مجله دانشکده پزشکی اصفهان

مجله دانشکده پزشکی اصفهان

بررسی اثر پوشش‌دهی بور بر میزان استئواینتگریشن ایمپلنت‌های زیرکونیایی

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان
1 گروه پریودنتولوژی، دانشکده‌ی دندان‌پزشکی، مرکز تحقیقات دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
2 گروه پروتزهای دندانی، دانشکده‌ی دندان‌پزشکی، مرکز تحقیقات دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
3 گروه پریودنتولوزی، دانشکده دندان‌پزشکی، مرکز تحقیقات دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
4 گروه علوم پایه، دانشکده‌ی دامپزشکی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
5 گروه پاتولوژی دهان، دانشکده‌ی دندان‌پزشکی، مرکز تحقیقات دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
6 مرکز تحقیقات علوم سلامت، گروه آمار زیستی، دانشکده‌ی بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
10.48305/jims.v44.i867.1065
چکیده
مقدمه: ایمپلنت‌های دندانی زیرکونیایی به دلیل زیست‌سازگاری بالا و خواص مکانیکی مطلوب، جایگزین مناسبی برای تیتانیوم هستند. با این حال، چالش اصلی آنها، اسئواینتگریشن پایین‌تر در مقایسه با سایر مواد است. پوشش بور به عنوان یک رویکرد جدید برای افزایش خواص سطحی ایمپلنت‌ها ظهور کرده است. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر پوشش بور بر اسئواینتگریشن ایمپلنت‌های زیرکونیا در یک مدل حیوانی بود.
روش‌ها: این مطالعه تجربی بر روی ۱۵ خرگوش نیوزیلندی انجام شد. ایمپلنت‌های زیرکونیا به دو گروه کنترل (بدون پوشش) و تجربی (پوشش بور) تقسیم شدند. پوشش با استفاده از روش ترموشیمیایی اعمال و با SEM و XRD مشخص شد. ایمپلنت‌ها در قسمت مدیالی استخوان درشت نی چپ قرار داده شدند و ارزیابی بافت‌شناسی پس از پنج هفته با استفاده از SEM برای اندازه‌گیری تماس استخوان-ایمپلنت (BIC)، تعداد استئوسیت‌ها، یکپارچگی بافت اپیتلیال و رگ‌زایی انجام شد. متغیرهای کمی شامل BIC و تعداد استئوسیت‌ها با آزمون t مستقل و متغیرهای کیفی شامل پیوستگی اپیتلیالی و رگ‌زایی با آزمون کای‌دو پیرسون مقایسه شدند. سطح معنی‌داری آماری کمتر از 0/05 در نظر گرفته شد.
یافته‌ها: در گروه ایمپلنت‌های پوشش‌داده‌ شده با بور (گروه B)، میانگین تماس استخوان با ایمپلنت (BIC) به‌طور معنی‌داری بالاتر از گروه کنترل (گروه A) بود (60/92 ± 8/88 درصد در برابر 30/98 ± 8/02 درصد؛ 13/704 = (58) t، 0/001 < P) میانگین تعداد استئوسیت‌ها در گروه پوشش‌دار با بور به‌طور معنی‌داری بیشتر از گروه کنترل بود (631/95± 72/05 در برابر 319/45 ± 62/30 سلول بر میلی‌متر مربع؛ 0/001 > P، 17/969 = (58) Pt). توزیع پیوستگی اپیتلیالی بین دو گروه تفاوت معنی‌داری داشت (10/788 = (2) χ²) (0/005 = P). به‌طوری‌که در گروه کنترل، سطوح کم، متوسط و زیاد به‌ترتیب در 53/3، 40/0 و 6/7 درصد و در گروه پوشش‌دار با بور به‌ترتیب در 16/7، 53/3 و 30/0 درصد ایمپلنت‌ها مشاهده شد. توزیع رگ‌زایی نیز بین دو گروه تفاوت معنی‌داری داشت (8/8528 = (2) χ²) (0/140 = P) به‌طوری‌که در گروه کنترل، سطوح کم، متوسط و زیاد به‌ترتیب در 36/7، 36/7 و 6/26 درصد و در گروه پوشش‌دار با بور به‌ترتیب در 6/7، 43/3 و 50/0 درصد ایمپلنت‌ها مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: پوشش بور روی ایمپلنت‌های زیرکونیایی به طور قابل توجهی باعث بهبود اسئواینتگریشن می‌شود که می‌تواند برای بیماران با شرایط پیچیده استخوانی مفید باشد. مطالعات بالینی انسانی بیشتر برای تأیید این یافته‌ها توصیه می‌شود.

