of 58 /58
Biomateriale folosite Biomateriale folosite în implantologia orală în implantologia orală Curs 3 Curs 3 UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE “CAROL DAVILA” FACULTATEA DE STOMATOLOGIE CATEDRA DE IMPLANTOLOGIE

Curs 03 - Biomateriale

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ip

Citation preview

Page 1: Curs 03 - Biomateriale

Biomateriale folosite în Biomateriale folosite în implantologia oralăimplantologia orală

Curs 3Curs 3

UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE “CAROL DAVILA”FACULTATEA DE STOMATOLOGIECATEDRA DE IMPLANTOLOGIE

Page 2: Curs 03 - Biomateriale

European Society of Biomaterials European Society of Biomaterials defineşte termenul de “biomateriale” defineşte termenul de “biomateriale” ca fiind “ca fiind “materiale fără viaţă, utilizate materiale fără viaţă, utilizate în domenii medicale (de exemplu, în domenii medicale (de exemplu, implanturi dentare), cu scopul de a implanturi dentare), cu scopul de a produce o interacţiune cu sistemul produce o interacţiune cu sistemul biologicbiologic” (Wagner, 1991).” (Wagner, 1991).

Page 3: Curs 03 - Biomateriale

Materiale utilzate pentru realizarea Materiale utilzate pentru realizarea implanturilor endoosoaseimplanturilor endoosoase

In cursul anilor s-a încercat utilizarea unui In cursul anilor s-a încercat utilizarea unui număr variabil de materiale pentru număr variabil de materiale pentru confecţionarea implanturilor, din care au confecţionarea implanturilor, din care au supravieţuit doar câteva, care posedă supravieţuit doar câteva, care posedă anumite proprietăţi obligatorii ce se impun anumite proprietăţi obligatorii ce se impun în vederea obţinerii unui succes pe termen în vederea obţinerii unui succes pe termen lung. lung.

Page 4: Curs 03 - Biomateriale

O condiţie obligatorie impusă tuturor O condiţie obligatorie impusă tuturor biomaterialelor este asigurarea lipsei de biomaterialelor este asigurarea lipsei de nocivitate locală şi generală. Trebuie nocivitate locală şi generală. Trebuie evitate materialele care au componente evitate materialele care au componente toxice, cancerigene, alergice şi/sau toxice, cancerigene, alergice şi/sau radioactive. radioactive. In general, biomaterialele trebuie să fie In general, biomaterialele trebuie să fie compatibile din punct de vedere compatibile din punct de vedere biologic, biologic, mecanic, funcţional, rezistente la mecanic, funcţional, rezistente la coroziune, şi să se adapteze uşor unor coroziune, şi să se adapteze uşor unor tehnologii clinice şi de laboratortehnologii clinice şi de laborator..

Page 5: Curs 03 - Biomateriale

BiocompatibilitateaBiocompatibilitatea

Prin biocompatibilitate se înţelege posibilitatea ca Prin biocompatibilitate se înţelege posibilitatea ca un organism viu să tolereze, în anumite limite, fără un organism viu să tolereze, în anumite limite, fără a determina apariţia unor reacţii de apărare, un a determina apariţia unor reacţii de apărare, un material străin de el, inserat în intimitatea lui. material străin de el, inserat în intimitatea lui. Rateitschack şi Wolf au definit biocompatibilitatea Rateitschack şi Wolf au definit biocompatibilitatea astfel: “astfel: “un material este biocompatibil dacă la nivelul un material este biocompatibil dacă la nivelul unui organism viu produce doar reacţii dorite sau unui organism viu produce doar reacţii dorite sau toleratetolerate” sau “” sau “un material cu o biocompatibilitate un material cu o biocompatibilitate optimă nu produce reacţii tisulare nedoriteoptimă nu produce reacţii tisulare nedorite”. ”. Există mai multe grade de compatibilitate. “Există mai multe grade de compatibilitate. “O O biocompatibilitate absolută este o utopiebiocompatibilitate absolută este o utopie” (Williams). ” (Williams).

Page 6: Curs 03 - Biomateriale

Ca etalon în ceea ce priveşte biocompatibilitatea Ca etalon în ceea ce priveşte biocompatibilitatea materialelor folosite în implantologia endoosoasă este materialelor folosite în implantologia endoosoasă este considerat în primul rând reacţia lor cu osul, cu toate că şi considerat în primul rând reacţia lor cu osul, cu toate că şi comportarea mucoasei în zona periimplantară este tot atât comportarea mucoasei în zona periimplantară este tot atât de importantă. de importantă. Aceasta se datorează faptului că majoritatea cercetărilor Aceasta se datorează faptului că majoritatea cercetărilor în legătură cu biocompatibilitatea acestor materiale în legătură cu biocompatibilitatea acestor materiale provine din domeniul chirurgiei ortopedice, care utilizează provine din domeniul chirurgiei ortopedice, care utilizează doar implanturi intraosoase şi unde nu se ridică probleme doar implanturi intraosoase şi unde nu se ridică probleme periimplantare la nivel de tegumente sau mucoase. periimplantare la nivel de tegumente sau mucoase. Interacţiunea dintre implant şi ţesuturile periimplantare nu Interacţiunea dintre implant şi ţesuturile periimplantare nu are voie să inducă, prin coroziune, liză osoasă şi are voie să inducă, prin coroziune, liză osoasă şi biodegradare la nivelul suprafeţei acestuia, modificări biodegradare la nivelul suprafeţei acestuia, modificări secundare în organism (metaloze) sau o instabilitate secundare în organism (metaloze) sau o instabilitate biologică a implantului. biologică a implantului. Nu este permisă decât utilizarea unor materiale Nu este permisă decât utilizarea unor materiale standardizate prin norme internaţionale. standardizate prin norme internaţionale.

