Résultats
Les valeurs de plaque dentaire et de saignement étaient similaires pour les deux types d'implants. Les implants Laser-Lok ont révélé une PD plus superficielle (0,36 ± 0,5 mm et 0,43 ± 0,51 mm) que les implants Nobel Replace Select (1,14 ± 0,77 mm et 1,64 ± 0,93 mm à P < 0,05 à 6 et 12 mois, respectivement). À respectivement 6 et 12 mois, les implants Laser-Lok ont montré une moindre perte d'os crestal à la fois sur les groupes d'implants mis en charge (0,19 ± 0,15 mm et 0,42 ± 0,34 mm) et non mis en charge (0,15 ± 0,15 mm et 0,29 ± 0,20 mm) par rapport aux implants Nobel Replace Select à la fois sur les groupes d'implants mis en charge (0,72 ± 0,5 mm et 1,13 ± 0,61 mm) et non mis en charge (0,29 ± 0,28 mm et 0,55 ± 0,32 mm).

Conclusion
Les implants Laser-Lok ont entraîné une PD plus superficielle et une perte de l'os crestal péri-implantaire plus réduite que celles observées autour d'implants Nobel Replace Select.

Avec l'aimable autorisation de Cary Shapoff, parodontiste (Fairfield, CT)
Restaurations pour les cas 1 et 2 par Jeffrey A. Babushkin, chirurgien-dentiste (Trumbull, CT)
Restauration pour le cas 3 par le Dr Perry Kest (Southbury, CT)


ABSTRACT
De nombreuses études publiées concernant les implants dentaires sur l'humain et l'animal font état d'une perte osseuse crestale depuis la mise en place du pilier de cicatrisation jusqu'à diverses périodes de temps après la restauration. La perte osseuse peut provoquer une perte des papilles interdentaires et un retrait des marges coronaires. Ces trois études de cas illustrent les résultats pouvant être obtenus sur le long terme avec des implants faisant appel à la technologie de col micro-strié Laser-Lok pour préserver l'os crestal et l'esthétique des tissus mous. Le cas 1 a impliqué l'extraction, la greffe osseuse alvéolaire, la mise en place différée de l'implant à 6 mois et la restauration finale au bout de 6 mois. Le cas 2 a impliqué l'extraction, le placement immédiat d'un implant avec greffe simultanée et la mise en place d'une couronne provisoire deux mois plus tard. Le cas 3 a impliqué le traitement de déficiences latérales congénitales au moyen d'une restauration différée.

Cas 1 (première utilisation documentée d'un implant Laser-Lok)
Une femme âgée de 34 ans présentait une résorption externe au niveau de la CEJ de la dent n° 9. Différentes options thérapeutiques ont été présentées à la patiente, qui a choisi l'extraction suivie de la pose d’un implant dentaire. Après une extraction atraumatique, l'anatomie de l'alvéole ne permettait pas la pose immédiate avec une stabilité initiale acceptable. La greffe de l'alvéole a été réalisée à l'aide une allogreffe osseuse calcifiée avec une période de cicatrisation de 6 mois. À ce stade, un implant dentaire à col micro-strié Laser-Lok a été mis en place. Une greffe de tissu conjonctif sous-épithélial a également été utilisée pour la couverture des racines de la dent adjacente n° 10. Six mois après la pose, une seconde étape chirurgicale a eu lieu et la dent a été restaurée avec un pilier et une couronne PFM sur mesure. Treize (13) ans après la restauration, on note un excellent maintien du niveau de l'os crestal (à 0,5 mm de l'interface implant/pilier). Les marges des tissus mous sont demeurées stables et présentent une excellente santé parodontale.

Cas 2
Cette patiente âgée de 60 ans présentait une infection chronique sous la forme d'une fistule à l'extension apicale de la dent n° 9. Cette dent avait déjà été traitée par chirurgie du canal radiculaire et de l'apex. Toutes les options thérapeutiques ont été examinées avec la patiente et le remplacement par un implant dentaire a été choisi. La patiente étant amenée à déménager en Amérique du Sud pour une période de deux ans, il a été procédé à une extraction immédiate, suivie d'une pose d'implant dentaire avec greffe osseuse alvéolaire. L'implant dentaire était un modèle Laser-Lok à col micro-strié de 5 mm x 13 mm. Une couronne provisoire a été placée 2 mois après la pose de l'implant. La patiente n'a reçu aucun autre soin dentaire professionnel pendant deux ans et la couronne définitive a été placée à son retour. On note le niveau de l'os crestal (à 0,5 mm de l'interface pilier/implant) quatre ans après la mise en charge de l'implant.

Cas 3
Une patiente âgée de 17 ans présentant une déficience congénitale des incisives latérales maxillaires a fait l'objet d'un examen en vue d'une d'implantation dentaire sur les deux sites. Suite à un examen clinique comprenant une étude radiographique par tomodensitométrie, une intervention chirurgicale a été pratiquée en vue de mettre en place une couronne esthétique sur les dents n° 4 à 13, ainsi que des implants BioHorizons Tapered Internal de 3,8 mm x 12 mm (plateforme de 3,5 mm) sur les sites n° 7 et 10. Les implants ont été mis en place au moyen d'un guide chirurgical en positionnant le col à une distance de 2 à 3 mm de la marge gingivale faciale des couronnes prévues. Seule une portion de 0,3 mm du col métallique usiné était exposée en surface sur la partie médiane du visage. La cicatrisation a eu lieu sans incident. Une seconde étape chirurgicale a eu lieu et des piliers de cicatrisation ont été mis en place 4 mois après l'intervention initiale.

Conclusion
Ces trois cas démontrent l'aptitude du concept de col micro-strié Laser-Lok à maintenir le niveau de l'os crestal et l'esthétique des tissus mous entourant les implants dentaires. Dans deux cas, une pose d'implant était impliquée dans les sites greffés. À l'examen clinique et radiographique, ces trois cas apportent la preuve irréfutable d'une stabilité osseuse crestale à proximité immédiate de l'interface pilier/implant (micro-écart). La perte osseuse habituellement prévisible sous le col et au niveau du premier filetage n'a pas été observée. La propension des microcanaux Laser-Lok à maintenir l'os crestal et à favoriser la fixation du tissu conjonctif supracrestal peut donner lieu à une nouvelle définition de la « normalité » en matière de largeur biologique des implants.

CA Shapoff, B Lahey, PA Wasserlauf, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent. Volume 28, Number 2, 2008.


ABSTRACT
Cette étude humaine de démonstration de principe a été conçue pour enquêter sur la possibilité d'obtenir la fixation physique de tissu conjonctif sur un col d'implant dentaire à microcanaux Laser-Lok. Son col de 2 mm a été micro-usiné pour encourager la fixation de tissus osseux et conjonctif tout en empêchant la migration apicale de l'épithélium. Les implants ont été recueillis après 6 mois avec les tissus mous et durs qui les entouraient. La recherche histologique a été menée par microscopie optique, microscopie électronique à balayage et microscopie à lumière polarisée.

Résultats
Les implants ont été ostéo-intégrés avec des preuves histologiques de contact osseux direct. Le tissu conjonctif s'est fixé sur les micro-canaux Laser-Lok. Aucun signe d'inflammation n'a été observé. Les tissus péri-implantaires étaient composés de lamina propria collagéneux dense couvert d'épithélium oral kératinisant squameux stratifié. Ce dernier était continu avec l'épithélium sulculaire parakératinisé qui doublait la surface latérale du sulcus péri-implantaire. Au niveau apical, l'épithélium sulculaire chevauchait la limite coronaire de l'épithélium de jonction. L'épithélium sulculaire était en continuité avec l'épithélium jonctionnel, ce qui fournissait une jonction épithéliale entre l'implant et la muqueuse péri-implantaire adjacente. Entre la terminaison apicale de l'épithélium jonctionnel et la crête osseuse alvéolaire, du tissu conjonctif s'est directement installé à la surface de l'implant.

Une évaluation de ces spécimens par microscopie optique a révélé un contact intime entre les cellules épithéliales jonctionnelles et la surface de l'implant. Les microsillons des implants étaient recouverts de tissu conjonctif. Une microscopie de cette zone par lumière polarisée a révélé des fibres de collagène fonctionnelles se dirigeant vers les sillons de la surface de l'implant. Une microscopie électronique à balayage de la zone du spécimen correspondante a confirmé la présence de fibres de collagène attachées.

Tous les spécimens indiquent un niveau de contact os-implant élevé et une activité de remodelage intense. Sur les spécimens présentant des fibres de collagène fonctionnelles orientées vers les sillons de la surface de l'implant, un remodelage osseux nouveau a pu être observé dans le sens coronaire. Une MEB a révélé un épithélium sulculaire avec la desquamation des cellules et l'épithélium jonctionnel. Il semble que la fixation de tissu conjonctif serve à préserver la crête osseuse alvéolaire et à inhiber la migration apicale de l'épithélium.

M Nevins, ML Nevins, M Camelo, JL Boyesen, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent. Volume 28, Number 2, 2008.


ABSTRACT
Cette étude humaine de démonstration de principe a été conçue pour enquêter sur la possibilité d'obtenir la fixation physique de tissu conjonctif sur un col d'implant dentaire à microcanaux Laser-Lok. Son col de 2 mm a été micro-usiné pour encourager la fixation de tissus osseux et conjonctif tout en empêchant la migration apicale de l'épithélium. Les implants ont été recueillis après 6 mois avec les tissus mous et durs qui les entouraient. La recherche histologique a été menée par microscopie optique, microscopie électronique à balayage et microscopie à lumière polarisée.

Résultats
Les implants ont été ostéo-intégrés avec des preuves histologiques de contact osseux direct. Le tissu conjonctif s'est fixé sur les micro-canaux Laser-Lok. Aucun signe d'inflammation n'a été observé. Les tissus péri-implantaires étaient composés de lamina propria collagéneux dense couvert d'épithélium oral kératinisant squameux stratifié. Ce dernier était continu avec l'épithélium sulculaire parakératinisé qui doublait la surface latérale du sulcus péri-implantaire. Au niveau apical, l'épithélium sulculaire chevauchait la limite coronaire de l'épithélium de jonction. L'épithélium sulculaire était en continuité avec l'épithélium jonctionnel, ce qui fournissait une jonction épithéliale entre l'implant et la muqueuse péri-implantaire adjacente. Entre la terminaison apicale de l'épithélium jonctionnel et la crête osseuse alvéolaire, du tissu conjonctif s'est directement installé à la surface de l'implant.