تازه های تحقیق

فریبرز وفایی: Google Scholar

مریم پورجبرئیل: Google Scholar

علی کلانتری حصاری: Google Scholar

فهیمه بقایی: Google Scholar

مریم فرهادیان: Google Scholar

کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the Effect of Boron Coating on the Osseointegration of Zirconia Dental Implants

نویسندگان English

Nazli Rabie Nezhad 1
Fariborz Vafaee 2
Maryam Purjebreil 3
Ali Kalantari Hesari 4
Fahimeh Baghaei 5
Maryam Farhadian 6
Meisam Dehnavi 1
1 Department of Periodontics, School of Dentistry, Dental Research center, Hamedan University of Medical Sciences, Hamedan, Iran
2 Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Dental Research Center, Hamedan University of Medical Sciences, Hamedan, Iran
3 Department of periodontics, School of Dentistry, Dental Research center, Hamedan University of medical science, Iran
4 Department of Basic Science, Faculty of Veterinary Medicine, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
5 Department of Oral Pathology, School of Dentistry, Dental Research center, Hamedan University of Medical Sciences, Hamedan, Iran
6 Research Center for Health Science, Department of Biostatistics, School of Public Health, Hamedan University of Medical Sciences, Hamedan, Iran
چکیده English

Background: Zirconia dental implants are a suitable alternative to titanium due to their high biocompatibility and favorable mechanical properties. However, their primary challenge is inferior osseointegration compared to other materials. Boron coating has emerged as a novel approach to enhance the surface properties of implants. The aim of this study was to investigate the effect of boron coating on the osseointegration of zirconia implants in an animal model.
Material and Methods: This experimental study was conducted on 15 New Zealand rabbits. Zirconia implants were divided into two groups: control (uncoated) and experimental (boron-coated). The coating was applied using a thermochemical method and characterized by SEM and XRD. Implants were placed in the femur bone, and histological evaluation was performed after five weeks using SEM to measure bone-implant contact (BIC), osteocyte count, epithelial tissue integrity, and angiogenesis. Data were analyzed using SPSS software with t-tests and chi-square tests.
Results: In the boron-coated group, the mean BIC (60.92% vs. 30.98%, p=0.001), osteocyte count (631.95 vs. 319.45 cells/mm², p=0.001), epithelial tissue integrity (30% high vs. 53.3% low, p=0.005), and angiogenesis (50% high vs. 36.7% low, p=0.014) were significantly higher compared to the control group.
Conclusion: Boron coating on zirconia implants significantly improves osseointegration, which could be beneficial for patients with complex bone conditions. Further human clinical studies are recommended to confirm these findings.

