Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion* - Champions Implants

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Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion* - Champions Implants
WISSENSCHAFT / RESEARCH                                    ORIGINALARBEIT / ORIGINAL ARTICLE                                                           347

Friedrich Müller, Janine Müller, Maximilian Schmidt-Breitung, Marcus Horn, Philipp Merkt, Viktor Foltin

Bildung und Nachweis von
Titanpartikeln während der
Implantatinsertion*
Eine Ex-vivo-Studie in menschlichem Spenderknochen

     Warum Sie diesen Beitrag                             Einleitung: In der Orthopädie ist der Verschleiß von Titankomponenten an
                 lesen sollten                            Endoprothesen ein zunehmendes Problem, insbesondere bei Hüftprothesen.
                                                          Entzündungen und Gewebedegenerationen machen chirurgische Revisionen
   Dieser Artikel berichtet über eine                     daher riskant und ungünstig. Da allein in Deutschland jährlich ca. eine Milli-
Ex-vivo-Studie bezüglich Titanabrieb                      on Zahnimplantate inseriert werden, treten Nebenwirkungen wie die multi-
  von Implantaten zweier Hersteller-                      ätiologische Periimplantitis immer häufiger auf. Diese Studie ist durch die Not-
      firmen. Es handelt sich um die                      wendigkeit motiviert, eine Störung der osseointegrativen Heilung von Titan-
     Weiterführung einer in der DZZ                       implantaten nach Insertion durch Phagozytose von Nanopartikeln besser zu
         veröffentlichten Pilotstudie.                    verstehen. Phagozytose von Nanopartikeln kann zur Aktivierung einer anhal-
                                                          tenden Gewebeentzündung führen, mit einem daraus resultierenden höheren
                                                          Risiko eines Implantatverlustes oder der Aktivierung der multiätiologischen
                                                          Periimplantitis.

                                                          Methode: Menschlicher Spenderknochen der Qualität D1 (Os femoris) wurde
                                                          in geeigneter Größe geschnitten und 6 Conelog-Implantate (Camlog) mit ei-
                                                          nem Durchmesser von 3,8 mm (3 Implantate mit mikrorauer Oberfläche und
                                                          3 mit maschinierter Oberfläche) sowie 6 Thommen-Implantate mit einem
                                                          Durchmesser von 4 mm (3 Implantate mit mikrorauer Oberfläche und 3 mit
                                                          maschinierter Oberfläche) mit einem maximalen Drehmoment von 20 Ncm
                                                          inseriert. Anschließend wurde die Knochenkavität geöffnet und auf Titan-
                                                          abrieb untersucht. Für den Nachweis von Nanopartikeln wurden Rasterelektro-
                                                          nenmikroskopie (REM) und energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)
                                                          eingesetzt. Die statistische Analyse wurde mittels ANOVA durchgeführt.

                                                          Ergebnisse: Das Vorkommen von Titan war sehr begrenzt. Daher konnte die
                                                          Größe der Partikel nicht gemessen werden. Insgesamt wurden 150 Stellen an
                                                          12 Implantaten analysiert (durchschnittlich 12,5 Stellen pro Implantat). Ins-
                                                          gesamt ergaben die Messungen an 37 Stellen einen positiven Nachweis von
                                                          geringen Spuren von Titan (0,016–0,364 Gew.-%). Es wurden keine Unter-
                                                          schiede in Bezug auf die Oberflächenmorphologie oder den Herstellertyp ge-
                                                          funden. Bemerkenswerterweise gibt es Unterschiede in den Untergruppen. Es
                                                          gibt einen statistisch signifikanten Unterschied zwischen maschinierten und
                                                          mikrorauen Oberflächen bei Canelog-Implantaten (p = 0,0161). Bei Thom-
                                                          men-Implantaten wurde kein Unterschied zwischen maschinell bearbeiteten
                                                          und mikrorauen Oberflächen gefunden (p = 0,696).