Une évaluation de ces spécimens par microscopie optique a révélé un contact intime entre les cellules épithéliales jonctionnelles et la surface de l'implant. Les microsillons des implants étaient recouverts de tissu conjonctif. Une microscopie de cette zone par lumière polarisée a révélé des fibres de collagène fonctionnelles se dirigeant vers les sillons de la surface de l'implant. Une microscopie électronique à balayage de la zone du spécimen correspondante a confirmé la présence de fibres de collagène attachées.

Tous les spécimens indiquent un niveau de contact os-implant élevé et une activité de remodelage intense. Sur les spécimens présentant des fibres de collagène fonctionnelles orientées vers les sillons de la surface de l'implant, un remodelage osseux nouveau a pu être observé dans le sens coronaire. Une MEB a révélé un épithélium sulculaire avec la desquamation des cellules et l'épithélium jonctionnel. Il semble que la fixation de tissu conjonctif serve à préserver la crête osseuse alvéolaire et à inhiber la migration apicale de l'épithélium.

RU Koh, TJ Oh, I Rudek, GF Neiva, CE Misch, ED Rothman, HL Wang
J Periodontol. 2011;82:1112-1120.


CONTEXTE
Le but de cette étude était d'évaluer l'influence du positionnement des implants à col micro-strié au laser sur les niveaux de l'os crestal et des tissus mous. En outre, nous avons évalué le comblement vertical et horizontal du défaut et identifié les facteurs influant sur les résultats cliniques de la pose d'implant immédiate.

Méthodologie
Vingt-quatre patients présentant une dent incurable (région antérieure ou prémolaire) ont été recrutés pour recevoir des implants dentaires. Les patients se sont vu attribuer de façon aléatoire une pose d'implant au niveau de la crête palatine ou en dessous à 1 mm. Les paramètres cliniques tels que la largeur gingivale kératinisée (KG), l'épaisseur de KG, la profondeur du défaut horizontal (HDD), les niveaux d'os marginal (MBL) facial et interproximal, l'exposition faciale des fils de suspension, la distance horizontale tissu-implant, l'indice gingival (GI) et l'indice de plaque (IP) ont été évalués à l'entrée dans l'étude ainsi que 4 mois après l'intervention. En outre, le profil des tissus mous, notamment l'indice papillaire, la hauteur papillaire (PH) et le niveau gingival (GL) ont été mesurés après la pose de la couronne 6 et 12 mois après chirurgie.

Résultats
Le taux de réussite global de la pose d'implants à 4 mois était de 95,8 % (un seul implant a échoué). Au total, 20 patients sur 24 sont allés jusqu'au bout de l'étude. À l'entrée dans l'étude, aucune différence significative n'était visible entre le groupe crestal et sous-crestal, quels que soient les paramètres cliniques, à l'exception de la MBL faciale (P = 0,035). À 4 mois, le groupe à implant sous-crestal présentait un gain d'épaisseur tissulaire significativement supérieur (tissus kératinisés) à celui du groupe crestal par rapport au niveau de référence. Aucune différence significative entre les groupes n'a été observée au regard des autres paramètres cliniques (indice papillaire, PH, GL, PI et GI), et ce à aucun moment. Une épaisseur de plaque faciale <= 1,5 mm et une valeur HDD >=2 mm ont été fortement corrélées à la perte osseuse faciale marginale. De même, une épaisseur de plaque faciale <= 2 mm et une valeur de HDD >= 3 mm ont été fortement corrélées aux variations dimensionnelles horizontales.

Conclusion
L'utilisation d'implants immédiats a été une approche chirurgicale prévisible (96 % taux de survie), sans incidence du positionnement de l'implant sur les modifications du tissu mou et de l'os sur les plans horizontal et vertical. Cette étude suggère qu'une plaque faciale épaisse, des interstices réduits et des sites prémolaires ont été plus favorables à la réussite clinique de la pose d'implants immédiats.

I Giovanna, G Pecora, A Scarano, V Perrotti, A Piattelli
Implant Dentistry. Vol 15, Number 3, 2006.


ABSTRACT

Objectif : Effectuer une analyse histologique et histomorphométrique des réactions tissulaires péri-implantaires et de l'interface os-titane sur 3 implants en titane immédiatement mis en charge (mise en charge provisoire) retirés chez un homme après une période de charge de 4 mois.

Matériel et méthodologie : Un patient âgé de 35 ans avec édentement maxillaire partiel ne souhaitait pas porter de prothèse provisoire amovible pendant la période de cicatrisation. Il a été décidé d'insérer 3 implants définitifs et d'utiliser 3 implants provisoires pour la période de transition. Les implants provisoires ont été mis en charge le jour même avec une prothèse de résine en contact occlusal. Au cours de la deuxième phase chirurgicale, 4 mois plus tard, la prothèse provisoire a été retirée et les implants provisoires ont été récupérés à l'aide d'une fraise trépan. Avant leur retrait, tous les implants avaient l'air cliniquement ostéo-intégrés. Les spécimens ont été examinés par microscopie optique.

Résultats : Avec un faible grossissement, des travées osseuses ont pu être observées autour de l'implant. Des zones de remodelage osseux et des systèmes de Havers étaient proches de la surface des implants. Une microscopie de cette zone par lumière polarisée a révélé, sur la partie coronaire du filetage, que les lamelles de l'os lamellaire avaient tendance à être parallèles à la surface des implants, tandis que sur la partie inférieure du filetage, les lamelles osseuses étaient perpendiculaires à la surface des implants.

G Iezzi, E Fiera, A Scarano, G Pecora, A Piattelli
Journal of Oral Implantology. Volume 33, No. 2. 2007.


ABSTRACT

Les processus de cicatrisation in vivo à l'interface d'implants posés sur différents matériaux de greffe sont mal documentés. Pour une élévation optimale de sinus, il faut dans le cadre d'une utilisation clinique un substitut de greffe osseuse capable de régénérer un os de bonne qualité et de permettre l'ostéo-intégration d'implants en titane mis en charge. Le sulfate de calcium (CaS) est l'un des plus anciens biomatériaux utilisés en médecine, mais peu d'études ont été consacrées à son utilisation comme matériau d'augmentation des sinus en conjonction avec une pose d'implant simultanée. Le but de la présente étude est d'évaluer de manière histologique un implant provisoire à mise en charge immédiate récupéré 7 mois après sa pose simultanée sur un sinus humain greffé à l'aide de CaS. Au cours de la récupération, l'os s'est partiellement détaché de l'un des implants, ce qui a exclu ce dernier de l'analyse histologique. Le deuxième implant était entièrement entouré de tissu osseux natif et nouvellement formé. Il a donc été soumis à une évaluation histologique. De l'os lamellaire, présentant une légère lacune ostéocytique, était présent et en contact avec la surface de l'implant. Aucun interstice, aucune cellule épithéliale ni aucun tissu conjonctif n'était présent au niveau de l'interface os-implant. Aucun résidu de CaS n'était présent. Le pourcentage de contact os-implant était de 55 % ± 8 %. Ce pourcentage était composé de 40 % d'os natif et de 15 % d'os nouvellement formé. Une résorption totale et une nouvelle formation osseuse dans le sinus maxillaire ont été observées grâce au CaS. Ce nouvel os s'est révélé être en contact étroit avec la surface de l'implant après sa mise en charge immédiate.

SJ Froum, SC Cho, H Francisco, YS Park, N Elian, D Tarnow
Pract Proced Aesthet Dent 2007;19(10):421-428.


ABSTRACT

Les implants dentaires endo-osseux sont traditionnellement posés via une procédure chirurgicale en deux étapes, avec une période de cicatrisation de 6 à 12 mois après l'extraction dentaire. Afin de réduire le délai de cicatrisation, des protocoles comprenant la pose et la mise en charge provisoire immédiates d'implants après extraction dentaire ont été présentés. Malgré un taux de survie élevé avec cette technique, la résorption osseuse et le retrait gingival post-opératoires au niveau des zones esthétiques constituent des limites potentielles. Les deux rapports de cas décrits ici présentent une technique chirurgicale de préservation de l'esthétique antérieure combinant une extraction peu invasive, la pose immédiate d'un implant, sa mise en charge provisoire et l'utilisation d'implants à microsillons coronaires gravés par laser.

DISCUSSION
L'utilisation d'implants à microsillons coronaires gravés par laser a pu contribuer à la préservation des tissus buccaux mous en offrant une attache épithéliale et en empêchant la décroissance des cellules épithéliales qui survient généralement avec les implants à col usinés. La préservation de ces tissus supracrestaux mous dépend généralement de leur capacité à établir une attache supracrestale à la surface de l'implant



études précliniques complémentaires

Mohammad Ketabi, DDS, MDS (Perio)/Douglas Deporter, DDS, PhD
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 33, Number 6, 2013. e145-152.


ABSTRACT
Ce rapport résume les connaissances actuelles sur les avantages des microgravures par ablation au laser dans le col d'implants dentaires endo-osseux. Comme les microfilets coronaires usinés avec des surfaces à particules projetées, les microgravures par ablation au laser aident à préserver la crête osseuse. Cependant, ils apparaissent également pour favoriser exclusivement un vrai tissu conjonctif gingival semblable à celui d'une dent naturelle.

Matériel et méthodologie : Une recherche de documentation des publications dans les revues de références en langue anglaise menée de 1990 à juillet 2011 a été effectuée, grâce à la Bibliothèque Nationale de Médecine, SCOPUS et des bases de données du groupe Cochrane sur la santé bucco-dentaire. Des documents supplémentaires antérieurs à 1990, provenant des listes de référence de documents identifiés ont également été analysés. Les références pertinentes ont été sélectionnées sur la base de titres et d'extraits, mais les décisions finales ont été prises sur une analyse de texte intégral et de manière indépendante par les deux auteurs.

Conclusion : Les implants dentaires avec les microgravures coronaires par ablation au laser ou aux microfilets usinés de particules par projection réduisent la perte de crête osseuse par rapport aux implants avec segments de col à particules projetées (sans l'ajout des microfilets) ou entièrement usinés à la machine. Cependant, contrairement aux microfilets usinés, les microgravures au laser semblent empêcher une migration apicale de crevasse à l'épithélium et encouragent une véritable fixation de la gencive péri-implantaire. Comme les deux traitements aboutissent à une rugosité similaire de la surface, la différence du tissu conjonctif peut s'associer aux différences dans la nanotopographie et du fait que les microgravures au laser sont d'un ordre de grandeur inférieur à ceux des microfilets usinés. On peut supposer que la formation d'une surface extérieure de col d'implant de tissu conjonctif plus semblable à celle d'une dent naturelle améliorera les résultats à long terme des implants dentaires.

Ricci JL, Terracio L
International Dental Journal 2011; 61 (Suppl. 1) 2-10.