کلیدواژه‌ها English

Osseointegration
Zirconia Implant
Boron Coating
Boronization
Animal Model
1.     Esposito M, Trullenque-Eriksson A, Blasone R, Malaguti G, Gaffuri C, Caneva M, et al. Clinical evaluation of a novel dental implant system as single implants under immediate loading conditions–4-month post-loading results from a multicentre randomised controlled trial. Eur J Oral Implantol 2016; 9(4): 367-79.
2.     Belser UC, Grütter L, Vailati F, Bornstein MM, Weber HP, Buser D. Outcome evaluation of early placed maxillary anterior single‐tooth implants using objective esthetic criteria: a crosssectional, retrospective study in 45 patients with a 2‐to 4‐year follow‐up using pink and white esthetic scores. J Periodontol 2009; 80(1): 140-51.
3.     Neves J, de Araújo Nobre M, Oliveira P, Martins dos Santos J, Malo P. Risk factors for implant failure and peri‐implant pathology in systemic compromised patients. J Prosthodont 2018; 27(5): 409-15.
4.     Bazli L, Chahardehi AM, Arsad H, Malekpouri B, Jazi MA, Azizabadi N. Factors influencing the failure of dental implants: A systematic review. Journal of Composites and Compounds 2020; 2(2): 18-25.
5.     Mohajerani H, Roozbayani R, Taherian S, Tabrizi R. The risk factors in early failure of dental implants: a retrospective study. J Dent (Shiraz) 2017; 18(4): 298-303.
6.     Staedt H, Rossa M, Lehmann KM, Al-Nawas B, Kämmerer PW, Heimes D. Potential risk factors for early and late dental implant failure: a retrospective clinical study on 9080 implants. Int J Implant Dent 2020; 6(1): 81.
7.     Atarchi AR, Miley DD, Omran MT, Abdulkareem AA. Early failure rate and associated risk factors for dental implants placed with and without maxillary sinus augmentation: a retrospective study. Int J Oral Maxillofac Implants 2020; 35(6): 1187-94.
8.     Buhara O, Pehlivan S. Estimating the Importance of significant risk factors for early dental implant failure: a monte carlo simulation. Int J Oral Maxillofac Implants 2018; 33(1): 161-8.
9.     Cui Z, Wang P, Gao W. Microbial dysbiosis in periodontitis and peri-implantitis: pathogenesis, immune responses, and therapeutic. Front Cell Infect Microbiol 2025; 15: 1517154.
10.  Roccuzzo A, Imber JC, Salvi GE, Roccuzzo M. Peri‐implantitis as the consequence of errors in implant therapy. Periodontol 2023; 92(1): 350-61.
11.  Darby I. Risk factors for periodontitis & peri‐implantitis. Periodontol 2000. 2022; 90(1): 9-12.
12.  Elias CN. Factors affecting the success of dental implants. Turkyilmaz I. editor. In: Implant Dentistry - A Rapidly Evolving Practice. Rijeka, Croatia: IntechOpen; 2011.
13.  Chrcanovic B, Albrektsson T, Wennerberg A. Reasons for failures of oral implants. J Oral Rehabil 2014; 41(6): 443-76.
14.  Singh R, Parihar AS, Vaibhav V, Kumar K, Singh R, Jerry JJ. A 10 years retrospective study of assessment of prevalence and risk factors of dental implants failures. J Family Med Prim Care 2020; 9(3): 1617-9.
15.  Altay MA, Sindel A, Özalp Ö, Yıldırımyan N, Kocabalkan B. Proton pump inhibitor intake negatively affects the osseointegration of dental implants: a retrospective study. J Korean Assoc Oral Maxillofac Surg 2019; 45(3): 135-40.
16.  Decker AM, Wang H-L. Diabetes and Smoking as the Potential Risk Factors for Peri-implant Diseases. Risk Factors for Peri-implant Diseases: Springer; 2020. p. 69-81.
17.  Jafarian M, Iezadi M. Clinical Outcomes of Conventional and Immediate Placement of Dental Implants in a Group of Iranian War-wounded Patients. Avicenna J Dent Res 2012; 4(1): 16-27.
18.  Martin W, Lewis E, Nicol A. Local risk factors for implant therapy. Int J Oral Maxillofac Implants 2009; :24(Suppl): 28-38.
19.  Nimbalkar S, Dhatrak P, Gherde C, Joshi S. A review article on factors affecting bone loss in dental implants. Materials Today Proceedings 2021; 43(4): 970-6.
20.  Bauer S, Schmuki P, Von Der Mark K, Park J. Engineering biocompatible implant surfaces: Part I: Materials and surfaces. Progress in Materials Science 2013; 58(3): 261-326.
21.  Feher B, Lettner S, Heinze G, Karg F, Ulm C, Gruber R, et al. An advanced prediction model for postoperative complications and early implant failure. Clinical Oral Implants Research. 2020;31(10):928-35.
22.  Jiang X, Yao Y, Tang W, Han D, Zhang L, Zhao K, et al. Design of dental implants at materials level: An overview. J Biomed Mater Res A 2020; 108(8): 1634-61.
23.  Guo T, Gulati K, Arora H, Han P, Fournier B, Ivanovski S. Orchestrating soft tissue integration at the transmucosal region of titanium implants. Acta Biomater 2021; 124: 33-49.
