Studiu asupra efectelor toxice si al comportarii in mediul oral al unor materiale metalice

(Ni,Cr,Co,Ti,…) utilizate in implantologie

Proiect realizat de: Docan Alina,MD,Anul 2 Bogulean Mihaela,MD,Anul 2 Coordonator:Prof. Dr. Ing

Vasilescu Elisabeta

Implantologia

Implantologia este o disciplina

care studiaza implanturile si

transplanturile de organe in chirurgia

generala si stomatologie.

Ce este implantul dentar?

Implantul dentar este una dintre cele mai sigure forme de tratament stomatologic.

Un implant dentar endo-osos este un dispozitiv metalic care se insera in grosimea osului alveolar in scopul inlocuirii radacinii unui dinte natural lipsa. Filetul are rol de a primi viitoarea constructie dentara (dintele propriu-zis) .

Implantul dentar reprezinta tratamentul recomandat in cazul pierderii dintilor si asigura suport pentru intreaga dantura sau partial. Procedura face parte din categoria procedurilor odontologiei protetice, dar poate fi incadrata si in domeniul esteticii dentare.

Implantul dentar

Implantul dentar

Tratamentul prin implant dentar include doua etape:1.Chirurgicala – etapa in care implantul este introdus in osul maxilar. Implantul dentar este prevazut in interiorul sau cu un „tunel” cu filet.

In functie de tehnica aleasa (subgingival sau transgingival), dupa inserarea in os, implantul este acoperit cu un mic surub numit surub de vindecare sau cu un cilindru din titan numit conformator gingival ( ambele se infileteaza in tunelul filetat). Primul are rolul de a sigila interiorul implantului ramas sub gingie, impiedicand patrunderea sangelui sau a salivei in interiorul implantului. Cel de-al doilea se aplica ori imediat dupa inserarea implantului ori dupa perioada de osteointegrare si are rolul de a sigila implantul si de a dirija vindecarea gingivala in vederea fixarii dintelui artificial pe implant.2. Protetica – etapa de realizare a lucrarii dentare pe implant.

Implantul dentar va primi dupa perioada de osteointegrare (varianta clasica) sau imediat (varianta de incarcare protetica imediata) lucrarea dentara. In acest sens, dupa indepartarea conformatorului gingival, la implant se va atasa componenta de legatura numita bont protetic.

Tratamentul prin implant dentar

Implantul dentar

Prin proprietăţile lor fizico – chimice, biomaterialele utilizate în mod curent ar putea asigura implanturilor îndeplinirea cerinţelor funcţionale, dar capacitatea lor de a - şi îndeplini funcţia atât timp cât este necesar este impusa şi de către alţi factori.

În primul rând, implantul este supus atacului sistemului imunitar, iar această interacţiune a biomaterialului cu organismul poate duce la apariţia unor infecţii, iritaţii, reacţii alergice, poate provoca toxicitate, modificări morfopatologice ale ţesuturilor, cancer, deteriorări ale implantului. Toate aceste indică necesitatea unor criterii suplimentare de selecţie a biomaterialelor, diferite de cele referitoare la biofuncţionalitate, iar noțiunea de biocompatibilitate le încorporează.

Implantul dentar

Biomaterialele

Reactivitatea suprafeței biomaterialului si răspunsul țesutului viu se măsoară prin gradul de biocompatibilitate, care clasifică biomaterialele in 3 categorii importante:

– materiale biotolerante; ex: implant separate de tesut osos printr-un strat de tesut moale;

- materiale bioinerte – nu provoaca migrari de ioni in mediul viu, nu influenteaza biochimic celulele vii, nu conduc la fenomene de respingere;

- materiale bioactive: realizeaza o legatura intre implant si tesut fara utilizarea de lianti.

Biomaterialele

Un biomaterial trebuie să îndeplinească anumite

condiţii:

să fie biocompatibil;

să fie stabil biochimic (să nu sufere procese de

degradare în timp, în contact cu mediul fiziologic);

să aibă proprietăţi mecanice asemănătoare cu cele

ale ţesutului substituit.