ABSTRACT

Où se situe la dentisterie dans le domaine de la médecine régénératrice ? Le but de la médecine régénératice est de rétablir la fonctionnalité des organes et des tissus endommagés, il est clair que la dentisterie a endossé cet objectif depuis le tout début et a pendant longtemps adopté le concept de restaurer la fonctionnalité des dents endommagées. Dans ce bref compte rendu, nous présentons le point de vue suivant : la dentisterie a non seulement été au premier plan de la médecine régénératrice, mais la précède dans la pratique, si vous choisissez comme critère principal la restauration des tissus et la fonctionnalité des organes. Nous illustrons l'envergure et l'intensité de la médecine régénératrice dentaire en utilisant des exemples de thérapies ou de thérapies potentielles issues de nos laboratoires. Celles-ci commencent avec un exemple d'une zone historique de point fort, le design d'implants dentaires et la fabrication qui avancent vers un projet de conception d'échafaudage de haute qualité pour les os et se terminent avec un projet d'ingénierie de tissus mous à base de cellules souches. Pour conclure, nous pensons que la nature restauratrice de la dentisterie lui permettra de rester à la pointe de la médecine régénératrice.

Surface conçue pour les implants dentaires - médecine régénératice dans l'utilisation clinique
Les implants dentaires sont devenus une approche appréciée et réussie pour restaurer la fonctionnalité des dents perdues. Leur succès est fondé sur leur capacité à s'intégrer dans les os et les tissus mous, bien que l'importance de l'intégration de tissus mous n'a pas été reconnue ou suffisamment abordée. L'intégration de l'épithélium et du tissu conjonctif fibreux est très importante pour protéger l'environnement buccal. En effet, l'implant dentaire est l'un des rares dispositifs médicaux, permanents et transcutanés.

Application clinique des surfaces micro-usinées au laser
Mettre des stries sur les implants n'est pas nouveau dans l'implantologie dentaire et il existe une quantité d'implants de qualité supérieure dans le domaine qui disposent de cols à microfiletage. Cependant, ceux-ci ne sont pas identiques au Laser-Lok. Ils n'ont pas été conçus pour la médecine régénératrice et les stries ne sont pas du même ordre de grandeur que les très petites filières de 8-12 µm sur la surface Laser-Lok, car ils n'ont pas été conçus pour agir au niveau cellulaire. Pour cette raison, les autres implants n'affectent pas le comportement cellulaire au même niveau. Le design d'implant Laser-Lok s'appuie sur les concepts de la médecine régénératrice qui a été un très grand succès et a permis à une meilleure régénération des tissus mous et des os autour de la restauration. Cela a changé le paradigme de la technologie de surface d'implant et a démontré que la cellule et la réaction tissulaire peuvent être contrôlées sur la surface extérieure de l'implant, en utilisant des concepts médicaux régénérateurs.

SY Shin, DH Han
Clin. Oral Impl. Res. 21, 2010; 804-814.


ABSTRACT

Objectif : Cette étude visait à comparer la réduction osseuse alvéolaire après la pose immédiate d'implants à col micro-strié et lisse dans des alvéoles d'extraction récentes.

Matériel et méthodologie : Cette étude a porté sur quatre chiens bâtards. Les lambeaux de fibro-muqueuse vestibulaire et linguale complets ont été relevés et les troisième et quatrième prémolaires mandibulaires ont été extraites. Les implants ont été posés dans les alvéoles d'extraction récentes. Les animaux ont été euthanasiés au terme d'une période de cicatrisation de 3 mois. Les mandibules ont été disséquées et chaque site d'implantation a été extrait et traité en vue de l'examen histologique.

Résultats : En phase de cicatrisation, les interstices marginaux constatés dans les deux groupes, présents entre les implants et les parois alvéolaires à l'implantation, ont disparu par comblement osseux et résorption de la crête osseuse. Les crêtes osseuses vestibulaires étaient situées à l'apex de leurs contreparties linguales. À l'intervalle de 12 semaines, le contact os-implant moyen mesuré dans le groupe à col micro-strié était significativement supérieur à celui du groupe à col usiné. D'après les observations effectuées sur certains sujets du groupe à col micro-strié, nous avons constaté une fixation osseuse à la surface micro-striée de 12 µm, ainsi que des fibres de collagène perpendiculaires à l'axe longitudinal des implants sur toute la surface micro-striée de 8 µm.

Conclusion : Dans les limites de cette étude, on constate que les implants micro-striés sont susceptibles d'offrir des conditions plus favorables à la fixation des tissus durs et mous et qu'ils réduisent le niveau de résorption osseuse marginale et de retrait des tissus mous.

H Alexander, JL Ricci, GJ Hrico
Cette étude prédit, de manière analytique par le biais d'une analyse des éléments finis, la minimisation des contraintes sur la crête osseuse par le biais d'un traitement de surface du col de l'implant. Des implants dentaires de conception conique, l'un présentant un traitement de surface de microsillons faits au laser (implant avec traitement Laser-Lok (LL)) et l'autre lisse (implant de contrôle (C)), ont été évalués. L'implant LL offre la même conception conique et le même traitement de surface du filetage que l'implant C, mais il dispose d'un col de 2 mm de large qui a été micro-usiné au laser pour présenter des sillons de 8 et 12 µm sur les 1,5 mm inférieurs afin de favoriser la fixation des tissus. Des études in vivo animales et humaines ont déjà démontré une perte de crête osseuse réduite avec l'implant LL. Une mise en charge axiale et latérale avec deux différentes interfaces col/os (fixées et non fixées, pour simuler respectivement les surfaces LL et C) ont été considérées. Pour une mise en charge latérale de 80 N, la contrainte distorsive maximale de la crête osseuse autour de C est de 91,9 MPa, tandis qu'elle n'est que de 22,6 MPa autour de LL, ce qui est nettement inférieur. Une analyse des éléments finis suggère que la surcharge de contraintes peut être responsable de la perte de crête osseuse. La fixation de l'os au col grâce à l'implant LL devrait réduire cet effet et permettre une meilleure rétention de la crête osseuse.


ABSTRACT
This study, analytically, through finite element analysis, predicts the minimization of crestal bone stress resulting from implant collar surface treatment. A tapered dental implant design with Laser-Lok (LL) and without (control, C) laser microgrooving surface treatment are evaluated. The LL implant has the same tapered body design and thread surface treatment as the C implant, but has a 2-mm wide collar that has been laser micromachined with 8 and 12μm grooves in the lower 1.5 mm to enhance tissue attachment. In vivo animal and human studies previously demonstrated decreased crestal bone loss with the LL implant. Axial and side loading with two different collar/bone interfaces (nonbonded and bonded, to simulate the C and LL surfaces, respectively) are considered. For 80 N side load, the maximum crestal bone distortional stress around C is 91.9 MPa, while the maximum crestal bone stress around LL, 22.6 MPa, is significantly lower. Finite element analysis suggests that stress overload may be responsible for the loss of crestal bone. Attaching bone to the collar with LL is predicted to diminish this effect, benefiting crestal bone retention.

HEK Bae, MK Chung, IH Cha and DH Han
Yonsei University College of Dentistry, Séoul, Corée du Sud
J Korean Acad Prosthodont. 2008 Dec;46(6):602-609.


ABSTRACT

Objectif : cette étude sur animaux visait à examiner les variations histomorphométriques entre un implant de type Turned Neck (TN) avec corps RBM, un implant à col micro-fileté (MT) et un implant à micro-rainurage laser (MG) Laser-Lok.

Matériel et méthodologie : Les prémolaires mandibulaires de quatre chiens bâtards ont été retirées et une période de cicatrisation de trois mois a été accordée. Un échantillon sur trois a été récolté en vue de l'examen histologique. Tous les spécimens ont cicatrisé sans aucun incident pendant la durée de l'expérience.

Résultats : Les lames histologiques ont révélé que tous les spécimens avaient été ostéo-intégrés avec succès avec remodelage osseux actif autour des implants. Dans le cas des implants Laser-Lok, une perte d'os marginal de 0,40 mm et 0,26 mm a été respectivement observée à 8 et 12 semaines. Les échantillons micro-filetés à 8 et 12 semaines. Une disposition complexe de tissus mous a été observée sur les implants à microfiletage et microsillons.

Conclusions : cette étude sur animaux a porté sur le niveau de l'os marginal et la réaction des tissus mous entre des systèmes d'implants différents présentant diverses conceptions de col. Dans les limites de cette étude sur animaux, les conclusions suivantes peuvent être établies :

1. Aucune différence morphométrique dans la région osseuse n'a pu être clairement constatée entre les type de col d'implants MT et MG.
2. Le contact os-implant (BIC) des implants de type MG était légèrement supérieur à celui des implants MT et TN aux périodes de cicatrisation correspondantes. Les valeurs de BIC mesurées sur les échantillons à 12 semaines ont été supérieures à celles mesurées sur les échantillons à 8 semaines.
3. On note un abaissement marqué du niveau de l'os marginal avec les implants TN et moindre avec les implants MG par rapport au point de référence. Le niveau d'os marginal est plus élevé en semaine 12 qu'en semaine 8 sur les échantillons d'implants MT et MG, mais présente des différences minimes sur les échantillons d'implant TN.
4. Sur les surfaces des implants TM et MG, l'alignement collagénique est non parallèle à l'axe longitudinal des implants. Les implants TM et MG, notamment les implants MG, ont montré une réponse tissulaire supérieure à celle des implants de type Turned Neck.

S Weiner, J Simon, DS Ehrenberg, B Zweig, et JL Ricci
Implant Dentistry, vol. 17, n° 2, 2008. p. 217-228.


ABSTRACT

Objectif : Le but de cette étude était d'examiner les différences en termes de crête osseuse, de tissu conjonctif et de réponse des cellules épithéliales chez le chien entre un col usiné et un col à surface microtexturée au laser.

Matériaux : Les prémolaires et premières molaires de six chiens bâtards ont été extraites puis remplacées, après cicatrisation, par des implants BioLok de 4 x 8 mm. Pour chaque chien, 3 implants de contrôle ont été posés sur un côté de la mandibule et 3 implants expérimentaux à surface microtexturée par laser de l'autre côté. Après 3 mois, 1 chien a été abattu. Des bridges ont été posés sur les implants de 4 des chiens. Le sixième chien a servi de contrôle négatif pendant la durée de l'expérience. Deux chiens ont été tués 3 mois après la mise en charge, et deux autres ont été tués 6 mois après la mise en charge, en même temps que le porteur des implants de contrôle (aucune mise en charge). Des analyses histologiques et histomorphométriques ainsi que des analyses par microscopie électronique ont été effectuées sur des sections histologiques obtenues à partir de blocs de la mandibule contenant les implants.