Page 7: Curs 03 - Biomateriale

Compatibilitatea mecanicăCompatibilitatea mecanică

Biomaterialele utilizate în implantologia orală Biomaterialele utilizate în implantologia orală trebuie să asigure transmiterea forţelor ocluzale trebuie să asigure transmiterea forţelor ocluzale ţesuturilor de susţinere. In acest sens, ele ţesuturilor de susţinere. In acest sens, ele trebuie să prezinte o rezistenţă mecanică trebuie să prezinte o rezistenţă mecanică suficientă pentru a nu suferi modificări în cursul suficientă pentru a nu suferi modificări în cursul exercitării forţelor fiziologice. exercitării forţelor fiziologice. Parametrii mecanici ai unui material sunt Parametrii mecanici ai unui material sunt modulul de elasticitate şi rezistenţa la tracţiune. modulul de elasticitate şi rezistenţa la tracţiune. De aici se poate conchide că materialele De aici se poate conchide că materialele polimerice şi aliajele pot îndeplini mai bine polimerice şi aliajele pot îndeplini mai bine aceste cerinţe, în timp ce materialele ceramice, aceste cerinţe, în timp ce materialele ceramice, fiind mai fragile şi mai rigide, nu pot îndeplini în fiind mai fragile şi mai rigide, nu pot îndeplini în aceeaşi măsură aceste condiţii. aceeaşi măsură aceste condiţii.

Page 8: Curs 03 - Biomateriale

Funcţionalitatea şi adaptabilitatea Funcţionalitatea şi adaptabilitatea clinicăclinică

Funcţionalitatea şi adaptabilitatea clinică se referă la Funcţionalitatea şi adaptabilitatea clinică se referă la implantul în sine, care trebuie:implantul în sine, care trebuie:să fie clinic utilizabil, oferind posibilităţi de protezare să fie clinic utilizabil, oferind posibilităţi de protezare estetice şi funcţionaleestetice şi funcţionalesă permită sterilizarea şi, ulterior, igienizarea să permită sterilizarea şi, ulterior, igienizarea corespunzătoarecorespunzătoaresă poată fi inserat, şi, eventual, îndepărtat fără manevre să poată fi inserat, şi, eventual, îndepărtat fără manevre chirurgicale laborioasechirurgicale laborioase

Există mai multe criterii de clasificare a materialelor din Există mai multe criterii de clasificare a materialelor din care se confecţionează implanturi, cea mai care se confecţionează implanturi, cea mai convenţională fiind cea imunologică. Aceasta împarte convenţională fiind cea imunologică. Aceasta împarte biomaterialele în patru clase: materiale autogene, biomaterialele în patru clase: materiale autogene, omoloage, heteroloage şi aloplastice.omoloage, heteroloage şi aloplastice.

Page 9: Curs 03 - Biomateriale

MATERIALE ORIGINE UTILIZARE

AUTOLOGE(AUTOGENE)

Autoplastie(de la acelaşi

organism)

- transplant de dinţi- replantări de dinţi- transplante osoase

OMOLOGE(ALOGENE)

Homeoplastie(de la un alt individ al

aceleiaşi specii)

- banca de oase - conservare cialitică- liofilizare

HETEROLOGE(XENOGENE)

Heteroplastie(de la un individ din

altă specie)

- os devitalizat, deproteinizat

- colagen, gelatină

ALOPLASTICEAloplastie(materiale sintetice)

- metale- ceramică- materiale plastice

Page 10: Curs 03 - Biomateriale

Implanturile endoosoase sunt confecţionate Implanturile endoosoase sunt confecţionate exclusiv din materiale aloplastice, care pot fi: exclusiv din materiale aloplastice, care pot fi: metale, aliaje, ceramică, materiale plastice.metale, aliaje, ceramică, materiale plastice.

Avantajele materialelor aloplastice faţă de cele Avantajele materialelor aloplastice faţă de cele autologe, omologe şi heterologe sunt:autologe, omologe şi heterologe sunt:disponibilitate practic nelimitatădisponibilitate practic nelimitatămanipulare mai uşoarămanipulare mai uşoarăposibilitatea de a le fi îmbunătăţite proprietăţile posibilitatea de a le fi îmbunătăţite proprietăţile fizice şi chimicefizice şi chimiceprin standardizarea lor se poate obţine un nivel prin standardizarea lor se poate obţine un nivel calitativ mai ridicat şi constantcalitativ mai ridicat şi constant

Page 11: Curs 03 - Biomateriale

Ca dezavantaj, materialele aloplastice prezintă Ca dezavantaj, materialele aloplastice prezintă riscul declanşării unei reacţii de corp străin, care riscul declanşării unei reacţii de corp străin, care va duce inevitabil la pierderea implantului. Din va duce inevitabil la pierderea implantului. Din punct de vedere histopatologic, aceasta este o punct de vedere histopatologic, aceasta este o reacţie tisulară, care în prezenţa unui corp reacţie tisulară, care în prezenţa unui corp neresorbabil duce la formarea de ţesut conjunctiv neresorbabil duce la formarea de ţesut conjunctiv de iritaţie care va tinde să expulzeze corpul străin. de iritaţie care va tinde să expulzeze corpul străin.

Contactul osos periimplantar poate avea însă o Contactul osos periimplantar poate avea însă o reacţie specială de corp străin, favirabilă, prin reacţie specială de corp străin, favirabilă, prin încorporarea implantului în os. încorporarea implantului în os.

Biomaterialele se împart în trei clase de Biomaterialele se împart în trei clase de compatibilitate:compatibilitate:biotoleratebiotoleratebioinertebioinertebioreactivebioreactive

Page 12: Curs 03 - Biomateriale

Materialelor biotolerate (oţeluri inoxidabile, aliaje Materialelor biotolerate (oţeluri inoxidabile, aliaje Cr-Co-Mo, PMMA) le corespunde aşa-zisa Cr-Co-Mo, PMMA) le corespunde aşa-zisa osteogenză la distanţăosteogenză la distanţă (strat separator de ţesut (strat separator de ţesut conjunctiv format prin interacţiunea osului cu conjunctiv format prin interacţiunea osului cu ionii metalizi toxici)ionii metalizi toxici)Materialelor bioinerte (titan, tantal, ceramică pe Materialelor bioinerte (titan, tantal, ceramică pe bază de aluminiu) le corespunde bază de aluminiu) le corespunde osteogeneza osteogeneza de contactde contact (contact între suprafaţa implantului şi (contact între suprafaţa implantului şi os).os).Pentru materialele bioreactive (fosfat de calciu, Pentru materialele bioreactive (fosfat de calciu, ceramică sticloasă, biosticlă şi apatite) este ceramică sticloasă, biosticlă şi apatite) este considerată tipică considerată tipică osteogeneza de legăturăosteogeneza de legătură, , când apare o legătură chimică între implant şi când apare o legătură chimică între implant şi os. os.

