Ignas Čestovas
V kursas, 6 grupėTITANINIŲ IR SU PORĖTO TRABEKULINIO TANTALO
DALIMI DANTŲ IMPLANTŲ BIOSUDERINAMUMO
PALYGINIMAS: LITERATŪROS SISTEMINĖ APŽVALGA
Baigiamasis magistrinis darbas
Darbo vadovas Dr. Gintaras Janužis
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS MEDICINOS AKADEMIJA
ODONTOLOGIJOS FAKULTETAS
VEIDO IR ŽANDIKAULIŲ CHIRURGIJOS KLINIKA
TITANINIŲ IR SU PORĖTO TRABEKULINIO TANTALO DALIMI DANTŲ IMPLANTŲ BIOSUDERINAMUMO PALYGINIMAS: LITERATŪROS SISTEMINĖ APŽVALGA
Baigiamasis magistrinis darbas
Darbą atliko
magistrantas ... Darbo vadovas ... (parašas) (parašas)
... ... (vardas pavardė, kursas, grupė) (mokslinis laipsnis, vardas pavardė)
20....m. ... 20....m. ...
MOKSLINĖS LITERATŪROS SISTEMINĖS APŽVALGOS TIPO BAIGIAMOJO MAGISTRINIO DARBO VERTINIMO LENTELĖ
Įvertinimas:
... Recenzentas:
... (moksl. laipsnis, vardas pavardė) (parašas) Recenzavimo data: ...
Eil .N r.
BMD dalys BMD vertinimo aspektai
BMD reikalavimų atitikimas ir įvertinimas Taip Iš dalies Ne 1
Santrauka (0,5 balo)
Ar santrauka informatyvi ir atitinka darbo turinį
bei reikalavimus? 0,2 0,1 0
2 Ar santrauka anglų kalba atitinka darbo turinį
bei reikalavimus? 0,2 0.1 0
3 Ar raktiniai žodžiai atitinka darbo esmę? 0,1 0 0
4 Įvadas, tikslas uždaviniai
(1 balas)
Ar darbo įvade pagrįstas temos naujumas,
aktualumas ir reikšmingumas? 0,4 0,2 0
5 Ar tinkamai ir aiškiai suformuluota problema,
tikslas ir uždaviniai? 0,4 0,2 0
6 Ar tikslas ir uždaviniai tarpusavyje susiję? 0,2 0,1 0
7 Straipsnių atrankos kriterijai ir paieškos metodai bei strategija (3,4 balai)
Ar yra sisteminės apžvalgos protokolas? 0,6 0,3 0 8 Ar buvo nustatyti straipsnių tinkamumo kriterijai parinktam protokolui (pvz.: metai,
kalba, publikavimo būklė ir pan.)
0,4 0,2 0
9
Ar yra aprašyti visi informacijos šaltiniai (duomenų bazės ir paieškos metai, kontaktai su straipsnių autoriais) ir paskutinės paieškos data?
0,2 0,1 0
10
Ar yra apibūdinta elektroninė duomenų paieškos strategija taip, kad ją galima būtų pakartoti (paieškos metai; paskutinės paieškos data; raktažodžiai ir jų deriniai; surastų ir atrinktų straipsnių skaičius pagal raktažodžių
derinius)?
11 Ar yra aprašytas straipsnių atrinkimo procesas (skriningas, tinkamumas sisteminei apžvalgai ar, jei taikoma, meta-analizei)?
0,4 0,2 0
12
Ar yra aprašytas duomenų atrinkimo iš straipsnių procesas (tyrimų tipai, dalyviai, intervencijos, analizuojami veiksniai, rodikliai)?
0,4 0,2 0
13 Ar išvardinti ir aprašyti visi kintamieji, kurių duomenys buvo ieškomi ir kokios prielaidos ar supaprastinimai buvo daromi?
0,4 0,2 0
14
Ar aprašyti metodai, kuriais buvo vertinta atskirų tyrimų sisteminių klaidų rizika ir kaip ši informacija buvo panaudota apibendrinant duomenis?
0,2 0,1 0
15 Ar buvo nustatyti pagrindiniai matavimo
rodikliai (santykinė rizika, vidurkių skirtumai)? 0,4 0,2 0 16
Duomenų sisteminimas
bei analizė (2,2 balo)
Ar pateiktas patikrintų straipsnių skaičius: įtrauktų, įvertinus tinkamumą, ir atmestų, pateikus priežastis kiekvienoje atmetimo stadijoje?
0,6 0,3 0
17
Ar pateiktos įtrauktuose straipsniuose aprašytų tyrimų charakteristikos pagal kurias buvo paimti duomenys (pvz.: tyrimo imtis, stebėjimo laikotarpis, tiriamųjų tipas)?
0,6 0,3 0
18
Ar pateikti atskirų tyrimų naudingų ar žalingų rezultatų įvertinimai: a) apibendrinti duomenys kiekvienai grupei; b) nustatyti įverčiai ir pasikliautinumo intervalai?
0,4 0,2 0
19 Ar pateikti susisteminti publikacijų duomenys
lentelėse pagal atskirus uždavinius? 0,6 0,3 0
20
Rezultatų aptarimas (1,4 balo)
Ar apibendrinti pagrindiniai rezultatai ir
nurodyta jų reikšmė? 0,4 0,2 0
21 Ar aptarti atliktos sisteminės apžvalgos
trūkumai? 0,6 0,3 0
22 Ar autorius pateikia rezultatų interpretaciją? 0,4 0,2 0
23
Išvados (0,5 balo)
Ar išvados atspindi baigiamojo darbo temą,
iškeltus tikslus ir uždavinius? 0,2 0,1 0
24 Ar išvados pagrįstos analizuojama medžiaga? 0,2 0,1 0
25 Ar išvados yra aiškios ir lakoniškos? 0,1 0,1 0
26
Literatūros sąrašas (1 balas)
Ar bibliografinis literatūros sąrašas sudarytas
pagal reikalavimus? 0,4 0,2 0
27
Ar literatūros sąrašo nuorodos į tekstą yra teisingos; ar teisingai ir tiksliai cituojami literatūros šaltiniai?