Résultats : Au départ, les implants expérimentaux ont permis une meilleure fixation osseuse au niveau du col. Après un certain temps, la hauteur osseuse au niveau des cols expérimentaux et des cols de contrôle était équivalente. Cependant, les implants de contrôle enregistraient une plus forte décroissance des tissus mous, une plus grande activité ostéoclastique et une plus grande saucérisation par rapport aux sites proches des implants expérimentaux. L'adaptation de l'os était également plus proche des cols à surface microtexturée au laser.

Conclusions : L'utilisation de cols issus du génie tissulaire et dotés de microsillons semble promouvoir l'attache de l'os et des tissus mous le long du col et faciliter le développement d'une largeur biologique.

León J, Carrascosa A, Rodríguez X, Ruiz-Magaz V, Pascual A, Nart J
Int J Periodontics Restorative Dent; Volume 34, Number 3, 2014. p. 381-387


ABSTRACT

Il a été démontré que les designs d'implants et les positions verticales variées ont une influence sur la crête osseuse. Le but de cette étude était d'utiliser l'analyse d'élément fini (EF) pour examiner biomécaniquement l'influence de la répartition du stress/de l'effort dans un implant de maxillaire antérieur de 3,0 mm de diamètre par rapport à son niveau apico- coronaire après une mise en charge en biais. Deux modèles différents EF ont été appliqués, selon la position de l'implant par rapport à la crête osseuse. Nous pouvons en conclure que placer la surface extérieure du pilier d'implant sous la gencive offre un minimum de stress et d'efforts autour de l'os. Cependant, placer un implant de 0,5 mm au-dessus de la gencive est aussi acceptable selon cette analyse.

JL Ricci, JC Grew, H Alexander
Journal of Biomedical Materials Research Part A. 85A: 313-325, 2008.


ABSTRACT
La microgéométrie de surface joue un rôle dans les interactions entre la surface des implants et les tissus, mais notre compréhension de ces effets est limitée. Les microsillons de substrat influencent fortement les cellules in vitro, comme en témoignent l'orientation de contact et l'alignement cellulaire. Nous avons étudié des colonies en « points » de cellules de moelle osseuse et de fibroblastes primaires cultivées sur des surfaces en polystyrène, recouvertes de titane et présentant des microsillons, que nous avons conçues et produites. La croissance et la migration des colonies de moelle osseuse et de fibroblastes tendineux de rats ont varié (p < 0,01) selon la dimension des micro-stries et, dans une moindre mesure, selon le type des cellules. Nous avons observé des morphologies profondément modifiées, des taux de croissance réduits et une croissance directionnelle dans les colonies cultivées sur des substrats présentant des micro-stries, par comparaison avec des colonies similaires cultivées sur des surfaces lisses témoins (p < 0,01). Les cellules de nos colonies cultivées sur des microsillons étaient bien alignées et allongées parallèlement aux sillons et aux colonies. Notre colonie en « points » est un modèle d'explant artificiel des interactions tissus-implant facile à mesurer et à reproduire qui se rapproche davantage des réponses implantaires in vivo que la culture de cellules isolées sur des biomatériaux. Nos résultats correspondent tout à fait à ceux des études in vivo d'implants en titane, en alliage de titane ou en polystyrène recouvert de dioxyde de titane présentant des microgéométries contrôlées. Les microsillons et autres caractéristiques de surface semblent organiser de manière spatiale et directionnelle les molécules de matrice et cellules de manière à permettre une meilleure stabilisation et ostéo-intégration des implants.

SR Frenkel, J Simon, H Alexander, M Dennis, JL Ricci
Soboyejo WO, Nemetski B, Allameh S, Marcantonio N, Mercer C, Ricci J


ABSTRACT
Orthopedic implants often loosen due to the invasion of fibrous tissue. The aim of this study was to devise a novel implant surface that would speed healing adjacent to the surface, and create a stable interface for bone integration, by using a chemoattractant for bone precursor cells, and by controlling tissue migration at implant surfaces via specific surface microgeometry design. Experimental surfaces were tested in a canine implantable chamber that simulates the intramedullary bone response around total joint implants. Titanium and alloy surfaces were prepared with specific microgeometries, designed to optimize tissue attachment and control fibrous encapsulation. TGFβ, a mitogen and chemoattractant (Hunziker EB, Rosenberg LC. J Bone Joint Surg Am 1996;78:721-733) for osteoprogenitor cells, was used to recruit progenitor cells to the implant surface and to enhance their proliferation. Calcium sulfate hemihydrate (CS) was the delivery vehicle for TGFβ; CS resorbs rapidly and appears to be osteoconductive. Animals were sacrificed at 6 and 12 weeks postoperatively. Results indicated that TGFβ can be reliably released in an active form from a calcium sulfate carrier in vivo. The growth factor had a significant effect on bone ingrowth into implant channels at an early time period, although this effect was not seen with higher doses at later periods. Adjustment of dosage should render TGFß more potent at later time periods. Calcium sulfate treatment without TGFβ resulted in a significant increase in bone ingrowth throughout the 12-week time period studied. Bone response to the microgrooved surfaces was dramatic, causing greater ingrowth in 9 of the 12 experimental conditions. Microgrooves also enhanced the mechanical strength of CS-coated specimens. The grooved surface was able to control the direction of ingrowth. This surface treatment may result in a clinically valuable implant design to induce rapid ingrowth and a strong bone-implant interface, contributing to implant longevity.

Soboyejo WO, Nemetski B, Allameh S, Marcantonio N, Mercer C, Ricci J
J Biomed Mater Res. 2002 Oct; 62(1):56-72.


ABSTRACT
Ce document présente les résultats d'une étude expérimentale portant sur les interactions entre des cellules (de calotte crânienne de souris) MC3T3-E1 et des surfaces Ti6Al4V présentant des textures telles que des microsillons faits au laser ou des textures produites par projection de particules d'alumine ou par polissage. Les interactions multiscalaires entre les cellules MC3T3-E1 et ces surfaces texturées sont étudiées grâce à l'association de la microscopie optique électronique à balayage par transmission et de la microscopie à force atomique. Les effets cytotoxiques potentiels de la microchimie sur les interactions cellules-surface sont également pris en considération dans les études portant sur l'orientation et la propagation des cellules sur des périodes de 9 jours. Ces études montrent que les cellules sur des géométries de Ti6Al4V présentant des microsillons profonds de 8 ou 12 microns sont soumises à une orientation du contact et une propagation cellulaire limitée. Une orientation similaire du contact est observée sur les surfaces polies au diamant sur lesquelles des microsillons se sont formés à cause du rayage qui survient pendant le polissage. En revanche, des orientations cellulaires aléatoires ont été observées sur les surfaces en Ti6Al4V traitées par projection d'alumine. Les effets éventuels de la topographie des surfaces sont évalués en termes de formation de tissu cicatriciel et de meilleure intégration des cellules en surface.

CL Ware, JL Simon, JL Ricci
Présenté lors de la 28e rencontre annuelle de la Society for Biomaterials.
Du 24 au 27 avril 2002. Tampa, FL.


ABSTRACT
Ce rapport décrit l'utilisation d'implants transcutanés microtexturés au laser sur un modèle de calotte crânienne de lapin pour améliorer l'intégration des tissus mous. Les implants dentaires et orthopédiques sont souvent microtexturés afin d'améliorer l'intégration tissulaire. En se basant sur les résultats d'expériences de cultures cellulaires et de modèles in vivo, des techniques de microtexture au laser commandée par ordinateur ont été développées pour produire des microsillons de 8 à 12 µm sur certaines régions de la surface des implants. Ces textures ont été dupliquées sur les cols d'implants dentaires afin d'offrir des zones spécifiques d'ostéo-intégration et de formation d'une interface implant-tissus mous stable. Le but de cette étude est d'évaluer ces implants sur un modèle transcutané de calotte crânienne de lapin afin de déterminer si la microtexture au laser contrôlée peut être utilisée pour créer une interface stable avec le tissu conjonctif et l'épithélium. This report describes the use of laser-microtextured transcutaneous implants in a rabbit calvarial model to enhance soft tissue integration. Dental and orthopaedic implants are routinely microtextured to enhance tissue integration. Computer-controlled laser microtexturing techniques that produce microgrooved surfaces with defined 8-12μm features on controlled regions of implant surfaces have been developed based on results from cell culture experiments and in vivo models. These textures have been replicated onto the collars of dental implants to provide specific areas for both osteointegration and the formation of a stable soft tissue-implant interface. The objective of this study is to evaluate these implants in a transcutaneous rabbit calvarial model to determine whether controlled laser microtexturing can be used to create a stable interface with connective tissue and epithelium.

Aucune complication ni infection n'a été observée au cours de l'expérience. Les examens histologiques après 2 et 4 semaines ont révélé la formation immature de tissus mous autour de tous les implants et peu d'interaction épithéliale avec la surface des implants dans la mesure où l'épithélium ne s'était pas régénéré à la surface des implants après 2 semaines. Aucune relation évidente entre l'épithélium et l'implant n'a pu être observée après 4 semaines. Les échantillons de 8 semaines ont révélé des tissus épithéliaux et des tissus mous plus matures. Dans ces échantillons, l'épithélium s'était entièrement régénéré et les tissus mous présentaient du collagène plus mature et organisé. Dans les échantillons de contrôle, on a pu observer une décroissance régulière de l'interface implant-tissus mous par l'épithélium et la formation d'un sillon profond autour du col de l'implant. Ce sillon s'étendait jusqu'à la surface osseuse et il n'y avait que peu ou pas d'interaction directe des tissus mous ni d'intégration aux surfaces de contrôle. Les implants usinés au laser examinés après 8 semaines indiquaient un modèle différent d'interaction tissulaire. L'épithélium avait également produit un sillon au niveau du dessus des cols de ces implants. Cependant, dans la plupart des cas, le sillon ne descendait pas jusqu'à la surface osseuse mais s'arrêtait à une bande de tissus large de 300 à 700 µm qui était fixée à la base du col à surface microtexturée. Bien que la microtexture au laser s'étende jusqu'au sommet du col, la fixation de tissus mous ne s'est formée qu'au niveau de la partie inférieure du col de l'implant, où un « coin » stable de tissus mous était fixé à la fois au col de l'implant et à la surface osseuse. Cette organisation du sillon, de l'attache épithéliale et de l’attache des tissus mous était similaire à l'organisation structurelle de la « largeur biologique » qui a déjà été observée autour de dents et parfois autour d'implants. Laser microtextures were produced on the 4mm diameter collars of modified dental implants designed for rabbit studies (Figure 1). The implants were 4.5mm in length and the threaded portion was 3.75mm in diameter. Implants were produced and supplied by Orthogen Corporation (Springfield, NJ) and BioLok International (Deerfield Beach, FL). The implant surfaces were modified by ablation of defined areas, using an Excimer laser and large-area masking techniques. Controlled laser ablation allows accurate fabrication of defined surface microstructure with resolution in the micron scale range. Laser machined surfaces contained 8μm and 12μm microgrooved systems oriented circumferentially on the collars. The collars of the control implants were "as machined", and were characterized by small machining marks on their surfaces. All implants were cleaned and passivated in nitric acid prior to sterilization.