Page 13: Curs 03 - Biomateriale

O categorie specială o formează biomaterialele O categorie specială o formează biomaterialele inerte cu structură osteotropă. Din această inerte cu structură osteotropă. Din această categorie putem cita titanul cu o suprafaţă categorie putem cita titanul cu o suprafaţă rugoasă acoperit cu un strat de TPFS (Titan rugoasă acoperit cu un strat de TPFS (Titan Plasma Flame Spray). Plasma Flame Spray).

Aceste materiale, datorită biocompatibilităţii Aceste materiale, datorită biocompatibilităţii chimice şi micromorfologice cu osul, realizează chimice şi micromorfologice cu osul, realizează cu acesta o legătură fizico-chimică, fenomenul cu acesta o legătură fizico-chimică, fenomenul histologic la distanţă fiind asimilat cu aşa-zisa histologic la distanţă fiind asimilat cu aşa-zisa osteogeneză de legătură. osteogeneză de legătură.

Page 14: Curs 03 - Biomateriale

Ceramicile utilizate în implantologia orală sunt Ceramicile utilizate în implantologia orală sunt pe bază de oxid de aluminiu – bioinactiv – şi pe bază de oxid de aluminiu – bioinactiv – şi fosfat de calciu – bioactiv. Ceramicile fosfat de calciu – bioactiv. Ceramicile aluminoase produc aluminoase produc osteogeneză de contactosteogeneză de contact, , deci în jurul implantului se va depune os lamelar, deci în jurul implantului se va depune os lamelar, rezistent din punct de vedere mecanic. rezistent din punct de vedere mecanic. Ceramicile pe bază de fosfat de calciu, ca şi Ceramicile pe bază de fosfat de calciu, ca şi ceramica sticloasă produc ceramica sticloasă produc osteogeneză de osteogeneză de legăturălegătură prin eliberarea de ioni de calciu şi fosfat prin eliberarea de ioni de calciu şi fosfat în mediul înconjurător şi absorbţia acestora de în mediul înconjurător şi absorbţia acestora de către masa osoasă. Astfel se realizează o către masa osoasă. Astfel se realizează o legătură chimică între implant şi os. legătură chimică între implant şi os.

Page 15: Curs 03 - Biomateriale

Din punct de vedere ştiinţific şi practic, primul loc Din punct de vedere ştiinţific şi practic, primul loc ca materiale pentru implanturile endoosoase îl ca materiale pentru implanturile endoosoase îl ocupă aliajele metalice deoarece au proprietăţi ocupă aliajele metalice deoarece au proprietăţi rezistive crescute (rezistenţă la compresiune, rezistive crescute (rezistenţă la compresiune, încovoiere, tracţiune, etc.), pentru a putea prelua încovoiere, tracţiune, etc.), pentru a putea prelua şi transmite osului forţele fiziologice care se şi transmite osului forţele fiziologice care se exercită la acest nivel. exercită la acest nivel.

In timp ce prin anii ’70 se utilizau aliaje Co-Cr-In timp ce prin anii ’70 se utilizau aliaje Co-Cr-Mo şi tantalul ca materiale pentru implanturile Mo şi tantalul ca materiale pentru implanturile endoosoase, la ora actuală se preferă endoosoase, la ora actuală se preferă implanturile confecţionate din titan pur şi aliaje implanturile confecţionate din titan pur şi aliaje de titan. de titan.

Page 16: Curs 03 - Biomateriale

TitanulTitanul

Titanul şi aliajele sale au devenit în ultimul timp Titanul şi aliajele sale au devenit în ultimul timp de neînlocuit în multe domenii tehnice, şi chiar şi de neînlocuit în multe domenii tehnice, şi chiar şi în medicină. Acest material a atras atenţia lumii în medicină. Acest material a atras atenţia lumii stomatologice prin proprietăţile sale deosebit de stomatologice prin proprietăţile sale deosebit de avantajoase: biocompatibilitate, conductibilitate avantajoase: biocompatibilitate, conductibilitate termică redusă, densitate scăzută, rezistenţă la termică redusă, densitate scăzută, rezistenţă la coroziune, preţul de cost fiind de patru ori mai coroziune, preţul de cost fiind de patru ori mai scăzut decât al aurului. scăzut decât al aurului. Printre primii care au realizat implanturi dentare Printre primii care au realizat implanturi dentare din titan au fost Linkow (1968), Branemark din titan au fost Linkow (1968), Branemark (1969) şi Hofmann (1985), care utilizează un (1969) şi Hofmann (1985), care utilizează un aliaj al titanului (TiAlaliaj al titanului (TiAl66VV44).).

Page 17: Curs 03 - Biomateriale

In implantologie se utilizează titanul nealiat, cu o puritate In implantologie se utilizează titanul nealiat, cu o puritate de aproximativ 99,75% şi un conţinut de fier de maxim de aproximativ 99,75% şi un conţinut de fier de maxim 0,5% (de obicei sub 0,1%). Titanul nealiat sau faza α a 0,5% (de obicei sub 0,1%). Titanul nealiat sau faza α a titanului prezintă, conform DIN 17 850 (Institutul German titanului prezintă, conform DIN 17 850 (Institutul German pentru Standarde) patru grade de puritate. pentru Standarde) patru grade de puritate.