0,2 0,1 0
tinkamas moksliniam darbui?
29 Ar cituojami šaltiniai, ne senesni nei 10 metų, sudaro ne mažiau nei 70% šaltinių, o ne senesni kaip 5 metų – ne mažiau kaip 40%?
0,2 0,1 0
Papildomi aspektai, kurie gali padidinti surinktą balų skaičių
30 Priedai Ar pateikti priedai padeda suprasti nagrinėjamą temą? +0,2 +0,1 0 31 rekomendaci Praktinės
jos
Ar yra pasiūlytos praktinės rekomendacijos ir
ar jos susiję su gautais rezultatais? +0,4 +0,2 0 32 Ar naudoti ir aprašyti papildomi duomenų analizės metodai ir rezultatai (jautrumo analizė,
meta-regresija)?
+1 +0,5 0
33 Ar naudota meta-analizė; ar nurodyti pasirinkti statistiniai metodai; ar pateikti kiekvienos meta-analizės rezultatai?
+2 +1 0
Bendri reikalavimai, kurių nesilaikymas mažina balų skaičių 34
Bendri reikalavimai
Ar pakankama darbo apimtis (be priedų)
15-20 psl. (-2 balai) <15 psl. (-5 balai) 35 Ar darbo apimtis dirbtinai padidinta? -2 balai -1 balas
36 Ar darbo struktūra atitinka baigiamojo darbo
rengimo reikalavimus? -1 balas -2 balai
37 Ar darbas parašytas taisyklinga kalba,
moksliškai, logiškai, lakoniškai? -0,5 balo -1 balas 38 Ar yra gramatinių, stiliaus, kompiuterinio
raštingumo klaidų? -2 balai -1 balas
39 Ar tekstui būdingas nuoseklumas, vientisumas,
struktūrinių dalių apimties subalansuotumas? -0,2 balo
-0,5 balo
40 Plagiato kiekis darbe (nevert. >20%
) 41 Ar turinys (skyrių, poskyrių pavadinimai ir puslapių numeracija) atitinka darbo struktūrą ir
yra tikslus?
-0,2 balo -0,5 balo 42 Ar darbo dalių pavadinimai atitinka tekstą; ar yra logiškai ir taisyklingai išskirti skyrių ir
poskyrių pavadinimai?
-0,2 balo -0,5 balo 43 Ar yra (jei reikalingi) svarbiausių terminų ir
santrumpų paaiškinimai? -0,2 balo
-0,5 balo 44 Ar darbas apipavidalintas kokybiškai (spausdinimo, vaizdinės medžiagos, įrišimo
kokybė)?
-0,2 balo balo -0,5
* Pastaba: surinktų balų suma gali viršyti 10 balų. Recenzento pastabos:
Recenzento vardas , pavardė Recenzento parašas
TURINYS
SANTRAUKA...8 SUMMARY...9 ĮVADAS...101. STRAIPSNIŲ ATRANKOS KRITERIJAI, PAIEŠKOS METODAI IR STRATEGIJA...12
1.1. Sisteminės apžvalgos protokolas...12
1.2. Straipsnių tinkamumo kriterijai...12
1.3. Informacijos šaltiniai...12
1.4. Elektroninė duomenų paieškos strategija...12
1.5. Straipsnių atrinkimo kriterijai...13
1.6. Straipsnių atmetimo kriterijai...13
1.7. Mokslinių straipsnių analizės metodai...13
2. DUOMENŲ SISTEMINIMAS IR ANALIZĖ...15
2.1. Studijų pasirinkimas...15
2.2. Studijų charakteristika...15
3. REZULTATŲ APTARIMAS...16
3.1. Individualių studijų rezultatai...16
3.2. Apžvalgos trūkumai...19
IŠVADOS...20
PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS...21
LITERATŪROS SĄRAŠAS...22
TITANINIŲ IR SU PORĖTO TRABEKULINIO TANTALO DALIMI DANTŲ IMPLANTŲ BIOSUDERINAMUMO PALYGINIMAS: LITERATŪROS SISTEMINĖ APŽVALGA
SANTRAUKA
Problemos aktualumas: sąlyginai naujas odontologijoje porėtas trabekulinis tantalo metalas buvo inkorporuotas į titano lydinio dantų implanto struktūrą. Tokiu būdu siekiama pagerinti implanto osteointegraciją ir sumažinti titano citotoksiškumo bei sumažinti alergijos pasireiškimą organizme. Darbo tikslas: palyginti titaninių ir su porėto trabekulinio tantalo dalimi dantų implantų biosuderinamumą.
Medžiaga ir metodai: mokslinės literatūros apžvalga atlikta remiantis straipsniais iš interneto paieškos sistemų, tokių kaip “Pubmed”, “ScienceDirect”, “Wiley Online Library”. Šaltinių paieška atlikta taikant PRISMA kriterijų atrankos metodus (straipsniai ne senesni nei 5 metų, straipsniai anglų kalba, turinio atitikimas).