Four transcutaneous implants were surgically implanted bilaterally in the parietal bones in each rabbit using single-stage procedures. The surgical protocol was similar to dental implant placement. An incision was made over the sagittal suture, and the skin and soft tissues were reflected laterally. Implants were placed using pilot drills and fluted spade drills to produce 3.4mm sites for the 3.75mm diameter implants. The implants were placed with the threaded portion in bone, and the laser-microtextured collar penetrating the subcutaneous soft tissue and epithelium. Each rabbit received two implants on either side of the midline (1 control and 3 experimental implants per subject). The skin was then sutured over the implants. Punch openings were made to expose the tops of the platforms of the implants, and the cover screws were used to fasten down small plastic washers coated with triple antibiotic ointment. The plastic washers were used to prevent the skin from closing over the implant during the swelling that occurred during early healing. They were removed after two weeks. Twelve rabbits were used in the study. Rabbits were sacrificed at 2, 4 and 8 weeks, and the implants and surrounding tissues were processed for histology. Hard and soft tissue response to the implants was examined histologically.

Results and Discussion: No complications or infections were encountered during the course of the experiment. The 2 and 4 week histology displayed immature soft tissue formations around all implants, and little epithelial interaction with the implant surfaces was noted as the epithelium had not regenerated at the implant surface by 2 weeks, and no clear relationship between epithelium and implant was seen at 4 weeks. 8-week samples showed more mature soft tissue and epithelial tissue. In these samples, the epithelium had fully regenerated and the soft tissue showed more mature and organized collagen. In the control samples, the epithelium consistently grew down the interface between implant and soft tissue and formed a deep sulcus along the implant collar. This sulcus extended to the bone surface and there was little or no direct soft tissue interaction or integration with the control surfaces. The 8-week laser machined implants produced a different pattern of tissue interaction. The epithelium also produced a sulcus at the upper collars of these implants. However, in most cases the sulcus did not extend down as far as the bone surface, but ended at a 300-700μm wide band of tissue, which was attached to the base of the microtextured collar. Even though the laser-microtexturing extended to the top of the collar, this soft tissue attachment formed only at the lower portion of the implant collar, where a stable "corner" of soft tissue attached to both the implant collar and the bone surface. This arrangement of sulcus, epithelial attachment, and soft tissue attachment was similar to the "biologic width" structural arrangement that has been described around teeth and in some cases around implants.

Conclusions : Cette étude préliminaire suggère que les surfaces microtexturées au laser peuvent être appliquées à des implants transcutanés afin d'améliorer l'intégration des tissus mous. Les résultats suggèrent que les tissus mous de l'interface cutanée sont capables de produire une organisation similaire à l'organisation de la « largeur biologique » observée autour des dents. L'hypothèse derrière le fonctionnement de ces microtextures usinées au laser est qu'elles augmentent la surface et l'organisation des cellules et tissus qui s'y attachent. Elles peuvent être utilisées pour former une interface fonctionnelle stable avec les tissus mous et établir ainsi une barrière transcutanée efficace. Malgré la nécessité de disposer d'études à plus long terme, ces résultats suggèrent que la performance des fixations prothétiques transcutanées peut être améliorée par l'utilisation de microtextures organisées localisées.

JL Ricci, J Charvet, SR Frenkel, R Change, P Nadkarni, J Turner, H Alexander
Bone Engineering (éditeur : JE Davies). Chapitre 25.
Publié par Em2 Inc., Toronto, Canada. 2000.


Les résultats suggèrent que la surface microtexturée au laser sur les cols d'implant est susceptible d'atténuer les séquelles liées à la perte osseuse péri-implantaire, quel que soit le type de positionnement ou le protocole de mise en charge utilisé.
Il a été observé que la réponse des tissus envers n'importe quel dispositif implantable est liée à un ensemble complexe de paramètres de l'interface basés sur sa composition, la chimie de la surface et la microgéométrie de la surface. La contribution de chacun de ces facteurs est difficile à évaluer.

Des expériences in vitro et in vivo ont démontré le rôle de la microgéométrie de la surface dans le cadre des interactions de la surface tissu-implant, bien qu'aucune relation clairement définie n'ait encore été établie. La relation générale, comme l'ont démontré des expériences in vivo sur des implants en métal et en céramique, indique que les surfaces lisses favorisent la formation d'une encapsulation de tissus fibreux épais et que les surfaces rugueuses favorisent une encapsulation de tissus mous plus fins ainsi qu'une intégration osseuse plus intime. Il a également été démontré in vitro que des surfaces en titane lisses ou poreuses ont des effets différents sur l'orientation des cellules de tissus fibreux. La rugosité des surfaces s'est révélée jouer un rôle dans l'intégration tissulaire des implants dont la surface est revêtue d'hydroxyapatite, et altérer l'attache et la croissance cellulaire sur des surfaces polymères rendues rugueuses par hydrolyse. Les surfaces rugueuses ont également révélé in vitro des effets prononcés sur la différentiation et la production de facteurs de régulation des cellules osseuses. Les surfaces à microgéométrie définie, telles que les surfaces en métal ou polymère usinées ou présentant des sillons, causent in vivo l'orientation des cellules et de la MEC, et peuvent être utilisées pour favoriser ou ralentir la décroissance épithéliale sur des implants dentaires expérimentaux. Les microtextures des surfaces permettent également une adhésion de la matrice de caillots de fibrine plus efficace que les surfaces lisses, ce qui forme une interface plus stable pendant la contraction de matrice collagéneuse qui survient au cours de la guérison. C'est un effet qui peut avoir son importance pour déterminer les événements précoces de l'intégration tissulaire.

Il est probable que les surfaces présentant des microtextures travaillent à plusieurs niveaux. Ces surfaces offrent une superficie plus importante que les surfaces lisses et elles s'entremêlent avec les tissus afin de créer une interface mécanique plus stable. Elles peuvent également avoir des effets notables sur l'adhérence des caillots de fibrine, l'adhérence de composants plus permanents de matrice extracellulaire et l'interaction des cellules à long terme au niveau des interfaces stables. Nous avons observé, à court terme, que les cellules de tissu fibreux forment plus rapidement une capsule collagéneuse plus organisée sur les interfaces lisses que sur les interfaces présentant des microtextures. Nous suggérons que les surfaces présentant des microtextures offrent un avantage supplémentaire sur les surfaces lisses. Elles empêchent la colonisation par des types de cellules fibroblastiques qui arrivent précocement lors de la cicatrisation des blessures et encapsulent les surfaces lisses.

Nous avons mené une enquête (1) consacrée aux effets des surfaces présentant des microtextures sur la formation de colonies par des fibroblastes, et une autre (2) consacrée aux effets des surfaces à microgéométrie contrôlée sur la colonisation des fibroblastes. En nous basant sur ces résultats, nous avons conçu, fabriqué et testé des implants d'alliage de titane et des implants de titane pur à microgéométries contrôlées dans des modèles in vivo. Ces surfaces expérimentales disposent de microstructures cohérentes extrêmement orientées qui sont appliquées par des techniques d'ablation au laser commandée par ordinateur. Nos résultats suggèrent que les microgéométries contrôlées des surfaces peuvent, avec des dimensions spécifiques, améliorer l'intégration osseuse et contrôler la géométrie microstructurelle locale de l'attache osseuse.

JC Grew, JL Ricci
Présenté lors du sixième congrès mondial sur les biomatériaux. Kamuela (Hawaï).
Du 15 au 20 mai 2000.


ABSTRACT
Ce rapport décrit l'utilisation d'implants transcutanés microtexturés au laser sur un modèle de calotte crânienne de lapin pour améliorer l'intégration des tissus mous. Les implants dentaires et orthopédiques sont souvent microtexturés afin d'améliorer l'intégration tissulaire. En se basant sur les résultats d'expériences de cultures cellulaires et de modèles in vivo, des techniques de microtexture au laser commandée par ordinateur ont été développées pour produire des microsillons de 8 à 12 µm sur certaines régions de la surface des implants. Ces textures ont été dupliquées sur les cols d'implants dentaires afin d'offrir des zones spécifiques d'ostéo-intégration et de formation d'une interface implant-tissus mous stable. Le but de cette étude est d'évaluer ces implants sur un modèle transcutané de calotte crânienne de lapin afin de déterminer si la microtexture au laser contrôlée peut être utilisée pour créer une interface stable avec le tissu conjonctif et l'épithélium. La géométrie et la microgéométrie de la surface des implants ont une influence sur les réponses tissulaires envers ces implants. Les propriétés physiques et chimiques des substrats synthétiques influent sur la morphologie, la physiologie et le comportement de différents types de cellules de culture. À ce jour, les études sur les interactions tissus-implant ont mis en avant l'attache et le signalement cellulaires ainsi que d'autres mécanismes de réponse cellulaire. Les attributs cellulaires influencés par les formes micrométriques des substrats sont : la forme, l'attache, la migration, l'orientation et l'organisation cytosquelettique des cellules. Nous avons étudié trois variations phénotypiques d'une lignée de cellules fibroblastes murines pour explorer l'influence des microgéométries de surface sur la forme, l'orientation et la répartition microfilamentaire des cellules. L'organisation microfilamentaire reflète la forme et l'orientation des cellules, associée aux mécanismes de signalisation cellulaire qui régulent également l'attache, la mitose, la migration et l'apoptose cellulaires. Les faisceaux de microfilaments (fibres de stress) se terminent en grappes de protéines associées à l'actine, de molécules adhésives et de protéines kinases qui contribuent in vitro aux réponses cellulaires relatives aux substrats de culture.