In scopul îmbunătăţirii proprietăţilor mecanice, au fost In scopul îmbunătăţirii proprietăţilor mecanice, au fost încercate şi diferite aliaje ale titanului, cum sunt:încercate şi diferite aliaje ale titanului, cum sunt:

TiTi66AlAl44VV

TiTi66AlAl77NbNb

TiTi3030TaTa

TiTi55AlAl2.52.5FeFe

NiTi (aliaj cu memorie)NiTi (aliaj cu memorie)

Page 18: Curs 03 - Biomateriale

După o serie de cercetări experimentale pe animale, După o serie de cercetări experimentale pe animale, Wagner şi colaboratorii (1987) susţin că nu poate fi Wagner şi colaboratorii (1987) susţin că nu poate fi demonstrată o diferenţă concretă între osteointegrarea demonstrată o diferenţă concretă între osteointegrarea diferitelor tipuri de aliaje şi titanul pur şi de aceea ei diferitelor tipuri de aliaje şi titanul pur şi de aceea ei recomandă utilizarea aliajului Tirecomandă utilizarea aliajului Ti66AlAl44V, datorită V, datorită proprietăţilor mecanice superioare. S-a descoperit însă, proprietăţilor mecanice superioare. S-a descoperit însă, după o anumită perioadă de osteointegrare, prezenţa după o anumită perioadă de osteointegrare, prezenţa unei concentraţii variabile de ioni de Al şi V în ţesutul unei concentraţii variabile de ioni de Al şi V în ţesutul periimplantar. periimplantar. De aceea la ora actuală se preferă din nou utilizarea De aceea la ora actuală se preferă din nou utilizarea implanturilor din titan nealiat sau aliaje Tiimplanturilor din titan nealiat sau aliaje Ti3030Ta, Ta, considerate “leneşe” din punct de vedere biologic. Dacă considerate “leneşe” din punct de vedere biologic. Dacă din considerente de rezistenţă se preferă alte aliaje de din considerente de rezistenţă se preferă alte aliaje de titan, cu proprietăţi mecanice superioare titanului pur, se titan, cu proprietăţi mecanice superioare titanului pur, se recomandă acoperirea acestora cu un strat de plasmă recomandă acoperirea acestora cu un strat de plasmă de titan, hidroxiapatită sau mase ceramice. de titan, hidroxiapatită sau mase ceramice.

Page 19: Curs 03 - Biomateriale

Proprietăţile chimice şi biologice ale titanului Proprietăţile chimice şi biologice ale titanului sunt dictate de stratul superficial de oxizi. sunt dictate de stratul superficial de oxizi.

Stratul de oxizi se formează spontan în mediu Stratul de oxizi se formează spontan în mediu biologic, grosimea lui ajungând într-un minut la biologic, grosimea lui ajungând într-un minut la 100A, şi creşte până la 2000A după o perioadă 100A, şi creşte până la 2000A după o perioadă mai mare de timp. mai mare de timp.

Pentru stabilizarea mecanică a stratului de oxizi Pentru stabilizarea mecanică a stratului de oxizi de titan, unii autori recomandă acoperirea de titan, unii autori recomandă acoperirea implantului cu oxid de zirconiu, care-i conferă implantului cu oxid de zirconiu, care-i conferă însă o culoare închisă (implantele Bone-Lock). însă o culoare închisă (implantele Bone-Lock).

Page 20: Curs 03 - Biomateriale
Page 21: Curs 03 - Biomateriale
Page 22: Curs 03 - Biomateriale
Page 23: Curs 03 - Biomateriale
Page 24: Curs 03 - Biomateriale

Masele ceramiceMasele ceramice

Abandonarea metalelor în stomatologie face Abandonarea metalelor în stomatologie face parte din cercetările de avangardă ale acestei parte din cercetările de avangardă ale acestei specialităţi. specialităţi.

Bimetalismul, metalozele, ca şi o serie de Bimetalismul, metalozele, ca şi o serie de aspecte de biocompatibilitate au dus la ideea aspecte de biocompatibilitate au dus la ideea înlocuirii metalelor de către masele ceramice cu înlocuirii metalelor de către masele ceramice cu proprietăţi înalte, dintre care se remarcă cele pe proprietăţi înalte, dintre care se remarcă cele pe bază de Albază de Al22OO33, şi mai ales ZrO, şi mai ales ZrO22. .

Astfel, metalele tind să fie înlocuite din domenii Astfel, metalele tind să fie înlocuite din domenii în care deţineau supremaţia de peste un secol. în care deţineau supremaţia de peste un secol.

Page 25: Curs 03 - Biomateriale

Implanturile endoosoase din Implanturile endoosoase din ceramică aluminoasăceramică aluminoasă

Implanturile endoosoase din ceramică Implanturile endoosoase din ceramică aluminoasă (Frialit, Biolok, Bionit) au fost aluminoasă (Frialit, Biolok, Bionit) au fost primele realizări în domeniu. primele realizări în domeniu. Ceramica pe bază de oxid de aluminiu se Ceramica pe bază de oxid de aluminiu se deosebeşte esenţial de metale. Astfel, deosebeşte esenţial de metale. Astfel, implanturile din ceramică aluminoasă au o implanturile din ceramică aluminoasă au o duritate extrem de crescută, care permite o duritate extrem de crescută, care permite o eventuală prelucrare doar cu instrumente eventuală prelucrare doar cu instrumente diamantate, sub jet de apă, şi o rezistenţă la diamantate, sub jet de apă, şi o rezistenţă la compresiune cu mult peste cea a implanturilor compresiune cu mult peste cea a implanturilor metalice. metalice.

Page 26: Curs 03 - Biomateriale

Implanturile endoosoase din Implanturile endoosoase din ceramică pe bază de ZrOceramică pe bază de ZrO22 (TCS). (TCS).

Implanturile TCS sunt tije din oxid de zirconiu ce Implanturile TCS sunt tije din oxid de zirconiu ce pot fi incluse în categoria implanturilor de pot fi incluse în categoria implanturilor de stabilizare endoosoasă. Au o rezistenţă stabilizare endoosoasă. Au o rezistenţă mecanică corespunzătoare şi o mecanică corespunzătoare şi o biocompatibilitate recunoscută. Tijele se inseră biocompatibilitate recunoscută. Tijele se inseră proximal, în raport cu dinţii naturali. proximal, în raport cu dinţii naturali.

