Ueno T, Takeuchi M, Hori N, Iwasa F, Minamikawa H, Igarashi Y, Anpo M, Ogawa T.
Jane und Jerry Weintraub Zentrum für Rekonstruktive Biotechnology, Division of Advanced Prothetik, Biomaterialien und Krankenhaus Zahnmedizin, UCLA School of Dentistry, Los Angeles, California, Abnehmbare Prothetik, Department of Kaufunktion Rehabilitation, Graduate School, Tokyo Medical and Dental University, Tokyo, Japan.
Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater, 2012
Über die zeitabhängige Abnahme der Bioaktivität von Titan (d.h. die biologische Alterung von Titan) wurde in früheren Studien berichtet. Dieses Phänomen ist durch den zunehmenden Verlust der Hydrophilie und die zwangsläufig fortschreitende Kontamination der Titanoberfläche durch Kohlenwasserstoffe bedingt. In dieser Studie untersuchten wir die Hypothese, dass Gamma-Bestrahlung, die aufgrund ihrer hohen Energie zur Zersetzung und Entfernung organischer Verunreinigungen in der Lage sind, in der Lage ist, die Bioaktivität und Osteokonduktivität von Titan zu erhöhen.
Material und Methoden:
Titan-Scheiben wurden mit Säure geätzt und 4 Wochen gelagert. Aus Ratten-Knochenmark gewonnene Osteoblastenkulturen wurden auf den Titanplatten mit oder ohne Behandlung mit Gammastrahlen (30 kGy) unmittelbar vor Experimentbeginn kultiviert.
Ergebnisse:
Die Zelldichte am 2. Tag lag auf gamma-behandelten Oberflächen um 50% höher, was als Zeichen der um 25% höhere Rate der Zellproliferation zu sehen war. Osteoblasten auf gamma-bestrahlten Oberflächen zeigten 30% höher alkalische Phosphatase-Aktivität am 5. Tag und 60% höher Kalziumablagerung am 20. Tag. In der frühen Heilungsphase der ersten 2 Wochen lag die in vivo Osseointegration des Implantats in der Gamma-bestrahlten Gruppe um 40% höher. Gamma-Strahlen-behandelte Oberflächen erhielten ihre Hydrophilie zurück und zeigten einen geringeren Anteil an Kohlenstoff (35%) im Vergleich zu unbehandelten, gealterten Oberflächen (48%). Die Daten belegen, dass eine Vorbehandlung von Titan mit Gammastrahlen seine Bioaktivität und Osteokonduktivität maßgeblich verbessert, und gleichzeitig auf seiner Oberfläche eine signifikante Reduktion des Kohlenstoffs sowie eine Wiederherstellung der Hydrophilie bewirkt.
Fazit:
Die Ergebnisse legen nahe, dass Gammastrahlen eine wirksame Technologie zur der Oberflächenoptimierung von Titan darstellt, um der biologischen Alterung zu entgegnen und die biologischen Eigenschaften von Titan-Implantaten zu verbessern.