Cette expérience a démontré que des sillons parallèles et entrecroisés peuvent régir la forme, l'orientation et l'organisation cytosquelettique de trois variantes phénotypiques de fibroblastes 3T3. Les NIH-3T3 sont issues d'une lignée fibrogénique, tandis que les 3T3-L1 sont issues d'une lignée lipogénique et que les MC-3T3 sont issues d'une lignée ostéogénique. Les phénotypes de ces cellules ont été évalués par essai à la phosphatase alcaline (les cellules MC-3T3 sont positives à la phosphatase alcaline) et par coloration au noir du Soudan B (pour révéler les inclusions de lipides des cellules 3T3-Li). Les rôles de la matrice extracellulaire et des molécules d'adhésion cellulaire dans les événements d'orientation du contact décrits ci-dessus, bien qu'ils n'aient pas été clairement définis, ne sont pas ignorés. Nous avons démontré par le passé que la distribution des intégrines et l'activité de kinase tyrosine sont physiquement entravées par des microgéométries à la surface des substrats. Nous émettons l'hypothèse que les mêmes contraintes sont survenues dans les cellules décrites ici. L'élucidation des différences phénotypiques entre les types de cellules qui régissent la réponse tissulaire envers les implants pourrait apporter des informations permettant d'améliorer l'intégration des implants et d’allonger leur durée de vie. NIH-3T3 fibroblasts, 3T3-Li fibroblasts (ATCC, Manassas, VA) and MC-3T3 fibroblasts (gift of JP O'Connor) were grown in DMEM with 10% NCS and 1% antibiotics in 24-well plates containing TiO2-coated, microtextured polystyrene inserts. Culture substrates had either 8μm parallel grooves, 12μm parallel grooves, 3x3μm square posts separated by 3μm perpendicular grooves, or no features (controls). Ten thousand cells were seeded into wells containing the inserts and after 1 day, were prepared for scanning electron microscopy (SEM) or stained with rhodamine-phalloidin.

Résultats : All three variants of 3T3 fibroblasts adhered to all substrates within 1 day. There was no predominant orientation or shape in cells grown on control surfaces. The cytoplasms of some cells grown on control surfaces showed random arrays of stress fiber, apparently terminating at focal adhesions. Nearly all cells of all types grown on 8 or 12μm grooved substrates were elongated and oriented parallel to the grooves, growing atop the ridges or within the troughs (Figure 1). Cells cultured on 8μm grooves bridged grooves more frequently than cells cultured on 12μm grooves. Few cells of any type demonstrated evidence of stress fibers formation after 1 day in culture on grooved surfaces. Many cells grown on posted substrates displayed stress fibers terminating on posts. These assumed a stellate conformation, with process extending orthogonally from a central cytoplasmic mass and terminating atop the elevated posts (Figure 1). This finding is similar to our previous observations of NIH-3T3 cells grown on posted substrates. SEM observations confirmed the shape and orientation effects of the substrates on the 3T3 variants.

Discussion: This experiment demonstrated that parallel and intersecting grooves dictate the cell shape, orientation and cytoskeletal organization of three phenotypic variants of 3T3 fibroblasts. The NIH-3T3 variant is a fibrogenic line, while the 3T3-L1 variant is lipogenic and the MC-3T3 variant is osteogenic. The phenotypes of these cells were assessed by alkaline phosphatase assay (MC-3T3 cells are alkaline phosphatase positive) and by Sudan Black B staining (for lipid inclusions in 3T3-Li cells). The roles of extracellular matrix and cell adhesion molecules in the contact guidance events described above were not characterized, but are not discounted. We have previously demonstrated that integrin distribution and tyrosine kinase activity is physically constrained by micrometric substrate features. We hypothesize that the same constraint has occurred in the cells described herein. Elucidation of phenotypic differences between cell types that direct the tissue response to implants may yield information leading to improved implant integration and extended implant lifespan.

Remerciements : Ce travail a pu être accompli grâce aux subventions NSF SBIR n° 9160684, DUE n° 9750533 et NJCU SBR n° 220253. Les moules microgéométriques ont été préparés par la Cornell Nanofabrication Facility.

Présenté lors de la 24e rencontre annuelle de la Society for Biomaterials.
Du 22 au 26 avril 1998. San Diego, CA.


ABSTRACT
Ce rapport décrit l'utilisation d'implants transcutanés microtexturés au laser sur un modèle de calotte crânienne de lapin pour améliorer l'intégration des tissus mous. Les implants dentaires et orthopédiques sont souvent microtexturés afin d'améliorer l'intégration tissulaire. En se basant sur les résultats d'expériences de cultures cellulaires et de modèles in vivo, des techniques de microtexture au laser commandée par ordinateur ont été développées pour produire des microsillons de 8 à 12 µm sur certaines régions de la surface des implants. Ces textures ont été dupliquées sur les cols d'implants dentaires afin d'offrir des zones spécifiques d'ostéo-intégration et de formation d'une interface implant-tissus mous stable. Le but de cette étude est d'évaluer ces implants sur un modèle transcutané de calotte crânienne de lapin afin de déterminer si la microtexture au laser contrôlée peut être utilisée pour créer une interface stable avec le tissu conjonctif et l'épithélium. Des fibroblastes 3T3 (ATCC, Rockville, MD) issus de stocks congelés ont été cultivés dans du DMEM avec 10 % de SVF dans des plaques multipuits contenant des inserts microtexturés carrés mesurant 1 cm. Les inserts étaient constitués de polystyrène moulé par solvant sur des moules en silicone et recouvert d'oxyde de titane. Les surfaces résultantes présentaient soit des sillons parallèles de 8 µm, soit des sillons parallèles de 12 µm, soit des carrés de 3 µm (créés grâce à des sillons perpendiculaires de 3 µm), soit aucune particularité (inserts de contrôle). Quatre mille cellules ont été mises en culture dans des puits contenant les inserts, puis ont été préparées, après 4 ou 8 jours, à être analysées par microscopie électronique à balayage (MEB) ou par coloration (1) à la rhodamine phalloïdine ; (2) à l'anti-taline ou l'anti-vinculine de souris suivie d'un anticorps antisouris couplé à la rhodamine ; ou (3) à l'aide d'un anticorps de fluorescéine-antiphosphotyrosine.

Cette expérience a démontré que des sillons parallèles et entrecroisés peuvent régir la forme, l'orientation et l'organisation cytosquelettique de trois variantes phénotypiques de fibroblastes 3T3. Les NIH-3T3 sont issues d'une lignée fibrogénique, tandis que les 3T3-L1 sont issues d'une lignée lipogénique et que les MC-3T3 sont issues d'une lignée ostéogénique. Les phénotypes de ces cellules ont été évalués par essai à la phosphatase alcaline (les cellules MC-3T3 sont positives à la phosphatase alcaline) et par coloration au noir du Soudan B (pour révéler les inclusions de lipides des cellules 3T3-Li). Les rôles de la matrice extracellulaire et des molécules d'adhésion cellulaire dans les événements d'orientation du contact décrits ci-dessus, bien qu'ils n'aient pas été clairement définis, ne sont pas ignorés. Nous avons démontré par le passé que la distribution des intégrines et l'activité de kinase tyrosine sont physiquement entravées par des microgéométries à la surface des substrats. Nous émettons l'hypothèse que les mêmes contraintes sont survenues dans les cellules décrites ici. L'élucidation des différences phénotypiques entre les types de cellules qui régissent la réponse tissulaire envers les implants pourrait apporter des informations permettant d'améliorer l'intégration des implants et d’allonger leur durée de vie. 3T3 fibroblasts (ATCC, Rockville, MD) from frozen stocks were grown in DMEM with 10% FBS in multiwell plates containing 1cm square microtextured inserts. The inserts consisted of polystyrene solvent cast on silicon molds and titanium-oxide coated. The resultant surfaces had either 8μm parallel grooves, 12μm parallel grooves, 3μm square posts (created by perpendicular 3μm grooves), or no features (controls). Four thousand cells were seeded into wells containing the inserts and after 4 or 8 days were prepared for scanning electron microscopy (SEM) or stained with (1) rhodamine-phalloidin; (2) either mouse antitalin or mouse antivinculin followed by rhodamine-antimouse antibodies; or (3) fluorescein-antiphosphotyrosine antibody.

Résultats : By day 4, the 3T3 cells had adhered to all substrates, and by day 8 they showed considerable growth in places approaching confluences. There was no predominant orientation or shape in cells grown on control surfaces. Their cytoplasms showed diffuse rhodamine staining; demonstrable stress fibers were absent. Focal adhesions and phosphotyrosine were diffusely distributed. Cells grown on 8 or 12μm grooved substrates were nearly uniformly oriented in the direction of the grooves. Cells cultured on 8μm grooves mostly grew atop the ridges, often bridging the troughs between ridges. Cells cultured on 12μm grooves mostly grew either atop the ridges or within the troughs, only infrequently bridging the troughs between ridges. Some cells demonstrated limited evidence of stress fibers after 8 days in culture on the grooved surfaces. Focal adhesions and phosphotyrosine were limited to areas of cell-substrate contact; portions of cells spanning troughs lacked focal adhesions and phosphotyrosine. Cells grown on the posted surfaces showed orthogonal arrays of microfilaments that conformed to the intersecting troughs between posts; stress fibers, however, were not observed. These cells either rested atop the posts or settled down onto the posts, with the posts apparently displacing cytoplasm and limiting the distribution of microfilament bundles to areas of basal contact. SEM observations confirmed that the posts penetrated the basal cell membrane surface, with the cell contents settling around the posts. Focal attachments and phosphotyrosine were similarly distributed in these cultures.

Discussion: Cette expérience a démontré que des sillons parallèles ou entrecroisés étaient en mesure d'influencer la forme, l'orientation, l'organisation cytosquelettique et la répartition des adhésions focales de fibroblastes 3T3, ce qui élargit nos résultats précédents concernant ces effets sur des fibroblastes de tendon de rat. Le rôle de la matrice extracellulaire dans le guidage de ce processus, bien qu'il n'ait pas été clairement défini, n'est pas ignoré. La limitation de l'activité des kinases par les particularités physiques du substrat est une découverte récente qui pourrait expliquer les mécanismes par lesquels différents types de cellules réagissent différemment aux substrats. Au bout du compte, nous espérons découvrir des différences phénotypiques dans les propriétés des différents types de cellules qui régissent la réponse tissulaire relative aux implants de manière à améliorer leur incorporation et rallonger leur durée de vie fonctionnelle.

Remerciements : Ce travail a été rendu possible grâce à la subvention n° 9160684 de la National Science Foundation SBIR phase I et la subvention n° 220251 du Jersey City State College SBR. Les moules microgéométriques ont été préparés par la Cornell Nanofabrication Facility.

JC Grew, JL Ricci, AH Teitelbaum, JL Charvet
Présenté lors de la 23e rencontre annuelle de la Society for Biomaterials.
Du 30 avril au 4 mai 1997. New Orleans, LA.