Ceramicile aluminoase şi pele pe bază de oxid Ceramicile aluminoase şi pele pe bază de oxid de zirconiu produc osteogeneză de contact, deci de zirconiu produc osteogeneză de contact, deci în jurul implantului se va depune os lamelar, în jurul implantului se va depune os lamelar, rezistent din punct de vedere mecanic.rezistent din punct de vedere mecanic.

Page 27: Curs 03 - Biomateriale

Materiale utilizate în tehnicile de Materiale utilizate în tehnicile de augmentare osoasăaugmentare osoasă

In tehnicile de augmentare osoasă (numite şi In tehnicile de augmentare osoasă (numite şi regenerare osoasă ghidată – ROG) se utilizează regenerare osoasă ghidată – ROG) se utilizează cu precădere două tipuri de materiale: materiale cu precădere două tipuri de materiale: materiale de adiţie şi membrane de regenerare. de adiţie şi membrane de regenerare.

Si la ora actuală acestea sunt intr-un continuu Si la ora actuală acestea sunt intr-un continuu proces de optimizare şi perfecţionare, proces de optimizare şi perfecţionare, experimentându-se în permanenţă noi tipuri de experimentându-se în permanenţă noi tipuri de materiale care să întrunească cât mai multe materiale care să întrunească cât mai multe dintre condiţiile cerute.dintre condiţiile cerute.

Page 28: Curs 03 - Biomateriale

Materiale de adiţie osoasăMateriale de adiţie osoasă

In ultima perioadă tehnicile de regenerare osoasă In ultima perioadă tehnicile de regenerare osoasă ghidată sunt utilizate tot mai des în diferite ghidată sunt utilizate tot mai des în diferite situaţii clinice. Astfel se poate obţine:situaţii clinice. Astfel se poate obţine:

un substrat osos favorabil inserării implanturilorun substrat osos favorabil inserării implanturilor

un oarecare control al atrofiei crestelor alveolareun oarecare control al atrofiei crestelor alveolare

refacerea unor defecte osoaserefacerea unor defecte osoase

Tabelul urmator prezinta tipurile materialelor de Tabelul urmator prezinta tipurile materialelor de aditie osoasa:aditie osoasa:

Page 29: Curs 03 - Biomateriale

Tip Origine Exemple

Materiale autologe

- ţesuturi de la acelaşi individ

Intraorale-transplante de dinţi-replantări de dinţi-transplante osoase

Extraorale -spongioasă şi medulară din creasta iliacă

Materiale omologe

- provenite de la un alt individ al aceleiaşi specii

- spongioasă refrigerată conţinând medulară din creasta iliacă şi os spongios crioconservat de la capul femural- os alogen refrigerat şi uscat – FDBA- os demineralizat refrigerat şi uscat - DFBA

Materiale heterologe

- provenite de la un individ din altă specie

Asemănător cu materialele omologe, doar că sursa de provenienţă este un individ din altă specie

Substituenţi sintetici de os

- substanţe sintetice

Biosticle

-Biogran (Orthivita, SUA)-PAW 1 (Poneti SRL, Romania)-Perioglas (US Biomaterials Corp.)-Ilmaplant (Ilmenau Glaswerke)

Pe bază de fosfat tricalcic

-Cerasorb (Curasan, Germania)-KSI TCP (KSI Bauer, Germania)-Biobase α-pore (Calcitek, SUA)

Pe bază de hidroxi-apatită

-Hapset (Lifecore Biomedical, SUA) – HA cu sulfat de calciu-Frios Algipore (Friatec, Germania) – din alge

Polimeri de înlocuire a ţesuturilor dure – HTR polymer

Page 30: Curs 03 - Biomateriale

Caracteristici Autogen

Alogen

Xenogen AlopasticRefrigerat-Uscat

DMB

Osteogen + - - - -

Osteoinductiv + - + - -

Osteoconductiv + + + + +

Disponibil + + + + +

Previzibil - - - - +

Proprietăţi mecanice + + +/- +/- +

Manevrabilitate - + +/- -

Siguranţă + +/- + +/- +

Caracteristici ideale ale unui material de augmentare osoasă

Page 31: Curs 03 - Biomateriale

Materiale autologeMateriale autologe

Materialele autologe (transplantele autogene) Materialele autologe (transplantele autogene) sunt reprezentate de fragmente de ţesut osos sunt reprezentate de fragmente de ţesut osos recoltate la acelaşi individ. Mai exact sediul de recoltate la acelaşi individ. Mai exact sediul de recoltare şi locul de inserare aparţin aceluiaşi recoltare şi locul de inserare aparţin aceluiaşi individ (organism). Această tehnică a fost şi este individ (organism). Această tehnică a fost şi este folosită în ortopedie de multă vreme.folosită în ortopedie de multă vreme.

Materialele autologe se pot clasifica în funcţie de Materialele autologe se pot clasifica în funcţie de regiunea de recoltare în:regiunea de recoltare în:intraoraleintraoraleextraoraleextraorale

Page 32: Curs 03 - Biomateriale

Transplantele autologe intraoraleTransplantele autologe intraoraleTransplantele autogene de dinţi au fost practicate Transplantele autogene de dinţi au fost practicate de foarte mult timp, dinţii aceluiaşi individ fiind de foarte mult timp, dinţii aceluiaşi individ fiind replantaţi sau transplantaţi se încorporează în os, replantaţi sau transplantaţi se încorporează în os, cu timpul însă apare resorbţia rădăcinii lor. cu timpul însă apare resorbţia rădăcinii lor. Transfixarea acestor dinţi le poate prelungi într-o Transfixarea acestor dinţi le poate prelungi într-o oarecare măsură persistenţa pe arcade, procedeul oarecare măsură persistenţa pe arcade, procedeul neinfluenţând însă resorbţia rădăcinilor. neinfluenţând însă resorbţia rădăcinilor. Există şi posibilitatea efectuării unor osteo-dento-Există şi posibilitatea efectuării unor osteo-dento-transplante autogene, când reuşitele sunt mai transplante autogene, când reuşitele sunt mai longevive dacă interfeţele transplantului sunt longevive dacă interfeţele transplantului sunt exclusiv osoase. exclusiv osoase. Sediile de recoltare intraorală pot fi: Sediile de recoltare intraorală pot fi: tuberozitatea tuberozitatea maxilară, mentonulmaxilară, mentonul sau sau crestele edentatecrestele edentate. .