24.  Asensio G, Vázquez-Lasa B, Rojo L. Achievements in the topographic design of commercial titanium dental implants: towards anti-peri-implantitis surfaces. J Clin Med 2019; 8(11): 1982.
25.  de Avila ED, van Oirschot BA, van den Beucken JJ. Biomaterial‐based possibilities for managing peri‐implantitis. J Periodontal Res 2020; 55(2): 165-73.
26.  Gaviria L, Salcido JP, Guda T, Ong JL. Current trends in dental implants. J Korean Assoc Oral Maxillofac Surg 2014; 40(2): 50.
27.  Esposito M, Murray‐Curtis L, Grusovin MG, Coulthard P, Worthington HV. Interventions for replacing missing teeth: different types of dental implants. Cochrane Database Syst Rev 2014; (7): CD003815.
28.  Mobarak MH, Islam MA, Hossain N, Al Mahmud MZ, Rayhan MT, Nishi NJ, et al. Recent advances of additive manufacturing in implant fabrication–a review. Applied Surface Science Advances 2023; 18: 100462.
29.  Koka S, Zarb G. On osseointegration: the healing adaptation principle in the context of osseosufficiency, osseoseparation, and dental implant failure. Int J Prosthodont 2012; 25(1): 48-52.
30.  Smith DC. Dental implants: materials and design considerations. Int J Prosthodont 1993; 6(2): 106-17.
31.  Osman RB, Swain MV. A critical review of dental implant materials with an emphasis on titanium versus zirconia. Materials (Basel) 2015; 8(3): 932-58.
32.  Lee T, Koshy P, Abdullah H, Idris M. Precipitation of bone-like apatite on anodised titanium in simulated body fluid under UV irradiation. Surface and Coatings Technology. 2016; 301: 20-8.
33.  Sadat-Shojai M, Khorasani M-T, Jamshidi A. 3-Dimensional cell-laden nano-hydroxyapatite/protein hydrogels for bone regeneration applications. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 2015; 49: 835-43.
34.  Esfahani H, Dabir F, Taheri M, Sohrabi N, Toroghinejad M. Sol–gel derived hydroxyapatite coating on TiB2/TiB/Ti substrate. Surface Engineering 2012; 28(7): 526-31.
35.  Witek L, Tovar N, Lopez CD, Morcos J, Bowers M, Petrova RS, et al. Assessing osseointegration of metallic implants with boronized surface treatment. Med Oral Patol Oral Cir Bucal 2020; 25(3): e311-e317.
36.  Moghadamian SR, Esfahani H, Lin N, Nouri M. Development of high hard TiB–TiB2 coatings on Ti implants for bio-tribological applications; applying Box-Behnken design and actual wear analyzing in simulated body fluids. Results in Surfaces and Interfaces 2024; 16: 100276.
37.  Goldstein JI, Newbury DE, Michael JR, Ritchie NW, Scott JHJ, Joy DC. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. Springer; 2017.
38.  Özmeriç N, Çakal GÖ, Gökmenoğlu C, Özmeriç A, Oduncuoğlu BF, Hacaloğlu T, et al. Histomorphometric and biomechanical evaluation of the osseointegration around micro-and nano-level boron-nitride coated titanium dental implants. J Stomatol Oral Maxillofac Surg 2022; 123(6): e694-e700.
39.  Caton JG, Armitage G, Berglundh T, Chapple IL, Jepsen S, Kornman KS, et al. A new classification scheme for periodontal and peri‐implant diseases and conditions–Introduction and key changes from the 1999 classification. J Clin Periodontol  2018; 45(Suppl 20): S1-S8.
40.  Mombelli A, Müller N, Cionca N. The epidemiology of peri‐implantitis. Clin Oral Implants Res 2012; 23(Suppl 6): 67-76.
41.  Almehmadi AH. Effect of magnesium-based coatings on titanium or zirconia substrates on bone regeneration and implant osseointegration-a systematic review. Frontiers in Materials 2021; 8: 754697.
42.  Koga K, Kaji A, Hirosaki K, Hata Y, Ogura T, Fujishita O, et al. Cytotoxic evaluation of cubic boron nitride in human origin cultured cells. Toxicol In Vitro 2006; 20(8): 1370-7.
43.  Yoon WJ, Kim SG, Oh JS, You JS, Jeong K-I, Lim SC, et al. Comparative study on the osseointegration of implants in dog mandibles according to the implant surface treatment. J Korean Assoc Oral Maxillofac Surg 2016; 42(6): 345-51.
44.  Yao Q, Sun J, Fu Y, Tong W, Zhang H. An evaluation of a borided layer formed on Ti-6Al-4V alloy by means of SMAT and low-temperature boriding. Materials (Basel) 2016; 9(12): 993.
45.  Mueller CK, Thorwarth M, Schmidt M, Schlegel KA, Schultze-Mosgau S. Comparative analysis of osseointegration of titanium implants with acid-etched surfaces and different biomolecular coatings. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology 2011; 112(6): 726-36.
46.  Abuhussein H, Pagni G, Rebaudi A, Wang HL. The effect of thread pattern upon implant osseointegration. Clin Oral Implants Res 2010; 21(2): 129-36.
دوره 44، شماره 867
هفته 3، مرداد
مرداد و شهریور 1405
صفحه 1065-1074

  • تاریخ دریافت 25 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 12 مرداد 1405