Rezultatai: remiantis moksliniais šaltiniais, iš titano ir porėto trabekulinio tantalo pagaminti dantų implantai yra abu biosuderinami su organizmu, tačiau porėto trabekulinio tantalo implanto savybės sukelia mažiau pašalinių organizmo reiškinių, yra mažiau pavojingas kaulo struktūrai, nei iš titano pagamintas dantų implantas.
Išvados: porėtas trabekulinis tantalas fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis pasižymi didesniu bioaktyvumu, mažesniu citotoksiškumu bei mažesne alergijos tikimybe organizmui, nei titanas. Porėto trabekulinio tantalo elastingumo modulis ženkliai mažesnis nei titano bei artimas natūralaus trabekulinio kaulo elastingumo moduliui. Dėl porėto trabekulinio tantalo struktūrinių savybių į implantą tiesiogiai gali įaugti kaulinės ir kraujagyslinės struktūros.
TITANIUM AND WITH POROUS TRABECULAR TANTALUM SECTION TEETH IMPLANT BIOCOMPATIBILITY COMPARISON: A SYSTEMATIC REVIEW OF
LITERATURE
SUMMARY
Relevance of the problem: relatively new in dentistry porous trabecular tantalum metal was incorporated in dental implant structure. The aim of this is to improve osseointegration of the implant, to reduce the cytotoxicity of titanium and minimize allergic reactions of the body.
Research aim: to compare biocompatibility of titanium and with porous trabecular tantalum section teeth implants.
Methods: a systematic literature review of scientific articles from research sources such as “Pubmed”, “ScienceDirect”, “Wiley Online Library”. Articles were found whilst applying PRISMA criteria methods (articles not older than 5 years, in English, corresponding to the main topic).
Results: according to scientific sources, dental implants made from titanium and porous trabecular tantalum metal are both biocompatible with the organism, however the properties of the porous trabecular tantalum cause less side effects to the body and are less dangerous to the bone structure, than dental implant made from titanium.
Conclusion: porous trabecular tantalum physicochemical properties have a higher bioavailability, lower cytotoxicity and lower risk of allergies to the body than titanium. Porous trabecular tantalum elasticity module is considerably lower than titanium and close to natural trabecular bone elasticity module. Because of porous trabecular tantalum structural properties bone and vascular structures can ingrow directly into implant structure.
10
ĮVADAS
Porėti metalai buvo pritaikyti naudoti medicinoje jais padengiant implantus arba įterpiant dalį porėto metalo ir taip siekiant pagerinti kaulo – implanto paviršiaus osteointegracijos procesą. Aplink implantą apaugančio ir į implantą įaugančio kaulo kiekis priklauso nuo medžiagos, iš kurios pagamintas ar padengtas implantas, tos medžiagos porėtumo, porų dydžio ir medžiagos, kuria padengiamas implantas, sluoksnio storio [1].
Titaniniai dantų implantai atliktuose moksliniuose tyrimuose ir klinikinėje praktikoje pasižymi dideliu patikimumu ir implantacijos sėkme, todėl šis metalas yra dažniausiai naudojamas implantų gamybai. Tačiau kyla abejonės dėl sąlyginai didelio titano elastingumo modulio, kuris yra ženkliai didesnis nei natūralaus kaulo, mažo atsparumo trinčiai, citotoksiškumo dėl titano lydinyje esančių medžiagų ir potencialios alergijos sukėlimo organizmui. Taip pat, elementai susidarantys koroduojant titanui, gali sukelti lokalų arba sisteminį organizmo uždegimą, o dėl to ir implanto atmetimą [2,3,4,5]. Šie titano trūkumai lėmė naujų medžiagų dantų implantams gaminti paiešką.
Iš tantalo pagaminti ar tantalu dengti implantai, pagal duomenis mokslinėje literatūroje, ortopedinėje medicinoje naudojami jau apie 15 metų [6]. Per tą laikotarpį atlikti tyrimai rodo, kad tantalas biologinėje aplinkoje pasižymi puikiu biosuderinamumu, mažu citotoksiškumu ir atsparumu korozijai [4,7,8].
Tantalas savo struktūra ir mechaninėmis savybėmis – porėtumu, kuris siekia 75-85 proc. medžiagos paviršiaus, porų dydžiu (vidutinis porų dydis yra apie 300-600 µm) bei žemu elastingumo moduliu (1,3-10 GPa), yra panašus į trabekulinį kaulą. Būtent dėl šių savybių tantalas yra tinkama medžiaga implantų gamyboje [9].
Remiantis sėkmingais porėto trabekulinio tantalo implantų panaudojimo ortopedinėje medicinoje rezultatais, ši medžiaga buvo inkorporuota į titano lydinio dantų implantus, naudojamus odontologijoje ir veido – žandikaulių chirurgijoje. Titano lydinio dantų implanto vidurinė dalis buvo pakeista porėto trabekulinio tantalo dalimi, norint pasiekti dar geresnį implanto stabilumą kaule vykstant osteointegracijos ir osteoinkorporacijos procesams – kaului apaugant aplink implantą ir kaului įaugant tiesiogiai į porėto trabekulinio tantalo dalį [1].
Problema: porėto trabekulinio tantalo naudojimas dantų implantologijoje.
Hipotezė: porėtas trabekulinis tantalo metalas yra biosuderinamas su organizmu ir gali būti naudojamas implantologijoje.
11 Darbo uždaviniai:
1. Palyginti titano ir tantalo fizikines ir chemines savybes. 2. Palyginti titano ir tantalo struktūros savybes.
12
1. STRAIPSNIŲ ATRANKOS KRITERIJAI, PAIEŠKOS METODAI IR
STRATEGIJA
1.1. Sisteminės apžvalgos protokolas
Sisteminė literatūros apžvalga užregistruota tarptautiniame sisteminių apžvalgų registre “PROSPERO”.