Page 33: Curs 03 - Biomateriale

Transplantele autogene extraoraleTransplantele autogene extraorale

In recoltările extraorale se preferă spongioasa şi In recoltările extraorale se preferă spongioasa şi medulara din creasta iliacă, datorită potenţialului medulara din creasta iliacă, datorită potenţialului osteogen ridicat. Acest tip de transplante osteogen ridicat. Acest tip de transplante prezintă avantajul că fragmentele osoase prezintă avantajul că fragmentele osoase obţinute sunt suficient de mari, sunt constituite obţinute sunt suficient de mari, sunt constituite dintr-o corticală şi un miez spongios asemănător dintr-o corticală şi un miez spongios asemănător ca dispoziţie structurală cu oasele maxilare. ca dispoziţie structurală cu oasele maxilare.

Mai există şi alte zone de recoltare a grefelor Mai există şi alte zone de recoltare a grefelor osoase extraorale, cum ar fi epifiza tibiei şi osoase extraorale, cum ar fi epifiza tibiei şi calota craniană. calota craniană.

Page 34: Curs 03 - Biomateriale

Materiale omologeMateriale omologe

Transplantele de os alogen se realizează între Transplantele de os alogen se realizează între indivizii diferiţi din punct de vedere genetic ai indivizii diferiţi din punct de vedere genetic ai aceleiaşi specii. aceleiaşi specii.

Se descriu trei tipuri de os alogen uman care se Se descriu trei tipuri de os alogen uman care se pot obţine de la bănci de os :pot obţine de la bănci de os :spongioasă refrigerată conţinând medulară din spongioasă refrigerată conţinând medulară din creasta iliacă şi os spongios crioconservat din creasta iliacă şi os spongios crioconservat din capul femuralcapul femuralos alogen refrigerat şi uscat – FDBA (freeze os alogen refrigerat şi uscat – FDBA (freeze dried bone allografts)dried bone allografts)os demineralizat refrigerat şi uscat – DFDBA os demineralizat refrigerat şi uscat – DFDBA (demineralised freeze-dried bone allografts)(demineralised freeze-dried bone allografts)

Page 35: Curs 03 - Biomateriale

Prin refrigerare şi uscare se obţine o scădere Prin refrigerare şi uscare se obţine o scădere marcată a antigenităţii produsului. marcată a antigenităţii produsului.

Demineralizarea osului alogen refrigerat şi uscat Demineralizarea osului alogen refrigerat şi uscat oferă prin efectul eliberării unor proteine oferă prin efectul eliberării unor proteine inductive – bone morphogenic proteins (BMP) – inductive – bone morphogenic proteins (BMP) – o creştere marcată a potenţialului osteogen. o creştere marcată a potenţialului osteogen. BMP-urile stimulează formarea de os prin BMP-urile stimulează formarea de os prin osteoinducţie, favorizând diferenţierea celulelor osteoinducţie, favorizând diferenţierea celulelor primare nediferenţiate în osteoblaşti. primare nediferenţiate în osteoblaşti.

Din acest motiv, DFDBA are proprietăţi Din acest motiv, DFDBA are proprietăţi osteoinductiveosteoinductive, pe când FDBA are caracter , pe când FDBA are caracter osteoconductivosteoconductiv. .

Page 36: Curs 03 - Biomateriale
Page 37: Curs 03 - Biomateriale

Materiale de aditie heterologe Materiale de aditie heterologe (xenogene)(xenogene)

Un material din aceasta categorie utilizat Un material din aceasta categorie utilizat cu rezultate foarte bune pe termen lung cu rezultate foarte bune pe termen lung este PepGen P-15 (Ceramed, SUA).este PepGen P-15 (Ceramed, SUA).

Acest material contine peptidul P-15, un Acest material contine peptidul P-15, un biomimetic sintetic al secventei de 15 biomimetic sintetic al secventei de 15 aminoacizi ai colagenului tip I, implicat in aminoacizi ai colagenului tip I, implicat in adeziunea celulara, in special a adeziunea celulara, in special a fibroblastilor si osteoblastilor.fibroblastilor si osteoblastilor.

Page 38: Curs 03 - Biomateriale
Page 39: Curs 03 - Biomateriale
Page 40: Curs 03 - Biomateriale

Aplicatii PRP in implantologia Aplicatii PRP in implantologia oralaorala

Concentratia plachetelor sangvine in PRP este Concentratia plachetelor sangvine in PRP este de 10.000.000/dl care este de 100.000 de ori de 10.000.000/dl care este de 100.000 de ori mai mare decat cea dintr-o plaga normalamai mare decat cea dintr-o plaga normala

Utilizarea PRP poate evita folosirea unei Utilizarea PRP poate evita folosirea unei membranemembrane

Se foloseste in reconstructiile defectelor Se foloseste in reconstructiile defectelor importante de continuitate osoase mandibulare importante de continuitate osoase mandibulare si maxilaresi maxilare

Page 41: Curs 03 - Biomateriale

Modul de recoltare al PRPModul de recoltare al PRP

Separarea sangelui in Separarea sangelui in cele trei componente cele trei componente de bazade baza

-Plasma bogata in plachete sangvine

-Plasma saraca in plachete sangvine

-Hematii

Page 42: Curs 03 - Biomateriale
Page 43: Curs 03 - Biomateriale
Page 44: Curs 03 - Biomateriale
Page 45: Curs 03 - Biomateriale

Substituenţi sintetici de osSubstituenţi sintetici de os

In istoria modernă a stomatologiei, decenii de-a In istoria modernă a stomatologiei, decenii de-a rândul gipsul sterilizat a fost utilizat ca rândul gipsul sterilizat a fost utilizat ca substituent sintetic de os. Defecte osoase substituent sintetic de os. Defecte osoase importante care rezultau în urma chistectomiilor importante care rezultau în urma chistectomiilor sau a unor tumor benigne erau umplute cu gips. sau a unor tumor benigne erau umplute cu gips. In multe din asemenea cazuri, chiar după 20-30 In multe din asemenea cazuri, chiar după 20-30 de ani de la inserarea materialului nu apărea nici de ani de la inserarea materialului nu apărea nici o reacţie.o reacţie.De altfel există o tendinţă de a reactualiza De altfel există o tendinţă de a reactualiza metoda, bineînţeles, cu produse mai sofisticate metoda, bineînţeles, cu produse mai sofisticate decât CaSOdecât CaSO44. Un exemplu în acest sens este . Un exemplu în acest sens este produsul Capset (Lifecare Biomedical SUA), produsul Capset (Lifecare Biomedical SUA), care conţine 35% sulfat de calciu semihidratat. care conţine 35% sulfat de calciu semihidratat.