Zahnarztpraxis Dres. Müller+, Tannenring 76, 65207 Wiesbaden: Dr. Friedrich Müller M.Sc. M.Sc., Dr. Janine Müller, Dr. Maximilian Schmidt-Breitung MBA, Marcus Horn,
Dr. Philipp Merkt M.Sc., Doc. Viktor Foltin PhD
St. Elisabeth Universität Bratislava, Slowakei; Johannes Gutenberg-Universität Mainz: Dr. Friedrich Müller M.Sc. M.Sc., Dr. Maximilian Schmidt-Breitung MBA, Marcus Horn,
Dr. Philipp Merkt M.Sc., Doc. Viktor Foltin PhD
*Deutsche Version der englischen Erstveröffentlichung Müller F, Müller J, Schmidt-Breitung M, Horn M, Merkt P, Foltin V: Formation and detection of titanium release during
 implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone. Dtsch Zahnärztl Z Int 2021; 3: 158–166
Übersetzung aus dem Englischen: Yasmin Schmidt-Park
Zitierweise: Müller F, Müller J, Schmidt-Breitung M, Horn M, Merkt P, Foltin V: Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion. Eine Ex-vivo-Studie
in menschlichem Spenderknochen. Dtsch Zahnärztl Z 2021; 76: 347–356
Peer-reviewed article: eingereicht: 14.04.2020, revidierte Fassung akzeptiert: 30.07.2020
DOI.org/10.3238/dzz.2021.0024

                                                                                             © Deutscher Ärzteverlag | DZZ | Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift | 2021; 76 (6)
Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion* - Champions Implants
MÜLLER F, MÜLLER J, SCHMIDT-BREITUNG ET AL.:
      Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
348   Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone

      Zusammenfassung und Schlussfolgerung: Diese Untersuchung hat zeigt,
      dass Abrieb von Titan in menschlichem Knochen allein durch die Implantat-
      insertion auftreten kann. Allerdings ist der Abrieb im humanen Spenderkno-
      chen extrem begrenzt und von geringer klinischer Relevanz. Weitere Langzeit-
      untersuchungen zu Aspekten der Bio-Tribokorrosion bei Zahnimplantaten
      sind erforderlich. Das Risiko einer anhaltenden Entzündung während der
      Osseointegration wird als äußerst gering eingeschätzt, weshalb Titanimplan-
      tate eine sichere und vorhersagbare Therapieoption darstellen.

      Schlüsselwörter: Titan; Verschleiß; Partikel; menschlicher Spenderknochen;
      Bio-Tribokorrosion