Protokolo prieiga per internetą:
http://www.crd.york.ac.uk/PROSPERO/
1.2. Straipsnių tinkamumo kriterijai
Į literatūros sisteminę apžvalgą įtraukti tyrimai in vitro ir in vivo. Atrinkti ne senesni kaip penkerių metų straipsniai (straipsniai publikuoti 2012-2017 metais). Analizuoti straipsniai buvo parašyti anglų kalba. Buvo nagrinėjami klinikiniai ir palyginamieji tyrimai, kuriuose buvo tiriamas titano ir tantalo panaudojimas implantologijoje, titano ir tantalo fizikinės ir cheminės savybės, titano ir tantalo struktūros savybės, tantalo biosuderinamumas su organizmu ir osteoindukcinės jo savybės. Literatūros apžvalgai naudoti tik visateksčiai straipsniai.
1.3. Informacijos šaltiniai
Mokslinės literatūros apžvalga atlikta remiantis straipsniais iš Lietuvos Sveikatos Mokslų universiteto prenumeruojamų interneto duomenų paieškos sistemų, tokių kaip “Pubmed”, “ScienceDirect”, “Wiley Online Library”. Atliekant straipsnių paiešką, ieškota 2012-2017 metais publikuota mokslinė literatūra. Straipsnių paieška vykdyta anglų kalba. Paskutinės paieškos data: 2017 03 03.
1.4. Elektroninė duomenų paieškos strategija
13 “osseointegration”; “tantalum” and “dental” and “implant”. Siekiant atlikti kuo išsamesnę ir tikslesnę mokslinės literatūros analizę, buvo taikomi mokslinės literatūros sisteminės apžvalgos publikavimui skirti PRISMA reikalavimai.
1.5. Straipsnių atrankos kriterijai
• Tyrimų tipai: klinikiniai ir eksperimentiniai tyrimai. Į sisteminę literatūros apžvalgą apibendrinimai nebuvo įtraukti. Naudoti tik visateksčiai straipsniai.
• Dalyviai: tyrimai, kurių dalyvių gydymui ortopedinėje medicinoje, odontologijoje ar veido-žandikaulių chirurgijoje buvo naudojami titaniniai ir su porėto trabekulinio tantalo dalimi dantų implantai.
• Intervencijos: individai, kuriems buvo implantuotas titaninis ar su porėto trabekulinio tantalo dalimi implantas.
• Lyginimas: lyginama titaninių dantų implantų ir implantų su porėto trabekulinio tantalo dalimi fizikinės, cheminės, struktūrinės savybės ir jų osteointegracijos skirtumai.
• Analizuojami veiksniai: medžiagų fizikinės, cheminės ir struktūrinės savybės, porėto trabekulinio tantalo osteoindukcinės savybės.
• Rodikliai: medžiagų elastingumo moduliai, paviršiaus porėtumas ir porų dydis, kaulo rezorbcijos kiekis.
1.6. Straipsnių atmetimo kriterijai
• Tyrimai, kurie buvo parašyti ne anglų kalba. • Tyrimai, kurie buvo senesni nei penki metai.
• Tyrimai savo turiniu neatitinkantys nagrinėjamų temų.
• Tyrimai, kuriuose nebuvo minima, iš kokios medžiagos pagaminti implantai. • Tyrimai, kurie buvo atliekami ne su žmonėmis.
• Tyrimai, kuriuose buvo tiriami titano lydinio dantų implantai padengti ne tantalu.
1.7. Mokslinių straipsnių analizės metodai
15
2. DUOMENŲ SISTEMINIMAS IR ANALIZĖ
2.1. Studijų pasirinkimas
Mokslinių straipsnių paieška “Pubmed”, “ScienceDirect”, “Wiley Online Library” duomenų bazėse apėmė 9084 straipsnius. Atmetus straipsnius, kurie buvo senesni nei 5 metai liko 2260 straipsnių. Atmetus straipsnių dublikatus liko 2074 straipsniai. Dėl netinkamo straipsnių pavadinimo atmesti 1433 straipsniai, o dėl netinkamo atrinktų straipsnių turinio pašalinti dar 612 straipsniai. Pagal atmetimo kriterijus pašalinus netinkamus straipsnius, literatūros sisteminei apžvalgai buvo naudoti 29 straipsniai, atitikę iškeltus reikalavimus. Atlikus papildomą paiešką pridėtas dar 1 straipsnis. Iš viso sisteminei literatūros apžvalgai atrinkti 30 mokslinių straipsnių atitikusių reikalavimus (žiūrėti 1 priedą).
2.2. Studijų charakteristika
Apžvelgus ir išanalizavus atrinktus tyrimus, pagal juose analizuojamą medžiagą, jie buvo suskirstyti į tris grupes:
1. titano ir tantalo fizikinės ir cheminės savybės; 2. titano ir tantalo struktūrinės;
3. tantalo osteoindukcinės savybės.
Pirmos grupės straipsniuose buvo tiriamos ir lyginamos titano ir tantalo fizikinės ir cheminės savybės – metalų elastingumo moduliai, kalumo savybės, lydymosi temperatūros, metalų reaktyvumas, inertiškumas, korozijos ypatybės.
Antros grupės straipsniuose buvo tiriamos titano ir porėto trabekulinio tantalo struktūros savybės – metalų paviršiaus porėtumas, vidutinis porų dydis, kaip susidaro jų struktūra.