Page 46: Curs 03 - Biomateriale

Materiale sintetice de augmentare Materiale sintetice de augmentare osoasă pe bază de biosticleosoasă pe bază de biosticle

Stratul superficial al biosticlelor conţine ioni de Stratul superficial al biosticlelor conţine ioni de fosfat, care influenţează pozitiv cristalizarea fosfat, care influenţează pozitiv cristalizarea hidroxiapatitei şi cristale de cuarţ, care detemină hidroxiapatitei şi cristale de cuarţ, care detemină precipitarea dirijată a proteinelor de pe suprafaţa precipitarea dirijată a proteinelor de pe suprafaţa lor.lor.Datorită faptului că stratul superficial al Datorită faptului că stratul superficial al biosticlelor prezintă un grad variabil de biosticlelor prezintă un grad variabil de solubilitate, în funcţie de compoziţia chimică solubilitate, în funcţie de compoziţia chimică succesul lor pe termen lung este redus. Prin succesul lor pe termen lung este redus. Prin creşterea conţinutului de elemente alcaline se creşterea conţinutului de elemente alcaline se obţine o reactivitate osoasă superioară, dar care obţine o reactivitate osoasă superioară, dar care concomitent creşte şi solubilitatea biosticlelor.concomitent creşte şi solubilitatea biosticlelor.

Page 47: Curs 03 - Biomateriale

Nakamura elaborează aşa-numitele sticle Nakamura elaborează aşa-numitele sticle AW care conţin apatită (CaAW care conţin apatită (Ca1010(PO(PO44))66)O)O22) şi ) şi wolastonit (CaO SiOwolastonit (CaO SiO22) , ce conferă ) , ce conferă materialului proprietăţi mecanice materialului proprietăţi mecanice superioare crescând rezistenţa la superioare crescând rezistenţa la încovoiere şi compresiune. încovoiere şi compresiune. Prin testări pe animale s-a demonstrat că Prin testări pe animale s-a demonstrat că rezistenţa la tracţiune şi forfecare creşte rezistenţa la tracţiune şi forfecare creşte semnificativ după inserarea implantului, semnificativ după inserarea implantului, rezultatele fiind superioare celor obţinute rezultatele fiind superioare celor obţinute în cazul ceramicii pe bază de oxid de în cazul ceramicii pe bază de oxid de aluminiu.aluminiu.

Page 48: Curs 03 - Biomateriale

Materiale sintetice de augmentare osoasă Materiale sintetice de augmentare osoasă pe bază de fosfat tricalcic (TCP)pe bază de fosfat tricalcic (TCP)

Ceramicile pe bază de fosfat tricalcic (TCP) se Ceramicile pe bază de fosfat tricalcic (TCP) se pot obţine din hidrogenfosfat de calciu şi pot obţine din hidrogenfosfat de calciu şi carbonat de calciu prin sinterizare la 1200ºC, iar carbonat de calciu prin sinterizare la 1200ºC, iar printr-o încălzire continuă la 1370ºC se printr-o încălzire continuă la 1370ºC se realizează trecerea fazei beta-TCP în faza alfa-realizează trecerea fazei beta-TCP în faza alfa-TCP. TCP. Ceramica pe bază de TCP mai este folosită şi în Ceramica pe bază de TCP mai este folosită şi în terapia defectelor din otochirurgie şi terapia defectelor din otochirurgie şi traumatologie ca suport medicamentos (de traumatologie ca suport medicamentos (de exemplu pentru Gentamicină) în terapia exemplu pentru Gentamicină) în terapia osteomielitelor.osteomielitelor.

Page 49: Curs 03 - Biomateriale

Materiale sintetice de augmentare osoasă Materiale sintetice de augmentare osoasă pe bază de hidroxiapatită (HA)pe bază de hidroxiapatită (HA)

Ceramicile pe bază de HA au o importanţă clinică Ceramicile pe bază de HA au o importanţă clinică deosebită ca materiale de augmentare fie ca deosebită ca materiale de augmentare fie ca implanturi de adiţie pentru acoperirea implanturilor implanturi de adiţie pentru acoperirea implanturilor endoosoase metalice, înlocuind în acest sens endoosoase metalice, înlocuind în acest sens ceramicile pe bază de TCP datorită proprietăţilor ceramicile pe bază de TCP datorită proprietăţilor mecanice superioare. mecanice superioare. In prezent hidroxiapatita este larg utilizată ca In prezent hidroxiapatita este larg utilizată ca material de augmentare osoasă, fie asociată cu material de augmentare osoasă, fie asociată cu materiale osoase autogene, fie ca atare. materiale osoase autogene, fie ca atare.

