Enhanced osseointegration of titanium implants with nanostructured surfaces: An experimental study in rabbits

Salou, Laëtitia; Hoornaert, Alain; Louarn, G.; Layrolle, Pierre

doi:10.1016/j.actbio.2014.10.017

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“…This is primarily due to its biological inertness, favorable strength-to-weight ratio and favorable cosmetic and functional outcomes [36,38,39,78]. Another key advantage of titanium is its natural osseointegration factor, which promotes active bone growth into the implant [41,42]. Studies have shown that titanium implants for cranial and maxillofacial applications have a lower survival rate (higher complication rate) than alterative materials such as PMMA [27].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

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Cranioplasty and Craniofacial Reconstruction: A Review of Implant Material, Manufacturing Method and Infection Risk

et al. 2017

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Background: Analysis of current literature highlights a wide variation in reported infection risk for different materials in cranial repair. The purpose of these composite materials are to mimic natural bone and assist in restoring function (structurally and aesthetically) to the human skull. This review aims to examine the meta-data in order to provide an amalgamated overview of potential trends between implant material, manufacturing method and infection risk, in order to provide a core reference point for future studies surrounding emerging biomedical materials in the fields of cranioplasty by providing base point for understanding the capabilities and limitations of current technologies. Methods: A search for articles was conducted, with the following criteria seen as fundamental in providing an accurate picture of the current landscape: publication in the last decade, provision of a numerical value for both number of implants and infection cases, patient sample of 10+, adult patients, and cranioplasty/cranial repair. Results: A total of 41 articles were seen to meet the author's inclusion criteria. Average infection rates per material ranged between 2.04% and 10.98%. The results indicate that there is variation between materials in regards to total infection risk, however, depending on the materials compared, this value may be insignificant. Alternative risk factors associated with infection, including surgical time, revisions and previous infection, have a greater impact on infection potential than material variation. Comparison of fabrication methods did highlight a notable effect on average infection rate. Trends can be observed showing that materials with greater levels of surface interaction and active support of tissue ingrowth presented greater infection resistance. Such characteristics are due to the physical structures of the implants. Conclusions: It can be said that the manufacturing methods can influence biomedical materials to assist in minimizing implant infection risk.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Titanium is considered a bioactive metal, with strong potential of osseointegration given appropriate porosity and surface texture [41,42]. Titanium plate, however, has no porosity and does not provide a surface adequate for tissue ingrowth; it is given both an ISF ranking and a TAB ranking of 0.…”

Section: Titanium (Plate)mentioning

confidence: 99%

Cranioplasty and Craniofacial Reconstruction: A Review of Implant Material, Manufacturing Method and Infection Risk

et al. 2017

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“…Estudios in vitro han demostrado que las superficies con capas de óxido de titanio, con geometría de nanotubos o nanoporos, mejoran el crecimiento celular y el crecimiento óseo (Mîndroiu et al, 2010;Tan et al, 2012;Minagar et al, 2013;Han et al, 2014). Salou et al (2015) realizaron un estudio comparativo de osteointegración de diferentes acabados superficiales en implantes en fémures de conejos. Se comparaba implantes mecanizados, implantes arenados con alúmina y atacados con ácido y nanoestructurados.…”

Section: Evolución De Los Biomaterialesunclassified

“…Se comparaba implantes mecanizados, implantes arenados con alúmina y atacados con ácido y nanoestructurados. Los resultados de los ensayos de extracción, contacto implante-hueso y crecimiento de hueso indicaron que las superficies con una matriz de nanotubos presentan una mejor osteointegración en el hueso que los implantes con superficies arenadas y grabadas con ácido, y mucho mejor que los implantes simplemente mecanizados (Salou et al, 2015). La mejora en la osteointegración de los implantes con superficie de nanotubos también fue estudiada por Bjursten et al (2010).…”

Section: Evolución De Los Biomaterialesunclassified

Desarrollo de las aleaciones de titanio y tratamientos superficiales para incrementar la vida útil de los implantes