16
3. REZULTATŲ APTARIMAS
3.1. Individualių studijų rezultatai
Remiantis darbo pradžioje iškeltais straipsnių atrankos kriterijais, analizei buvo atrinkta 30 straipsnių, kuriuose buvo analizuojamos titano ir porėto trabekulinio tantalo fizikinės, cheminės ir struktūrinės savybės, jų biosuderinamumas su organizmu, titaninio ir su porėto trabekulinio tantalo dalimi dantų implantų osteointegracijos proceso skirtumai.
Apžvelgus ir išanalizavus atrinktus straipsnius, pagal juose pateikiamą medžiagą, straipsniai buvo suskirstyti į tris grupes. Nagrinėjant šių grupių straipsnius, lyginant aprašomus tyrimuose gautus rezultatus, buvo padarytos išvados, atsakančios į darbo pradžioje iškeltus tikslą ir uždavinius.
Titanas (cheminis elemento trumpinys Ti) – stiprus, mažo tankio, plastiškas, blizgus, sidabrinės spalvos, pasižymintis atsparumu korozijai, periodinėje elementų lentelėje priskiriamas pereinamųjų metalų grupei metalas. Titano lydymosi temperatūra siekia 1650 °C, tačiau metalo vidinė jėga pradeda mažėti pasiekus 430 °C temperatūrą. Apdirbant titaną mašininiais instrumentais turi būti naudojami tik aštrūs įrankiai ir taikomas tinkamas aušinimas, nes titano paviršius gali būti pažeidžiamas ir subraižomas. Metalas yra mažai laidus elektros srovei ir temperatūrai [11].
Titanas ir jo lydiniai oksiduojasi kontaktuodami su oru. Metalas greitai reaguoja su deguonimi esančiu ore esant 1200 °C temperatūrai, o su grynu deguonimi – esant 610 °C temperatūrai. Titanas lėtai reaguoja su vandeniu ir oru aplinkos temperatūroje, kurioje ant metalo paviršiaus pradeda formuotis pasyvus oksido sluoksnis, apsaugantis metalą nuo tolesnės oksidacijos. Šis pasyvaus oksido sluoksnio formavimąsis ant metalo paviršiaus saugo jį nuo korozijos [12]. Titano elastingumo modulis siekia 106-115 GPa, kuris yra beveik 10 kartų didesnis, nei natūralaus trabekulinio kaulo, o paviršiaus porėtumas siekia 36-63 proc. Dantų implantų gamyboje plačiai naudojamas titano lydinys Ti6Al4V pasižymi sąlyginai nedideliu elastingumo moduliu (∼96
GPa), tačiau jis yra 4-6 kartus didesnis už natūralaus kaulo, o tai gali sukelti implantą supančio kaulo pažeidimus [2].
Titaniniai dantų implantai atliktuose moksliniuose tyrimuose ir klinikinėje praktikoje pasižymi dideliu patikimumu ir implantacijos sėkme. Tačiau kyla abejonės dėl sąlyginai didelio titano elastingumo modulio, kuris yra ženkliai didesnis nei natūralaus kaulo, mažo atsparumo trinčiai, citotoksiškumo ir potencialios alergijos sukėlimo organizmui. Taip pat, elementai susidarantys koroduojant titanui, gali sukelti lokalų arba sisteminį organizmo uždegimą ir net implanto atmetimą [2,3,4,8].
17 Šis metalas, periodinėje elementų lentelėje priskiriamas pereinamųjų metalų grupei, žinomas dėl savo atsparumo rūgščių sukeltai erozijai. Esant mažesnei nei 150 °C temperatūrai, tantalas chemiškai nereaguoja su beveik jokiomis medžiagomis [1,6,9,13].
Paveikti tantalą galima hidrofluoro rūgštimi, sieros trioksidu arba rūgštimis, turinčiomis fluoro jonų. Dėl savo inertiškumo ir atsparumo korozijai, tantalas puikiai tinka implantų gamyboje, kaip struktūrinė jų medžiaga. Tantalo inertiškumas ir biosuderinamumas atsiranda dėl tantalo oksido formavimosi ant tantalo paviršiaus, taip kaip titano oksidas formuojasi ant titano paviršiaus. Tantalas pasižymi dideliu reaktyvumu su deguonimi ir tantalo oksido sluoksnis ant metalo paviršiaus gali susidaryti iš karto šioms medžiagoms sureagavus. Pakaitintas tantalas tampa plastišku, tačiau sunkiai apdirbamu [8,14].
Vientisas tantalo metalas medicinoje nėra naudojamas dėl didelės mechaninės jėgos ir tankio, nes metalas yra per kietas kontaktuoti su kauliniu audiniu ir gali jį pažeisti. Siekiant įveikti šiuos metalo panaudojimo ribojimus buvo sukurtas porėtas trabekulinis tantalas, kuris savo porėta struktūra panašus į natūralų trabekulinį kaulą. Metalo porėta struktūra atsiranda medžiagos sijoms jungiantis per mazgus į sekcijas, taip susidarant poroms, į kurias gali įsitvirtinti ląstelės. Porėtas trabekulinis tantalo metalas pasižymi porų dydžiu varijuojančiu nuo 300 iki 600 µm ir 75-85 proc. siekiančiu porėtumu. Porėto tantalo elastingumo modulis (1,3-10 GPa) yra panašus į natūralaus kortikalinio (12-18 GPa) ir trabekulinio kaulo (0,1-0,5 GPa) elastingumo modulius [9,15,16].
