Eine fluoreszenz- und lichtmikroskopische Untersuchung der Osseointegration von WI.TAL-Implantaten am Schweinekiefer

Abstract

Ziel dieser Studie war die Untersuchung der Osseointegration von säuregeätzten WI.TAL®-Implantaten am Miniaturschwein. Fünf Tieren wurden acht Wochen nach der Extraktion der ersten Molaren insgesamt 15 der genannten Titanimplantate inseriert. Zwei, fünf und acht Wochen post implantationem fand eine polyfluorochrome Sequenzmarkierung mit Xylenolorange, Calceingrün und Alizarinrot statt. Es zeigten sich an neun Implantaten Dehiszenzen während des postoperativen Heilungsverlaufes. Nach insgesamt zwölf Wochen unbelasteter geschlossener Einheilung wurden die Implantate in Knochenblöcken entnommen. Nach der Aufbereitung der nicht entkalkten, in PMMA eingebetteten Proben wurden Dünnschliffe (40-60 µm) angefertigt. Die Bestimmung des Knochen- Implantat-Kontaktes (BIC) erfolgte lichtmikroskopisch und histomorphometrisch mit dem Axiophot-Photomikroskop. Die periimplantäre Knochenneubildungsrate (KNR) und die Wachstumsrichtung des neuen Knochens konnten fluoreszenzmikroskopisch anhand der drei Farbbanden bestimmt werden. Zur statistischen Auswertung wurden der Mann-Whitney-U-, Wilcoxon signed ranks- und der Friedman-Test herangezogen. Der durchschnittliche BIC lag bei 54,19 % (14,51-68,97 %). Im Vergleich zu den mittleren Implantatabschnitten ergaben sich cervical signifikant geringere Knochen-Implantat-Kontaktraten. Ein Einfluss von Dehiszenzen auf die Osseointegration konnte nicht nachgewiesen werden. Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den BIC- Werten des Ober- und Unterkiefers. Über den Beobachtungszeitraum von der zweiten bis zur achten Woche nach Implantation betrug die durchschnittliche KNR 2,32 µm/Tag (1,76-2,82 µm/Tag). Über diesen Zeitraum schien die Geschwindigkeit der Knochenneubildung geringfügig abzunehmen. Anhand der Anordnung der Fluoreszenzbanden konnte einerseits zu 52,94 % ein implantatopetales Knochenwachstum beobachtet werden. Andererseits zeigte sich an den WI.TAL®-Implantaten zu 47,06 % ein implantatofugales Knochenwachstum, welches zum Teil vor dem Ende der zweiten postoperativen Woche einsetzte. Daher scheint die säuregeätzte Oberfläche eine gute Voraussetzung für eine schnelle Osseointegration zu bieten. Es ist nahe liegend, dass aufgrund der Parallelen bezüglich des Knochenaufbaus und der Knochenphysiologie ähnliche Osseointegrationsvorgänge bei Minischwein und Mensch zu erwarten sind.

The aim of this study was to examine the osseointegration of acid-etched WI.TAL® dental implants in the miniature pig. Five animals received 15 titanium implants eight weeks after the extraction of the first molars. A polyfluorochrome sequence labeling with xylenolorange, calceingreen and alizarinred was performed two, five and eight weeks after implant placement. During the healing period dehiscences were observed at nine implants. After a total of twelve weeks of unloaded and submerged healing the implants were removed en bloc. After the processing of the undecalcified PMMA embedded samples thin ground sections (40-60 µm) were made. The histomorphometric determination of the bone-implant contact (BIC) was calculated using light microscopy (Axiophot-photo microscope, Zeiss, Jena, Germany). The periimplant bone apposition rate (KNR) and the direction bone growth were determined with the fluorescence microscope. For statistical evaluation the Mann-Whitney-U-, Wilcoxon signed ranks- and the Friedman-test were chosen. The average BIC was 54.19 % (14.51-68.97 %). There were significantly lower bone-implant contact rates on the cervical part of the implants in comparison with the middle ones. An influence of dehiscences on the osseointegration could not be proved. There were no significant differences between the BIC values of the upper and lower jaw. During the observation period from the second to the eighth week after implantation the average KNR was 2.32 µm/day (1,76-2,82 µm/day). During this period the amount of new bone growth decreased insignificantly. Based on the sequence of the polyfluorochrome labeling on the one hand it could be observed an implantopetal bone formation (53,03 %), i.e. new periimplant bone growth starting from the resident bone. On the other hand the WI.TAL®-implants showed an implantofugal growth (46,97 %), i.e. growth starting from the surface of the implant, which partly began before the end of the second week after operation. Therefore the acid-etched surface seems to offer a good conditon for a fast osseointegration. Due to the parallels of bone structure and physiology it can be also expected that the processes of osseointegration in minipigs and in human beings are similar.