Page 50: Curs 03 - Biomateriale
Page 51: Curs 03 - Biomateriale

Membrane utilizate în tehnicile Membrane utilizate în tehnicile de augmentare osoasăde augmentare osoasă

In regenerarea osoasă ghidată (ROG) se utilizează In regenerarea osoasă ghidată (ROG) se utilizează constant o serie de folii din diferite materiale (care se constant o serie de folii din diferite materiale (care se resorb sau nu în timp), pentru izolarea defectului osos pe resorb sau nu în timp), pentru izolarea defectului osos pe parcursul refacerii acestuia. Aceste folii sunt cunoscute parcursul refacerii acestuia. Aceste folii sunt cunoscute sub numele de membrane. Asadar sub numele de membrane. Asadar membranele sunt membranele sunt bariere confecţionate din diferite materiale resorbabile bariere confecţionate din diferite materiale resorbabile sau neresorbabile care separă defectul osos refăcut sau sau neresorbabile care separă defectul osos refăcut sau nu cu materiale autologe, omologe, heterologe sau nu cu materiale autologe, omologe, heterologe sau aloplastice, de lamboul muco-periostalaloplastice, de lamboul muco-periostal. . Pe lângă rolul de contenţie al implanturilor de adiţie, Pe lângă rolul de contenţie al implanturilor de adiţie, membranele membranele împiedică proliferarea celulelor epiteliale din împiedică proliferarea celulelor epiteliale din lamboul muco-periostal spre defectul ososlamboul muco-periostal spre defectul osos, proliferare , proliferare care poate compromite o regenerare osoasă de calitate. care poate compromite o regenerare osoasă de calitate.

Page 52: Curs 03 - Biomateriale

Membranele se utilizează în următoarele situaţii clinice:Membranele se utilizează în următoarele situaţii clinice:

terapia recesiunilor gingivale şi a furcaţiilor descoperite terapia recesiunilor gingivale şi a furcaţiilor descoperite ale molarilor din cursul diferitelor forme de parodontopatii ale molarilor din cursul diferitelor forme de parodontopatii marginalemarginaleumplerea defectelor rezultate în urma chirurgiei umplerea defectelor rezultate în urma chirurgiei afecţiunilor parodonţiului apicalafecţiunilor parodonţiului apicalalte situaţii în care defectele osoase apărute după alte situaţii în care defectele osoase apărute după pseudotumori inflamatorii, traumatisme, etc. necesită o pseudotumori inflamatorii, traumatisme, etc. necesită o ROGROGcorecţii ale suprafeţelor periimplantare şi terapia corecţii ale suprafeţelor periimplantare şi terapia periimplantitelorperiimplantitelortehnici de augmentare a rezervei osoase în tehnici de augmentare a rezervei osoase în implantologia oralăimplantologia orală

Page 53: Curs 03 - Biomateriale

In funcţie de materialul din care sunt confecţionate, In funcţie de materialul din care sunt confecţionate, membranele se clasifică în:membranele se clasifică în:

neresorbabileneresorbabile: fibre de celuloză hibridă, latex, : fibre de celuloză hibridă, latex, politetrafluoroetilen expandat (PTFE-e), care politetrafluoroetilen expandat (PTFE-e), care trebuiesc îndepărtate după o anumită perioadă, trebuiesc îndepărtate după o anumită perioadă, printr-o nouă intervenţieprintr-o nouă intervenţie

resorbabileresorbabile: pot fi sintetice (polimeri sintetici – : pot fi sintetice (polimeri sintetici – acid poliactic, copolimeri ai acizilor glicolic sau acid poliactic, copolimeri ai acizilor glicolic sau lactic) sau naturale (ex. Colagen) şi care nu lactic) sau naturale (ex. Colagen) şi care nu necesită a fi îndepărtate printr-o nouă intervenţienecesită a fi îndepărtate printr-o nouă intervenţie

Page 54: Curs 03 - Biomateriale
Page 55: Curs 03 - Biomateriale
Page 56: Curs 03 - Biomateriale

Mijloace de menţinere a Mijloace de menţinere a membranelor de augmentare membranelor de augmentare

osoasăosoasă

Pentru mărirea stablităţii primare a membranelor Pentru mărirea stablităţii primare a membranelor pe lângă mijloacele care conferă o fixare primară pe lângă mijloacele care conferă o fixare primară a acestora (sutură, aderenţă prin procese de a acestora (sutură, aderenţă prin procese de coagulare, compresiunea periferică a mucoasei) coagulare, compresiunea periferică a mucoasei) au fost imaginaţi pini de dimensiuni reduse care au fost imaginaţi pini de dimensiuni reduse care se inseră prin membrană intraosos realizând o se inseră prin membrană intraosos realizând o fixare mecanică mai bună a acesteia. Din punct fixare mecanică mai bună a acesteia. Din punct de vedere al designului pot fi comparaţi cu de vedere al designului pot fi comparaţi cu pionezele. pionezele.

Page 57: Curs 03 - Biomateriale

Pinii pot fi:Pinii pot fi:neresorbabili – din titanneresorbabili – din titan– Frios (Friatec, Germania)Frios (Friatec, Germania)– Memfix (Institute Straumann, Elveţia)Memfix (Institute Straumann, Elveţia)

Resorbabili – din materiale resorbabile (acid polilactic)Resorbabili – din materiale resorbabile (acid polilactic)– Resor-Pin (Geistlich, Elveţia)Resor-Pin (Geistlich, Elveţia)– Leadfix (Calcitek, SUA)Leadfix (Calcitek, SUA)

Utilizarea pinilor conferă mai multe avantaje în cadrul tehnicilor Utilizarea pinilor conferă mai multe avantaje în cadrul tehnicilor de regenerare tisulară ghidată:de regenerare tisulară ghidată:diminuă semnificativ complicaţiile postoperatorii: expunerea diminuă semnificativ complicaţiile postoperatorii: expunerea membranei, deplasarea membranei de pe defect, membranei, deplasarea membranei de pe defect, plicaturarea membraneiplicaturarea membraneisimplifică tehnica operatorie nemaifiind necesară urmărirea simplifică tehnica operatorie nemaifiind necesară urmărirea fixării membranei prin mijloacele convenţionalefixării membranei prin mijloacele convenţionalesimplifică traseul inciziilor care nu mai trebuiesc făcute larg simplifică traseul inciziilor care nu mai trebuiesc făcute larg pentru a se acoperi porţiunile libere ale membranei (cu mult pentru a se acoperi porţiunile libere ale membranei (cu mult mai mari în cazul neutilizării pinilormai mari în cazul neutilizării pinilor

Page 58: Curs 03 - Biomateriale