[9] tyrimo duomenimis, kaulo, esančio šalia implanto po implantacijos nanostruktūra buvo panaši prie titaninių ir su porėto trabekulinio tantalo dalimi dantų implantų, tačiau tarp titaninio dantų implanto ir šalia jo esančio kaulo buvo stebimas tarpas, kurio nebuvo tarp implanto su porėto trabekulinio tantalo dalimi ir kaulo. Dėl porėto tantalo erdvinės struktūros ir biosuderinamumo su organizmu, kaulinis audinys gydamas suauga su metalo paviršiaus sijomis ir tuo pačiu metu įauga į porėtos struktūros vidų tarp sijų [9].
18 Tantalo biosuderinamumas su organizmu pripažintas iš jo gaminant įvairių formų medicininius prietaisus – strypus, vielas, dirbtinius sąnarius, dantų implantus. Atliktuose in vitro tyrimuose su osteogeninių ląstelių kultūromis citotoksiškumas nestebimas [2,4,12].
Naudojant titano lydinio dantų implantą pirminis stabilumas pasiekiamas per į kaulą įsukta sriegį, o implantuose su porėto trabekulinio tantalo dalimi – per įsuktą sriegį ir didelį porėto tantalo sukibimą su kaulo paviršiumi, kurį skatina metalo paviršiaus porėtumas. Antrinis stabilumas titano lydinio dantų implanto pasiekiamas per osteointegracijos procesą – kaulo formavimąsi aplink implanto paviršių, o implanto su porėto trabekulinio tantalo dalimi per osteoinkorporacijos procesą – kaulo apaugimą aplink implanto paviršių ir tiesioginį įaugimą į implanto porėtą struktūrą [16,20,21]. Pirminis implanto stabilumas yra būtina sąlyga norint pasiekti ir išlaikyti kaulo-implanto osteointegracijos procesą, bet implanto mikrojudesiai gali atsirasti net ir įvykus osteointegracijos procesui, implantą apkrovus kramtymo krūviu. Atlikti tyrimai rodo, kad implanto mikrojudesiai 50-150 µm ribose gali sukelti nepalankius kaulo remodeliacijos ir osteointegracijos reiškinius. Norint pašalinti šiuos nepageidaujamus reiškinius buvo pristatyta daugybė būdų, siekiančių pakeisti implantų paviršiaus charakteristikas ir pagerinti implanto antrinį stabilumą kaule [21,22].
Atliekant žandikaulio kaulo ir implantų tyrimus po implantacijos, didžiausia kaulo rezorbcija buvo stebima vainikiniame danties implanto trečdalyje, kuris buvo pagamintas tik iš titano lydinio. Didžiausias naujai susiformavusio kaulo kiekis buvo stebimas aplink vidurinį danties implanto trečdalį, kuris buvo pagamintas iš porėto trabekulinio tantalo metalo, lyginant duomenis su apikaliniu implanto trečdaliu, kuris buvo pagamintas iš titano lydinio. Porėto trabekulinio tantalo struktūra leido didesniam kaulo kiekiui susiformuoti aplink implantą ir įaugti į jo poras viduriniame implanto trečdalyje ir tuo pačiu gerino implanto stabilumą žandikaulyje [3,14,18].
Implanto paviršiaus charakteristikos ir implantą supančių audinių ypatumai turi įtakos prie implanto prisitvirtinančio kaulo kiekiui. Tyrimais nustatyta, kad vidutiniškai su 50-80 proc. implanto paviršiaus suauga kaulas įvykus osteointegracijos procesui [5,16,24].
Siekiant padidinti kaulo ir implanto suaugimo procentą, implanto paviršius būdavo smėliuojamas, paveikiamas rūgštimi, dengiamas kitomis medžiagomis ar naudojant šių implanto paviršiaus paveikimo būdų derinius. Atliekant tyrimus nustatyta, kad sėkmingam osteointegracijos procesui didžiausią įtaką daro implanto paviršiaus porėtumas ir porų dydis. 100 µm porų dydis jau yra pakankamas kaulo įaugimui į jas, 150 µm dydžio porose gali formuotis kaulinės ląstelės, o į poras, didesnes nei 300 µm, gali įaugti ir kaulinės, ir kraujagyslinės struktūros [11,13,24,25].
19 0,44±0,40 mm., o grupėje, kuriems buvo implantuoti titano lydinio implantai be tantalo, marginalinio kaulo netekimas siekė 0,95±0,62 mm. Vidutinis marginalinio kaulo netekimas po 18-os mėnesių porėto trabekulinio tantalo grupėje buvo 0,46±0,42 mm., o titano grupėje 0,97±0,65 mm. (p<0,003) [26].
Atlikus literatūros analizę, galima daryti išvadą, kad porėto trabekulinio tantalo fizikinės, cheminės ir struktūrinės savybės, kurios yra artimesnės gyvo kaulo savybėms, lyginant su titano savybėmis, daro šį metalą biosuderinamu su organizmu, pasižyminčiu mažu citotoksiškumu ar alerginiu poveikiu organizmui ir saugiu jį naudoti medicinoje ir dantų implantologijoje.
3.2. Apžvalgos trūkumai
20
IŠVADOS
1. Porėtas trabekulinis tantalas fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis pasižymi didesniu bioaktyvumu, mažesniu citotoksiškumu bei alergijos tikimybe organizmui, nei titanas. 2. Porėto trabekulinio tantalo elastingumo modulis ženkliai mažesnis nei titano ir yra artimas
natūralaus trabekulinio kaulo elastingumo moduliui, ši medžiaga sukelia mažesnę aplink implantą esančio kaulo įtampą.
3. Porėtas trabekulinis tantalo metalas savo struktūrinėmis savybėmis yra panašus į natūralų trabekulinį kaulą, todėl į metalo struktūrą tiesiogiai gali įaugti kaulinės ir kraujagyslinės struktūros.