Influenţa biomaterialului asupra mediului biologic

Influenţa mediului biologic asupra biomaterialulu

. Efecte locale 1.Interacţiunea sânge-biomaterial -absorbţia de proteine -coagularea -fibrinoliza -adeziunea proteinelor şi leucocitelor -hemoliza 2.Toxicitatea 3.Modificări ale vindecării normale -încapsulare -reacţia de corp străin 4.Infecţii 5.Tumorigeneza Efecte sistemice 1.Embolizarea 2.Hipersensitivitatea 3.Eliberarea particulelor metalice în sânge 4.Transportul particulelor limfatice

Efecte fizico-mecanice 1. Uzura abrazivă 2. Frecarea 3. Coroziunea 4. Coroziunea sub tensiune 5. Degradarea Efecte biologice 1. Absorbţia de substanţe din ţesuturi 2. Degradarea enzimatică 3. Calcifierea

Toxicitatea metalelor

Din literatura de specialitate se pot desprinde câteva aspecte generale referitoare la toxicitatea biomaterialelor metalice:

• metalele pure sunt rareori toxice;• puterea toxică a diferiţilor ioni metalici variază cu 2-3

ordine de mărime; • efectele toxice, alergenice şi carcinogenetice depind de

concentraţia şi natura amestecurilor (oxizi, săruri simple sau complexe);

• doi compuşi ai aceluiaşi metal pot induce răspunsuri puternice dar diferite. De aceea, precizarea tipurilor de compuşi e de o importanţă capitală.

Grupa Platinei

Metalele din grupa platinei, respectiv platina-Pt, iridiul-Ir, paladiul-Pd, rodiul-Ro, ruteniul-Ru, şi sărurile lor minerale, au efecte toxice reduse la oameni. Sensibilizarea la aceste metale are loc doar în rarele cazuri de expunere prelungită, care pot apare în rafinăriile de platină.

Cel mai studiat metal este paladiul, deoarece acesta apare în aproape toate aliajele dentare. Din fericire, s-a demonstrat că toxicitatea orală a paladiului este foarte mică, comparabilă cu cea a molibdenului.

Titanul-nu este considerat a fi un

element esenţial vieţii, -concentraţia lui tisulară normală fiind de 0,2 ppm.

- este biologic inert şi nu induce efecte toxice sau inflamatorii

-e un bacteriostatic şi nu afectează semnificativ enzimele specifice.

Comportamentul excelent în mediu biologic, remarcabila rezistenţă la coroziune şi elasticitatea asemănătoare cu cea a osului, justifică pe deplin utilizarea tot mai frecventă a titanului pentru execuţia implantelor pentru ţesuturile dure umane.

Cromul

Cromul aparţine şi el grupului de elemente esenţiale vieţii. Toxicitatea sa depinde de starea de oxidare în care se află. Cromul hexavalent e mai toxic decât cromul trivalent, fiind considerat un puternic agent mutagen şi cancerigen.

Cromul este absorbit, în principal, prin tubul digestiv şi, secundar, prin piele şi plămân. Cromul se poate acumula în ficat, uter, rinichi şi oase, acumularea fiind mai mare pentru forma hexavalentă.

Cromul are şi un mare potenţial alergenic.

Cobaltul

Cobaltul este considerat un element esenţial vieţii. Absorbţia de cobalt variază în funcţie de produs: 0,5% pentru CoO; 18% pentru CoCl2; 70% pentru vitamina B12..

Cobaltul este depozitat în ficat, rinichi şi pancreas. Cobaltul deţine locul 3, după nichel şi crom, între metalele alergene.

Nichelul

Nichelul este unul dintre cele mai studiate elemente în relaţie cu efectele asupra organismului uman. El aste omniprezent în mediul în care trăim şi este absorbit pe căi digestive, respiratorii, cutanate sau implanturi metalice, prin inhalare, implantare, ingestie, injecţii intraperitoneale, intramusculare sau intravenoase.