ABSTRACT
Ce rapport décrit l'utilisation d'implants transcutanés microtexturés au laser sur un modèle de calotte crânienne de lapin pour améliorer l'intégration des tissus mous. Les implants dentaires et orthopédiques sont souvent microtexturés afin d'améliorer l'intégration tissulaire. En se basant sur les résultats d'expériences de cultures cellulaires et de modèles in vivo, des techniques de microtexture au laser commandée par ordinateur ont été développées pour produire des microsillons de 8 à 12 µm sur certaines régions de la surface des implants. Ces textures ont été dupliquées sur les cols d'implants dentaires afin d'offrir des zones spécifiques d'ostéo-intégration et de formation d'une interface implant-tissus mous stable. Le but de cette étude est d'évaluer ces implants sur un modèle transcutané de calotte crânienne de lapin afin de déterminer si la microtexture au laser contrôlée peut être utilisée pour créer une interface stable avec le tissu conjonctif et l'épithélium. La forme et l'orientation des cellules RTF cultivées sur les surfaces de contrôle et les surfaces présentant des motifs étaient systématiquement différentes. L'orientation des cellules semblait aléatoire dans les cultures de contrôle mais coïncidait généralement avec le sens des sillons linéaires et les côtés les plus longs des losanges. Les cellules RTF cultivées sur des substrats présentant des losanges ou des sillons de 2 µm créaient généralement des ponts par-dessus les sillons en se fixant sur les parties surélevées des substrats. Les cellules RTF cultivées dans des sillons de 12 µm se sont développées à la fois dans les sillons et les parties surélevées, mais elles ne créaient que rarement des ponts par-dessus les sillons. Les RTF cultivées sur les substrats en losange se sont souvent développés en amas sur les zones élevées. Les cellules RTF cultivées sur les surfaces de contrôle étaient approximativement rondes et symétriques, avec de courts prolongements s'étendant de façon omnidirectionnelle à partir d'une masse cellulaire centrale. Les cellules RTF cultivées sur des substrats linéaires prenaient généralement une forme oblongue, avec des prolongements s'étendant perpendiculairement aux sillons étroits (2 ou 3 µm) ou établissant un contact latéral avec les parois des sillons (sillons de 12 µm). La microgéométrie des substrats a également affecté l'organisation des faisceaux de microfilaments (fibres de stress), qui se trouvaient alignés avec le sens prédominant de l'orientation cellulaire, dans le cas des cellules cultivées sur des substrats présentant des motifs. Les cellules RTF des cultures de contrôle affichaient généralement des faisceaux de microfilaments s'étendant à différents angles dans le cytoplasme cellulaire. Dans toutes les cellules, la vinculine était localisée aux terminaisons des faisceaux de microfilaments, comme a pu le révéler la microscopie par immunofluorescence, indiquant des points de fixation cellules-substrat cohérents avec la présence de fixations focales.

Cette expérience a démontré que des sillons parallèles et entrecroisés peuvent régir la forme, l'orientation et l'organisation cytosquelettique de trois variantes phénotypiques de fibroblastes 3T3. Les NIH-3T3 sont issues d'une lignée fibrogénique, tandis que les 3T3-L1 sont issues d'une lignée lipogénique et que les MC-3T3 sont issues d'une lignée ostéogénique. Les phénotypes de ces cellules ont été évalués par essai à la phosphatase alcaline (les cellules MC-3T3 sont positives à la phosphatase alcaline) et par coloration au noir du Soudan B (pour révéler les inclusions de lipides des cellules 3T3-Li). Les rôles de la matrice extracellulaire et des molécules d'adhésion cellulaire dans les événements d'orientation du contact décrits ci-dessus, bien qu'ils n'aient pas été clairement définis, ne sont pas ignorés. Nous avons démontré par le passé que la distribution des intégrines et l'activité de kinase tyrosine sont physiquement entravées par des microgéométries à la surface des substrats. Nous émettons l'hypothèse que les mêmes contraintes sont survenues dans les cellules décrites ici. L'élucidation des différences phénotypiques entre les types de cellules qui régissent la réponse tissulaire envers les implants pourrait apporter des informations permettant d'améliorer l'intégration des implants et d’allonger leur durée de vie. RTFs from stock cultures derived from hind foot extensor tendons were grown on smooth (control) and patterned polystyrene substrates having parallel 2 or 12μm linear grooves or 8x50 or 80x50μm diamond-shaped islands separated by 3x3μm grooves. Substrates were solvent-cast on silicon molds and titanium oxide coated. Fifteen millimeter circular cutouts were fitted into 24-well plates, and wells containing inserts were seeded with 20,000 RTFs and fixed after 4 and 8 days in culture. Cell morphology was studied and recorded by scanning electron microscopy and by fluorescence microscopy of cultures stained with rhodamine phalloidin and anti-vinculin followed by a fluorescein-conjugated secondary antibody.

Résultats : The orientations and shapes of RTFs grown on control and patterned surfaces were consistently different. Cell orientation tended to be random in control cultures, but generally coincided with the directions of the linear grooves and the longer dimensions of the diamonds. RTFs grown on 2μm grooved and diamond-patterned substrates often bridged the grooves, attaching to elevated substrates. RTFs grown on 12μm grooves grew both within the grooves and on elevated surfaces, but rarely bridged grooves. RTFs grown on the larger diamond patterned substrate often grew in clusters on elevated areas. RTFs grown on control surfaces were approximately round and symmetrical, extending short processes omnidirectionally from a central cell mass. RTFs grown on linear substrates more typically assumed a spindle shape, and extend processes perpendicular to the grooves only when spanning a narrow (2 or 3μm) groove or to establish lateral contact with groove walls (12μm grooves). Substrate microgeometry also affected the organization of microfilament bundles (stress fibers), which were aligned with the predominant direction of cellular orientation in cells grown on the patterned substrates. RTFs from control cultures typically showed microfilament bundles extending at miscellaneous angles throughout the cell cytoplasm. In all cells, vinculin was localized at microfilament bundle termini, as revealed by imunofluorescence microscopy, indicating points of cell-substrate attachment consistent with the presence of focal attachments.

Conclusions : This study showed that both the linear and diamond patterns are capable of influencing the orientation and cytoskeletal organization of fibroblast cells, extending previous observations of contact guidance effects based on substrate microgeometry on cell shape alteration and directional growth. RTFs, which vary from 3 to 10μm in width, frequently bridged 2 and 3μm grooves, suggesting that more pronounced surface features may be required to optimally control the growth of these cells. The results of this experiment differ from earlier reports of the growth of "dot" cultures prepared with cells suspended in a collagen gel. Seeded cultures appear to be less sensitive to microgeometry effects than dot cultures. Outgrowing dot culture cells probably migrate considerable distances across substrate surfaces. Grooves may thus serve as more substantial guides to migrating dot culture cells than to cells in seeded cultures, which settle and thereafter remain stationary. Continued experimentation and comparison of these models, particularly in cellular attachment to substrates, will yield additional insight into the behaviors of these cells on patterned substrates. For instance, it may prove possible to control the rate and direction of fibrous tissue growth at the tissue-implant interface, thereby optimizing the stability of these implants.

Remerciements : Ce travail a pu être accompli grâce à la subvention NSF SBIR phase I n° 9160684. Les moules microgéométriques ont été préparés par la Cornell Nanofabrication Facility.

JL Ricci, R Rose, JK Charvet, H Alexander, CS Naiman
Présenté lors du cinquième congrès mondial sur les biomatériaux.
Du 29 mai au 2 juin 1996. Toronto, Canada.


ABSTRACT
Ce rapport décrit l'utilisation d'implants transcutanés microtexturés au laser sur un modèle de calotte crânienne de lapin pour améliorer l'intégration des tissus mous. Les implants dentaires et orthopédiques sont souvent microtexturés afin d'améliorer l'intégration tissulaire. En se basant sur les résultats d'expériences de cultures cellulaires et de modèles in vivo, des techniques de microtexture au laser commandée par ordinateur ont été développées pour produire des microsillons de 8 à 12 µm sur certaines régions de la surface des implants. Ces textures ont été dupliquées sur les cols d'implants dentaires afin d'offrir des zones spécifiques d'ostéo-intégration et de formation d'une interface implant-tissus mous stable. Le but de cette étude est d'évaluer ces implants sur un modèle transcutané de calotte crânienne de lapin afin de déterminer si la microtexture au laser contrôlée peut être utilisée pour créer une interface stable avec le tissu conjonctif et l'épithélium. L'influence sur l'interaction tissulaire de microtextures à la surface des implants est reconnue depuis longtemps. Lors d'études précédentes, nous avons examiné l'interaction in vitro de fibroblastes de tissu conjonctif avec différentes microgéométries définies de surface, telles que des surfaces à microsillons, des surfaces rugueuses et d'autres microgéométries plus complexes. Dans la plupart des cas, ces surfaces, bien que de composition similaire, avaient des effets différents (et prononcés) sur la vitesse et le sens de croissance de colonies de cellules fibroblastes. Le mécanisme de l'effet des microgéométries de surface sur le taux de croissance d'une colonie cellulaire reste cependant inconnu. Cette étude a porté sur l'effet des microgéométries définies de surface sur la densité de colonies cellulaires de tissu conjonctif, les zones de fixation des cellules (propagation) et la forme des cellules. Les résultats suggèrent la possibilité d'un mécanisme basique de contrôle des microgéométries de surface sur la croissance des cellules qui y sont fixées.

Matériel et méthodologie : Rat tendon fibroblast (RTF) cells were grown as stock cultures from hindfoot extensor tendons from 14-day-old Sprague-Dawley rats. Second to fourth-passage cells, grown in Dulbecco's Modified Eagle's Medium containing penicillin-streptomycin and 10% fetal bovine serum were used for all experiments. Cell colonies were grown on these surfaces using a "dot" culture model similar to explant culture models. These cells were suspended in solubilized collagen (Vitrogen, Celltrix, Palo Alto, CA) and 2μL droplets containing 20,000 cells each were polymerized on the experimental surfaces, where they acted as sources of radiating cell colony growth. Light microscopy and image analysis methods were used to measure rate and direction of growth as well as cell density (cells/mm2), cell attachment area (μm2), cell orientation (relative to substrate orientation), and cell elongation (eccentricity, the ratio of cell length to cell width). For individual cell measurements, 30 cells of each experimental group were measured. Experimental substrates consisted of solvent-cast polystyrene surfaces, vapor-deposited with 60nm of TiO2, molded from silicon wafer templates produced by optical lithography methods at the National Nanofabrication Facility at Cornell University (Ithaca, NY). Substrates consisted of mirror-smooth surfaces (controls) and square-wave microgrooves with ridges and grooves 1.75, 6.5 and 12μm in size. Results were analyzed for statistical significance using t-tests.