et al. 2016

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RESUMEN:El envejecimiento de la población junto con el incremento de la esperanza de vida, obligan al desarrollo de prótesis que presenten un periodo de vida útil cada vez mayor. El éxito clínico de los implantes está basado en la consecución de la osteointegración. Por lo tanto, las prótesis metálicas necesitan disponer de una compatibilidad mecánica con el hueso que sustituyen, que se consigue mediante una combinación de bajo módulo elástico, alta resistencia a la rotura y a fatiga. La mejora, a corto y largo plazo, de la osteointegración es función de múltiples factores, de entre los cuales son de gran importancia su diseño macroscópico y dimensional, el material y la topografía superficial del implante. Este artículo se centra en resumir las ventajas que presentan el titanio y sus aleaciones para ser empleadas como biomateriales, y la evolución que han sufrido estas, en las últimas décadas, para mejorar su biocompatibilidad. En consecuencia, se ha recapitulado la evolución que han sufrido los implantes, resumiéndose a través de tres generaciones. En los últimos años se ha incrementado el interés en los tratamientos superficiales de las prótesis metálicas, con el objetivo de alcanzar una integración del tejido óseo duradera y en el menor tiempo posible. En este artículo se exponen varios tratamientos superficiales utilizados actualmente para modificar la rugosidad o para obtener recubrimientos superficiales; cabe destacar la oxidación electroquímica con tratamiento térmico, para modificar la estructura cristalina de los óxidos de titanio. Tras la revisión bibliográfica llevada a cabo para la redacción de este artículo, las aleaciones β de titanio, con una superficie de nanotubos obtenida mediante oxidación electroquímica y una etapa posterior de tratamiento térmico para obtener una estructura cristalina, son la opción de futuro para mejorar la biocompatibilidad a largo plazo de las prótesis de titanio. ABSTRACT: Development of titanium alloys and surface treatments to increase the implants lifetime. The population aging together with increase of life expectancy forces the development of new prosthesis which may present a higher useful life. The clinical success of implants is based on the osseointegration achievement. Therefore, metal implants must have a mechanical compatibility with the substituted bone, which is achieved through a combination of low elastic modulus, high flexural and fatigue strength. The improvement, in the short and long term, of the osseointegration depends on several factors, where the macroscopic design and dimensional, material and implant surface topography are of great importance. This article is focused on summarizing the advantages that present the titanium and its alloys to be used as biomaterials, and the development that they

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“…A estabilidade primária dos implantes dentários de titânio cp é fundamental para o sucesso do tratamento, pois favorece a realização de eventos necessários para a reparação óssea, tais como: adsorção de proteínas, liberação de fatores de crescimento, vasoconstricção, interação dos fatores de coagulação, produção de fibrilas e todas as etapas de neoformação óssea [4].ELIAS et al [2] analisaram as propriedades necessárias que o Ti cp deve apresentar para o uso em implantes dentários, destacando a importância da rugosidade e da molhabilidade na osseointegração. Além da rugosidade [5] há necessidade da superfície do implante apresentar características morfológicas em escala micro e nanométrica, as quais melhoram a osseointegração [6].…”

Section: Introductionunclassified

Análise da superfície e osseointegração de implantes dentários com superfícies biomiméticas contedo Ca, Mg e F

et al. 2016

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Os tratamentos das superfícies dos implantes dentários osseointegráveis sofreram modificações significativas com o objetivo de melhorar a estabilidade primária e secundária. Entre as modificações destaca-se a deposição de íons, como flúor, cálcio e magnésio. Estes íons possuem baixa taxa de degradação no meio corpóreo e ótima interação biológica com as células e com os tecidos ósseos. No presente trabalho, para avaliar os efeitos do F, Ca e do Mg na osseointegração foram realizados ensaios in vitro e in vivo. Implantes foram inseridos em tíbias de coelhos e determinou-se os torques de inserção e remoção após 2, 4 e 8 semanas. Os ensaios in vivo foram complementados pela medida da rugosidade, molhabilidade e análise da superfície em microscopia eletrônica de varredura. Os resultados foram comparados com os obtidos com implantes com a superfície tratada com ácido (superfície Porous) e com deposição de flúor (superfície Porous Nano). Os resultados obtidos mostraram que o torque para remover os implantes Porous 8 semanas após a cirurgia foi de 16,96 + 1,32 N.cm, o tratado com flúor apresentou melhores resultados (17,93 ± 4,47 N.cm) e a superfície com Ca e Mg foi a que apresentou a interface osso-implante com menor resistência (10,83 + 1,20 N.cm). O maior torque indica que a adição de flúor facilita os mecanismos envolvidos na osseointegração dos implantes e permite o carregamento da prótese em tempos menores.

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Enhanced osseointegration of titanium implants with nanostructured surfaces: An experimental study in rabbits

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Cranioplasty and Craniofacial Reconstruction: A Review of Implant Material, Manufacturing Method and Infection Risk

Cranioplasty and Craniofacial Reconstruction: A Review of Implant Material, Manufacturing Method and Infection Risk

Desarrollo de las aleaciones de titanio y tratamientos superficiales para incrementar la vida útil de los implantes

Análise da superfície e osseointegração de implantes dentários com superfícies biomiméticas contedo Ca, Mg e F

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