Nichelul este considerat cel mai sensibilizant metal pentru ţesuturile moi. El conduce la dermatita alergică de contact, producând mai multe reacţii alergice decât toate celelalte metale la un loc.

Fierul si Manganul

Fierul e un element esenţial, omniprezent în organism. El are un rol central în transportul oxigenului. Ţesuturile umane conţin 50 de ppm (părţi pe milion) de fier, legat în sistemele enzimatice. Fierul este toxic doar prin expunere la nivele foarte mari. Fierul rezultat prin procesele de oxidare nu se acumulează şi este rapid metabolizat.

 Manganul nu are efect toxic decât în cazuri extreme

de expuneri profesionale. Manganul este un antagonist al fierului şi excesul de mangan diminuează absorbţia fierului, deci şi producţia de hemoglobină.

TESTAREA BIOLOGICĂ A BIOMATERIALELOR 

(A). Teste de evaluare iniţială Testele iniţiale de răspuns biologic sunt indicate în continuare: 1. Citotoxicitate -aceste teste determină liza celulară, inhibiţia

creşterii celulare 2. Sensibilizare -aceste teste evalueaza pe un model

corespunzător, probabilitatea sensibilizării la contactul cu materialele, dispozitivele şi/sau extractele lor

3. Potenţial iritant -aceste teste evaluează potenţialul iritant al dispozitivelor, materialelor şi/sau extractele lor, utilizând zone corespunzătoare sau ţesuturi de implantare ca pielea, ochiul şi mucoasele, pe un model adecvat.

4. Reactivitate intracutanată -aceste teste evaluează reacţia locală a ţesutului la extracte cu dispozitiv.

Teste de evaluare iniţială

5. Toxicitate sistemică (acută)-aceste teste evaluează pe un model animal potenţialele efecte dăunătoare datorate expunerii unice sau multiple, într-un timp mai mic de 24 h, a dispozitivelor, materialelor şi/sau al extractelor lor

 6. Toxicitate subcronică (subacută) 7. Genotoxicitate 8. Implantare -aceste teste evaluează efectele patologice

locale asupra ţesuturilor vii, atât la nivel macroscopic cât şi microscopic, ale unui eşantion de material sau produs finit plasat sau implantat într-o zonă de implantare sau un ţesut corespunzător pentru aplicaţia prevazută.

9. Hemocompatibilitate

Teste de evaluare complementară

(B).Teste de evaluare complementară Testele de evaluare complementară sunt următoarele:  1. Toxicitate cronica 2. Carcinogenitate 3. Biodegradare - aceste teste pot pune în evidenţă

procesele de absorbţie, distribuţie, biotransformare şi eliminare a substanţelor extractibile şi produsele de degradare a dispozitivelor, materialelor şi/sau extractelor lor.

 

Concluzii

Titanul si aliajele de titan raman materialele cele mai compatibile cu tesutul biologic avand toate proprietatile biocompatibilitatii prezentate anterior.

La polul opus, se afla aliajele Cr-Co care prezinta alungire mica la rupere, ce implica riscul unei ruperi fragile, slaba adeziune la tesuturile osoase si la care pot aparea reactii alergice datorate cobaltului.

Bibliografie

•[1] Bratu D., Ciosescu D., Rominu M., Leretter M., Uram-Tuculescu S., Materiale dentare in cabinetul de stomatologie, ED. Helicon, Timisoara, 1998, ISBN 973-574-495-•[2] I.Patrascu, Tehnologia aliajelor dentare, Materiale dentare- teste, ed. Libripress, 2000•[3] Ardelean L., Materiale dentare, Curs litografiat, Timisoara, 2004•[4] Nicola Codruta., Materiale dentare, Consideratii clinice si tehnologice, ISBN 978-973-133-467-7, Casa cartii de stiinta Cluj-Napoca, 2009•[5]Tratat de implantologie orala,A. Bucur,N.Ganuta,A. Ganuta

Va multumim pentru atentie!