21
PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS
22
LITERATŪROS SĄRAŠAS
1. Monika S, Yashpal S, Pooja A, Vipin A, Krati J. Implant biomaterials: A comprehensive review. World J Clin Cases 2015 January 16; 3(1): 52-57. Prieiga per Internetą :< https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25610850>
2. Yaosheng L, Xiuyun S, Shiguo Z, Lei W, Cheng W, Shubin L. A modified porous tantalum implant technique for osteonecrosis of the femoral head: survivorship analysis and prognostic factors for radiographic progression and conversion to total hip arthroplasty. Int J Clin Exp Med 2015;8(2):1918-1930. Prieiga per Internetą :<www.ijcem.com /ISSN:1940-5901/IJCEM0004401>
3. Sergio S, Davide Z, Pietro F, Luigi C, Hom-Lay W. A Trabecular Metal Implant 4 Months After Placement: Clinical-Histologic Case Report. Implant dentistry / volume 23, number 1 2014. Prieiga per Internetą :<https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24384741>
4. Do-Gyoon K, Sarandeep S. H, Boon Ching T, Peter E. L, Kelly S. K, Hua-Hong C, Jin Whan L, Hai Bo W. Bone Ingrowth and Initial Stability of Titanium and Porous Tantalum Dental Implants: A Pilot Canine Study. Implant dentistry / volume 22, number 4 2013. Prieiga per Internetą :<https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23823737>
5. Young-Dan C, Ji-Cheol S, Hye-Lee K, Myagmar G, Hyung-In Y, Hyun-Mo R, Dae-Joon K, Jung-Suk H. Comparison of the Osteogenic Potential of Titanium and Modified Zirconia-Based Bioceramics. Int. J. Mol. Sci. 2014, 15, 4442-4452. Prieiga per Internetą :< https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3975406/>
6. Gokhuldass M, Nikita O, Michael T. M, Piotr W, Miroslaw J. Porous tantalum and tantalum oxide nanoparticles for regenerative medicine. Acta Neurobiol Exp 2014, 74: 188–196. Prieiga per Internetą :<https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/articles/24993628/>
7. Yin-Yu C, Heng-Li H, Ya-Chi C, Jui-Ting H, Tzong-Ming S, Ming-Tzu T. Biological Characteristics of the MG-63 Human Osteosarcoma Cells on Composite Tantalum Carbide/ Amorphous Carbon Films. PLOS ONE | www.plosone.org April 2014, Volume 9, Issue 4.
Prieiga per Internetą :<
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0095590>
8. Xinyu L, Xiaobin S, Peng Z, Zhenkun Z, Xin X. Effects of nano tantalum implants on inducing osteoblast proliferation and differentiation. Experimental and therapeutic medicine
12: 3541-3544, 2016. Prieiga per Internetą :<
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5228204/>
23 application in dental implantology. Materials Science and Engineering C 49 (2015) 323–329. Prieiga per Internetą :<http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2015.01.007>
10. Bitinas B, Rupšienė L, Žydžiūnaitė V. Kokybinių tyrimų metodologija. Klaipėda: S. Jokužio leidykla-spaustuvė, 2015 , p. 113-117. Prieiga per Internetą :< https://www.mruni.eu/mru_lt_dokumentai/katedros/administracines_teises_ir_proceso_kate dra/Doktorantu_darbai/Egle%20Sakalauskaite%20anotacija.doc>
11. Sompop B, Warren C. B, Bashir H. Immediate placement of a porous-tantalum, trabecular metal- enhanced titanium dental implant with demineralized bone matrix into a socket with deficient buccal bone: A clinical report. J Prosthet Dent. 2015 April; 113(4): 262–269. Prieiga per Internetą :<https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25702965>
12. Edoardo B, Giorgio G, Sara J, Piero P, Valentino V, Valentina P, Giorgio P. Evaluation of Highly Porous Dental Implants in Postablative Oral and Maxillofacial Cancer Patients: A Prospective Pilot Clinical Case Series Report. Implant dentistry / volume 24, number 5 2015. Prieiga per Internetą :<https://www.researchgate.net/publication/279301211>
13. Sompop B, Warren C. B, Sandra A, Bashir H, Austin L, Glenn R, Thiago M, Steven O. Development and Applications of Porous Tantalum Trabecular Metal Enhanced Titanium Dental Implants. Clin Implant Dent Relat Res. 2014 December; 16(6): 817–826. Prieiga per Internetą :<https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3708989/>
14. Stefan B, Michael H, Daniel K, Matthias K, Till K, Carl H, Thorsten G, Michael A, Matthias G. Histological ex vivo analysis of retrieved human tantalum augmentations. International Orthopaedics (SICOT) (2012) 36:2269–2274. Prieiga per Internetą :< https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22893376>
15. Ze T, Youtao X, Fei Y, Yan H, Chuandong W, Kerong D, Xuebin Z, Xiaoling Z. Porous Tantalum Coatings Prepared by Vacuum Plasma Spraying Enhance BMSCs Osteogenic Differentiation and Bone Regeneration In Vitro and In Vivo. PLOS ONE, www.plosone.org June 2013, Volume 8, Issue 6. Prieiga per Internetą :< https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23776648>