Résultats : Les trois surfaces présentant des microsillons ont eu un effet prononcé sur la croissance des colonies cellulaires, la zone de fixation, l'excentricité, la densité et l'orientation des cellules (tableau 1) : elles ont réduit la croissance des colonies cellulaires et la propagation des cellules, ont augmenté l'excentricité des cellules (élongation) et ont orienté efficacement les cellules parallèlement à la surface. La densité des cellules a été réduite sur toutes les surfaces expérimentales par rapport aux surfaces de contrôle.

Discussion: Des microgéométries de surface précises avec les dimensions testées sont efficaces pour orienter les cellules, changer la forme des cellules et réduire la vitesse de croissance des cellules. Il est bien connu que les cellules dépendantes d'un support doivent se fixer et se propager pour déclencher leur division cellulaire. Les résultats présents suggèrent que l'effet d'inhibition de croissance produit par ces surfaces est peut-être basé sur une réduction de la propagation des cellules via les microsillons de surface. Ces expériences suggèrent que les différences observées en termes d'encapsulation fibreuse entre les surfaces lisses et microtexturées sont peut-être dues à la suppression directe de la propagation et de la croissance des fibroblastes par les microtextures. Ces microgéométries ont donc des applications potentielles en tant que surfaces implantaires pour le contrôle de l'intégration tissulaire.

Remerciements : Cette étude a bénéficié de la subvention NSF SBIR Phase I n° 9160684 d'Orthogen Corporation.

JL Ricci, J Charvet, R Sealey, I Biton, WS Green, SA Stuchin, H Alexander
Présenté lors de la 21e rencontre annuelle de la Society for Biomaterials.
Les cellules RTF ont été cultivées à partir de tendons extenseurs de la patte arrière de rats Sprague Dawley âgés de 14 jours. Les cellules HICF ont été cultivées à partir de capsules de tissus fibreux prélevés sur des patients ayant subi une greffe totale de hanche, y compris le retrait d'une prothèse de hanche non cimentée. Les tissus, obtenus à partir d'une zone située près de la tige proximale, ont été cultivés sous forme d'explants en conditions stériles afin de produire des cultures cellulaires de réserve. Toutes les cellules ont été développées sous forme de cultures de réserve, mélangées à du collagène soluble, puis dispensées et polymérisées afin de créer des cultures de « points » de 2 µL contenant chacun 20 000 cellules, sur toutes les surfaces soumises à l'essai. Ces points cellulo-collagéniques ont joué le rôle de source d'excroissance cellulaire pour former des colonies en expansion. Aux jours 4 et 8, les colonies cellulaires ont été fixées et colorées, puis leur croissance a été mesurée au moyen d'un stéréoscope équipé d'une caméra vidéo reliée à un système d'analyse et de traitement informatique de l'image. La croissance des colonies cellulaires a été mesurée en termes d'augmentation surfacique ou diamétrale entre les jours 4 et 8. Les surfaces rugueuses ont été fabriquées à partir de plaques de culture en polystyrène grenaillées ou mordancées. Une zone masquée a été tracée à titre de surface lisse de contrôle. Ces surfaces ont été créées dans une gamme de tailles caractéristiques correspondant au support d'usinage. Les supports étaient similaires à ceux employés pour la texturation d'implants orthopédiques métalliques et présentaient des caractéristiques dimensionnelles analogues. Les substrats à microgéométrie contrôlée ont été moulés dans du polystyrène coulé par solvant à partir de motifs élaborés avec précision au moyen de méthodes de lithographie optique au National Nanofabrication Facility de l'Université Cornell. Toutes les surfaces ont été revêtues par pulvérisation cathodique d'une couche de TiO2 de 600 Å pour simuler une surface d'implants orthopédiques en alliage de titane. Les surfaces à microgéométrie contrôlée étaient constituées de motifs bien caractérisés, hachurés ou en damier composés d'impressions carrées de 3, 6, 10 et 12 µm.


ABSTRACT
Ce rapport décrit l'utilisation d'implants transcutanés microtexturés au laser sur un modèle de calotte crânienne de lapin pour améliorer l'intégration des tissus mous. Les implants dentaires et orthopédiques sont souvent microtexturés afin d'améliorer l'intégration tissulaire. En se basant sur les résultats d'expériences de cultures cellulaires et de modèles in vivo, des techniques de microtexture au laser commandée par ordinateur ont été développées pour produire des microsillons de 8 à 12 µm sur certaines régions de la surface des implants. Ces textures ont été dupliquées sur les cols d'implants dentaires afin d'offrir des zones spécifiques d'ostéo-intégration et de formation d'une interface implant-tissus mous stable. Le but de cette étude est d'évaluer ces implants sur un modèle transcutané de calotte crânienne de lapin afin de déterminer si la microtexture au laser contrôlée peut être utilisée pour créer une interface stable avec le tissu conjonctif et l'épithélium. Soft tissue encapsulation of an implant has been found to correlate with the composition, surface chemistry, and surface microgeometry of the implant material. Surface microgeometry (or surface texture) of metal implants in bone has been shown to influence fibrous capsule formation. For example, smooth surfaces induce thicker fibrous capsule formation than roughened surfaces, suggesting that surface microgeometry influences fibrous tissue proliferation. We evaluated the in vitro response of rat tendon fibroblast (RTF) cell colonies, and human implant capsule fibroblast (HICF) cell colonies, from fibrous capsule tissue from around total hip replacement components, to surfaces roughened by blasting techniques, and to controlled surface microgeometries consisting of small square post projections with features from 3 to 12 μm in size.

Matériel et méthodologie : RTF cells were grown from hind-foot extensor tendons of 14-day-old Sprague Dawley rats. HICF cells were grown from fibrous capsule tissue samples obtained from patients undergoing total hip revision, including removal of an uncemented hip prosthesis. The tissues, obtained from an area near the proximal stem, were grown as explants under sterile conditions to produce stock cell cultures. All cells were grown as stock cultures, mixed with solubilized collagen, and dispensed and polymerized to initiate "dot" cultures, consisting of 2μL dots each containing 20,000 cells, on all experimental surfaces. These cell-collagen dots acted as sources of cell outgrowth to form growing cell colonies. At 4 and 8 days, cell colonies were fixed, stained, and measured for area of growth using a video camera-equipped stereomicroscope connected to a computer image-processing/image-analysis system. Growth of the cell colonies was measured as area or diameter increase between 4 and 8 days. Roughened surfaces were produced by grit-blasting or bead-blasting of polystyrene culture plates. A masked area was used as a smooth control surface. These surfaces consisted of a range of feature sizes depending on blast medium. The media were similar to those used to texture metal orthopaedic implants and produced similar sized features. Controlled microgeometry substrates were molded in solvent-cast polystyrene from templates precision-fabricated using optical lithography methods at the National Nanofabrication Facility at Cornell University. All surfaces were sputter-coated with a 600-Å layer of TiO2 to simulate an orthopaedic titanium alloy implant surface. The controlled microgeometry surfaces consisted of well-characterized, cross-hatched or checkerboard surface patterns consisting of square posts in 3, 6, 10 and 12μm feature sizes.

Résultats : All cell colonies showed consistent growth by day 4, with cell outgrowth observed at the periphery of the dot. Randomly oriented cells formed circular colonies on the control surfaces, and the roughened surfaces. The controlled microgeometry surfaces produced colonies with unusual shapes because of surface restriction of direction of growth. On an individual cell level, the cells were observed to orient along surface structures and in grooves between surface structures. On the smallest controlled microgeometries, each cell was observed to attach to the surfaces of several of the square posts. All of the experimental surfaces significantly inhibited cell colony growth in both types of cells. Significant cell growth inhibition was observed on the grit-blasted Ti-coated surface (GB-Ti) compared to the control Ti-coated surface (C-Ti) and the control untreated culture plate (C-p) as shown in Fig. 1 which represents RTF cell growth. The most efficient cell growth inhibition was observed on the 3μm cross-hatched surface (Fig. 2), although all of the cross-hatched surfaces caused significant inhibition of colony growth. Figure 2 also shows RTF cell colony data.

Conclusion : Les colonies cellulaires RTF et HICF cultivées sur des surfaces rugueuses et sur une série de microgéométries contrôlées présentent une inhibition de croissance prononcée. Les surfaces n'augmentent pas la densité cellulaire dans les colonies et l'effet est sans lien avec l'augmentation de la superficie du substrat. Les résultats observés représentent les effets de l'orientation du contact cellulaire, c'est-à-dire l'aptitude de la microgéométrie du substrat à influencer l'orientation et la migration des cellules, sur la croissance globale des colonies cellulaires. Les effets des surfaces rugueuses et des microgéométries, tels qu'observés in vitro sur la croissance cellulaire des tissus fibreux, semblent à mettre en rapport avec l'observation selon laquelle les surfaces rugueuses engendrent une moindre encapsulation fibreuse in vivo. Dans l'affirmative, les surfaces à microgéométrie contrôlée peuvent jouer un rôle efficace dans l'élimination de l'encapsulation fibreuse.

Remerciements : Cette étude a été accomplie avec le soutien de Orthogen Inc. et l'aide financière de la Orthopaedic Research and Educational Foundation.



informations supplémentaires

  1. Human Histologic Evidence of a Connective Tissue Attachment to a Dental Implant.
    M Nevins, ML Nevins, M Camelo, JL Boyesen, DM Kim. International Journal of Periodontics & Restorative Dentistry. Vol. 28, No. 2, 2008.
  2. The Effects of Laser Microtextured Collars Upon Crestal Bone Levels of Dental Implants.
    S Weiner, J Simon, DS Ehrenberg, B Zweig, JL Ricci. Implant Dentistry, Volume 17, Number 2, 2008. p. 217-228
  3. Clinical Evaluation of Laser Microtexturing for Soft Tissue and Bone Attachment to Dental Implants.
    Pecora GE, Ceccarelli R, Bonelli M, Alexander H, Ricci JL. Implant Dent. 2009 Feb;18(1):57-66.
  4. The Effects of Laser Microtexturing of the Dental Implant Collar on Crestal Bone Levels and Peri-implant Health.
    Botos S, Yousef H, Zweig B, Flinton R, Weiner S. Int J Oral Maxillofac Implants. 2011 May-Jun;26(3):492-8.
  5. Radiographic Analysis of Crestal Bone Levels on Laser-Lok® Collar Dental Implants.
    CA Shapoff, B Lahey, P Wasserlauf, D Kim. Int J Periodontics Restorative Dent 2010;30:129-137.
  6. Marginal Tissue Response to Different Implant Neck Design.
    HEK Bae, MK Chung, IH Cha, DH Han. J Korean Acad Prosthodont. 2008, Vol. 46, N° 6.


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