Технология XPEED® – следующее поколение технологии S-L-A
- Запатентованная нанотехнология изменения физико-биологических свойств поверхности титанового дентального имплантата
- Результаты научных исследований
Тезисы
Нанотехнология XPEED® – следующая ступень обработки поверхности дентальных имплантатов. Далее приводятся научные подтверждения того, что нано-структура титаната кальция CaTiO3 ~300 нм наиболее благоприятна для адгезии клеток.
Ионы Ca стимулируют клетки, формирующие костную ткань: высвобождение ионов Ca2+ активирует остеобласты, которые комбинируются с ионами PO43- в процессе формирования слоя костного матрикса на поверхности дентального имплантата.
Нано-структура титаната кальция CaTiO3
SEM структуры поверхности S-L-A
SEM структуры поверхности с обработкой XPEED®
Ссылка на публикацию: Universal implant surface structure and biological performance analysis, YJ Chae et al, Journal of Future Dentistry. 2023: Vol.3: No. 4: 16-19
Имплантаты после RBM- и S-L-A-обработки погружаются в смешанный раствор 0,2M гидроксида натрия (NaOH) и 2 мМ оксида кальция (CaO), растворенных в деионизированной воде, и выдерживаются при температуре 180◦C и давлении жидкости 1 МПа2 в течение 24 часов в гидротермальном реакторе с тефлоновой оболочкой. С помощью этой процедуры к поверхности присоединяется нанослой ионов Ca2+, образуя наноструктуру CaTiO3 (титанат кальция).
Формирование на поверхности нано-структуры увеличивает площадь поверхности. Сформированное соединение с повышенной реактивностью создает благоприятную среду для адгезии белков и клеток костной ткани.
Нано-структура ~300нм CaTiO3 увеличивает адгезию клеток. Клетки нарастают на частицы ~300нм с филоподиями, захватывающими и увеличивающимися вокруг этих частиц.
Ссылки на научные исследования:
Повышенная адгезия остеобластов на покрытом титаном гидроксиапатите, который образует структуру CaTiO3
Thomas J Webster, et al., (2003). J Biomed Mater Res A. : 975-80
Результат:
CaTiO3 усиливает интеграцию с прилегающей костью, что необходимо для повышения эффективности имплантата
Улучшенная остео-кондуктивность микроструктурированных титановых имплантатов (XiVE S CELLplusTM) за счет добавления поверхностного кальциевого химического состава: гистоморфометрическое исследование на бедренных костях кроликов
Jin-Woo Park, et al., (2009). Clin Oral Implants Res: 684-90
Результат:
Исследование с макро-увеличением поверхности с включенным Ca показало высокую степень BIC (контакт имплантат-кость) с окружающей костной тканью.
Активное образование костной ткани; отчетливо виден остеоид, покрытый остеобластами, на внешней поверхности минерализованной кости, покрывающей поверхность имплантата.
Воздействие инкорпорации ионов кальция на экспрессию генов остеобластами в клетках MC3T3-E1, образованных на микроструктурированной титовой поверхности
Jin-Woo Park, et al., (2008). J Biomed Mater Res A : 117-26
Результат:
Титанат кальция (CaTiO3) способствует адгезии и пролиферации остеобластов, увеличивает содержание Ca во внешнем оксидном слое и повышает адсорбцию белка на титановых поверхностях за счет ионной связи при физиологическом pH, что впоследствии влияет на прикрепление клеток.
Клеточное поведение на нанонодулярных структурах TiO2 в модели иерархии от микро до наномасштаба
Katsutoshi Kubo, et al, (2009), Biomaterials : 5319-29
Результат:
Минерализующая активность культивируемых остеобластов, оцененная по общему отложению кальция, была более чем на 100% выше на нодулярной поверхности размером 300 нм, что подтверждает ускоренную дифференциацию остеобластов посредством нанобугорков.
Ускоренное образование костной ткани посредством ионов Ca
Научные доказательства
Исследования in-vitro, in-vivo
Крутящее усилие на выкручивание и BIC (контакт имплантат-кость) (исследование in-vivo)
- 6 кроликов
- 36 имплантатов (RBM, S-L-A & XPEED), установленных на 4 недели
1) Торк на выкручивание [Н/см]
Контакт имплантат-кость BIC [%]
*Effects of treating titanium with continuous Ca2+ nano crystal structures
Hyunwook Albert An1*, Yoonjeong Chae1, & Sang Min Lee1, International Journal of Future Dentistry, 2023: Vol 3: No. 1 08-1
2) Cравнение скорости пролиферации клеток, необходимых для образования костной ткани (исследование in-vitro)
Углеводородный пик (%)
Более 50% снижение содержания углеводорода, которое препятствует прикреплению костных клеток
Более 50% снижение содержания углеводорода, которое препятствует прикреплению костных клеток
Первичная адсорбция белка (коллаген)
Более чем 2-кратное увеличение адсорбции основного белка для начального нарастания костной ткани
Более чем 2-кратное увеличение адсорбции основного белка для начального нарастания костной ткани
Пролиферация клеток (SAOS-2, остеобласт)
Увеличение пролиферации остеобластов более чем на 20% для лучшего прикрепление костной ткани
Увеличение пролиферации остеобластов более чем на 20% для лучшего прикрепление костной ткани
3) Эксперимент по прикреплению клеток (исследование in-vitro)
XPEED
S-L-A
*Universal implant surface structure & biological performance analysis,
YJ Chae et al, Journal of Future Dentistry. 2023: Vol.3: No. 4: 16-19
4) Cравнение показателей стабильности имплантата ISQ (исследования in-vitro)
*Evaluating the effectiveness of plasma-treated implants using a rabbit model/ Daegu-Gyeongbuk Medical Innovation Foundation (2022)
5) Исследования на людях
Nanostructured Calcium-Incorporated Surface Compared to Machined and S-L-A Dental Implants ·A Split-Mouth Randomized Case / Double-Control Histological Human Study
Christian Makary1,*, Abdallah Menhall1, Pierre Lahoud1, Hyun-Wook An2, Kwang-Bum Park3 and Tonino Traini, nanomaterials, 2023
Пациенты: 6 женщин, 5 мужчин
Операционное поле: 2 имплантата с обеих сторон беззубой верхней челюсти в области моляров
Тестовые образцы: имплантаты 3.5 x 8.5 мм
Тестовые группы:
Операционное поле: 2 имплантата с обеих сторон беззубой верхней челюсти в области моляров
Тестовые образцы: имплантаты 3.5 x 8.5 мм
Тестовые группы:
- XPEED: 16 шт., 4 пациента
- S-L-A: 13 шт., 4 пациента
- Машинная обработка: 6 шт., 3 пациента
Через 4 недели: имплантаты с поверхностью S-L-A и XPEED (слева направо)
Через 6 недель: имплантаты с поверхностью S-L-A и XPEED (слева направо)
Показатель BIC:
S-L-A = 26,1 %
XPEED = 30,5 %
S-L-A = 26,1 %
XPEED = 30,5 %