16. Markus S, Guillermo P, Wolf-Ullrich M, Arnaud B, Matthais S, Ramón G. M, Torsten K, Francois P, Franz W, Mariano del Canto P, Eric C, Jean-Baptiste P, Philippe B. Prospective, Multicenter Evaluation of Trabecular Metal-Enhanced Titanium Dental Implants Placed in Routine Dental Practices: 1-Year Interim Report From the Development Period (2010 to 2011). Clinical Implant Dentistry and Related Research, Volume 17, Number 6, 2015, 1141-1153. Prieiga per Internetą :<http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cid.12232/full> 17. Bo R, Zhenbo Z, Kai G, Yanpu L, Weihuan H, Qingsheng Z, Jinyu Z. The application of
24 injuries. Int J Clin Exp Med 2015;8(4):5055-5064. Prieiga per Internetą :< https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4483870/>
18. Qi W, Yuqin Q, Mengqi C, Guofeng J, Guo H, Yunsu C, Xianlong Z, Xuanyong L. Tantalum implanted entangled porous titanium promotes surface osseointegration and bone ingrowth. Sci. Rep. 6, 26248; doi: 10.1038/srep26248 (2016). Prieiga per Internetą :< https://www.nature.com/articles/srep26248>
19. Derek F. A, Randall F, Thomas J. M, H. David M, Paul E. Di C. Subtrochanteric Fracture following Removal of a Porous Tantalum Implant. Case Reports in Orthopedics Volume 2013, 1-4. Prieiga per Internetą :<http://dx.doi.org/10.1155/2013/946745>
20. Georgios E. R, Rafael A. Delgado-R, Danielle S, Jose L. Calvo-G. Influence of the implant diameter and bone quality on the primary stability of porous tantalum trabecular metal dental implants: an in vitro biomechanical study. Clin. Oral Impl. Res. 00, 2016, 1–7. Prieiga per
Internetą :<
https://www.researchgate.net/publication/296056800_Influence_of_the_implant_diameter_a nd_bone_quality_on_the_primary_stability_of_porous_tantalum_trabecular_metal_dental_i mplants_An_in_vitro_biomechanical_study>
21. Jin W. L, Hai B. W, Suneel B, Rama A, Michael C, Georgios E. R. Outcome After Placement of Tantalum Porous Engineered Dental Implants in Fresh Extraction Sockets: A Canine Study. The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants Volume 30, Number 1, 2015, 134-142. Prieiga per Internetą :< https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25615921> 22. Marcus Schlee, W. Peter van der S, Alexandra R. M. van der S. Immediate Loading of
Trabecular Metal-Enhanced Titanium Dental Implants: Interim Results from an International Proof-of-Principle Study. Clinical Implant Dentistry and Related Research, Volume 17,
Supplement 1, 2015. Prieiga per Internetą :<
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cid.12127/full>
23. Jinhui M, Wei S, Fuqiang G, Wanshou G, Yunting W, Zirong L. Porous Tantalum Implant in Treating Osteonecrosis of the Femoral Head: Still a Viable Option? Sci. Rep. 6, 28227; doi:
10.1038/srep28227 (2016). Prieiga per Internetą :<
https://www.nature.com/articles/srep28227>
24. Marcelo A. P. C. G, Gustavo F. B, Nilson C. da C, Luciana M. H. Achieving surface chemical and morphologic alterations on tantalum by plasma electrolytic oxidation. International Journal of Implant Dentistry 2016. Prieiga per Internetą :< https://journalimplantdent.springeropen.com/articles/10.1186/s40729-016-0046-2>
post-
25 oncological patients. Annali di Stomatologia 2014; V (4): 136-141. Prieiga per Internetą :< https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4333601/>
26. Brauner E, Jamshir S, Di Carlo S, Pagnoni M, Guarino G, Pompa G. Immediate Implant Loading: A Comparison of Trabecular Metal and Tapered Screw-Vent Dental Implants. OHDM- Vol. 14- No.2-April, 2015. Prieiga per Internetą :< https://www.omicsonline.com/open-access/immediate-implant-loading-a-comparison-of-trabecular-metal-and-tapered-screwvent-dental-implants-2247-2452-14-783.pdf>
27. Sungwon K, Cheonil P, Byeong-Seok M, Hyoun-Ee K, Tae-Sik J. Enhancement of osseointegration by direct coating of rhBMP-2 on target-ion induced plasma sputtering treated SLA surface for dental application. Journal of Biomaterials Applications 0(0) 1–12,
2016. Prieiga per Internetą :<
http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0885328216679761>
28. Sepideh M, Christopher C. B, Cuie W. Fabrication and Characterization of Nanoporous Niobia, and Nanotubular Tantala, Titania and Zirconia via Anodization. J. Funct. Biomater.
2015, 6, 153-170. Prieiga per Internetą :<
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4493505/>
29. Qi W, Yuqin Q, Mengqi C, Guofeng J, Guo H, Yunsu C, Xianlong Z, Xuanyong L. Tantalum implanted entangled porous titanium promotes surface osseointegration and bone ingrowth. Sci. Rep. 6, 26248; doi: 10.1038/srep26248 (2016). Prieiga per Internetą :< https://www.nature.com/articles/srep26248>
26
PRIEDAI
Priedas Nr. 1 „ PubMed“ n=212 Aktyvavus 5 m. filtrą n=108 „ScienceDirect“ n=8185 Aktyvavus 5 m. filtrą n=1874„Wiley Online Library“ n=687 ; Aktyvavus 5 m. filtrą n=278
n=2074 pašalinus duplikuotus straipsnius
Pašalinti duplikuoti n=186 straipsniai
Straipsniai, tinkami tolimesnei atrankai
n=641
Straipsniai, tinkami tolimesnei atrankai
n= 29
Visi atrinkti straipsniai n= 30
Pašalinti straipsniai, dėl netinkamo pavadinimo n=1433
Pašalinti straipsniai n=612, kuriuose: neminima iš kokios medžiagos pagaminti implantai, straipsniai, kuriuose atliekami tyrimai ne su žmonėmis, tyrimai, kuriuose implantai padengti ne tantalu