      Einleitung                                                       Eine Literaturübersicht zur Titan-    tikeln verursachen können: Ablösung
      Diese Studie untersucht den Abrieb                           toxizität durch Kim et al. bestätigte     durch Reibung zwischen Implantat
      von dentalen Titanimplantaten nach                           toxische wie auch allergische Reaktio-    und Knochen während der Insertion,
      der Insertion in menschlichen Spen-                          nen auf Titan [18]. Das am häufigsten     Abnutzung während des Debride-
      derknochen der Qualität D1. Abrieb-                          verwendete        Titanmaterial     ist   ments bei chirurgischen Interventio-
      partikel können von Makrophagen                              TiO2-Pulver, welches in verschiede-       nen sowie Korrosion [53]. Die Beschä-
      phagozytiert werden und somit eine                           nen Anwendungen wie Farben, Le-           digung der Implantatoberfläche auf-
      anhaltende Entzündungsreaktion för-                          bensmitteln, Medikamenten und             grund von Partikelfreisetzung wäh-
      dern und die Osseointegration beein-                         Kosmetika zu finden ist [9, 42]. Da-      rend der Insertion wurde von Senna
      trächtigen. Nanopartikel sind in un-                         raufhin wuchs die Besorgnis über die      et al. beobachtet [40]. Andererseits
      serem täglichen Leben allgegenwärtig                         Auswirkungen auf unsere Umwelt            schlugen Addison et al. vor, dass lo-
      und finden sich auch in Dentalmate-                          und die menschliche Gesundheit [3,        kalisierte Oberflächenkorrosion und
      rialien. Schmalz et al. erarbeiteten ei-                     13, 54]. Die Toxizität von TiO2-Na-       Mikrobewegungen für Titanpartikel
      ne Übersicht von Nanopartikeln in                            nopartikeln bei Nagetieren konnte in      verantwortlich seien, und hielten es
      der Zahnmedizin [36, 37]. Sie fanden                         einigen Studien gezeigt werden [5, 6,     daher für unwahrscheinlich, dass Ab-
      heraus, dass Nanopartikel durch Ab-                          8, 11, 14, 41, 48, 50, 51, 57].           rieb der Hauptverursacher von Par-
      nutzung von Restaurationsmateria-                                Obwohl Titan und seine Legie-         tikeln ist [1].
      lien (z.B. Keramik, Metalle) entstehen                       rungen ein sehr biokompatibles Ma-            Eigene Untersuchungen zur dreh-
      oder aus Zahnimplantaten freigesetzt                         terial darstellen, kann es in extremer    momentabhängigen Insertionstiefe
      werden können. Schmalz et al. ver-                           Umgebung und unter extremen Be-           von dentalen Titanimplantaten in
      muten, dass Nanopartikel möglicher-                          dingungen (z.B. bei intraoralem nied-     künstlichem Knochen zeigten, dass
      weise in die biologische Umgebung                            rigen pH-Wert und hohen Fluorid-          Implantate beim Einsetzen mit bis zu
      gelangen, wenn Restaurationen oder                           konzentrationen) dennoch zu Ver-          70 Ncm Drehmoment belastet wer-
      Implantate aus der Mundhöhle ent-                            schleiß und Korrosion kommen [19,         den [24]. Der Abrieb von dentalen Ti-
      fernt werden.                                                29, 44]. Schiff et al. zeigten die Zer-   tanimplantaten in künstlichem Kno-
          Eine kürzlich veröffentlichte                            störung der Titan-Passivschicht durch     chen wurde im Anschluss untersucht
      Übersichtsarbeit über Korrosion und                          Fluor-Ionen [35]. Wachi et al. bestä-     [25]. Es konnte gezeigt werden, dass
      Verschleiß von titanbasierten denta-                         tigten, dass Titan-Ionen für die nega-    in künstlichem Knochen der Qualität
      len Implantatverbindungen zeigte,                            tiven Auswirkungen der periimplan-        D1 der Verschleiß mit nur 0,17 bis
      dass das Problem der Nanopartikel                            tären Mukositis verantwortlich sein       0,47 Atomprozent und mit Partikeln
      wissenschaftliche Evidenz erreicht                           könnten [49] und Olmedo et al. fan-       von 100 bis 150 nm Größe sehr ge-
      hat [2]. Diese Übersichtsarbeit von                          den mit Titanpartikeln beladene Ma-       ring war. Ziel der vorliegenden Studie
      Apaza-Bedoya et al. zeigte, dass De-                         krophagen als Indikator für Korrosi-      war es, die früheren Erkenntnisse un-
      gradation an der Implantat-Abut-                             onsprozesse von de-osseointegrierten      ter klinisch relevanteren Bedingun-
      ment-Verbindung aufgrund von Ab-                             Implantaten im menschlichen peri-         gen in menschlichem Spenderkno-
      rieb und tribologische Prozesse zu                           implantären Weichgewebe [27]. Un-         chen der Qualität D1 erneut zu über-
      den schwerwiegenden Problemen in                             ter Verwendung des exfoliativen zy-       prüfen.
      der Zahnmedizin gehören. Sie stell-                          tologischen Tests zum Nachweis von
      ten fest, dass Abrieb- und Korrosi-                          Partikeln innerhalb und außerhalb         Methoden
      onsrückstände (z.B. Ionen sowie Mi-                          von Epithelzellen und Makrophagen         Menschlicher Spenderknochen wur-
      kro- und Nanopartikel), die in das                           fanden die Studien von Olmedo und         de vom Anatomischen Institut Dr.
      biologische Umgebungsgewebe frei-                            Penmetsa signifikant höhere Raten         Senckenberg des Universitätsklini-
      gesetzt werden, eine Periimplantitis                         von Implantatpartikeln bei Patienten      kums der Goethe-Universität Frank-
      stimulieren können, die wiederum                             mit Periimplantitis [28, 30]. Wilson et   furt zur Verfügung gestellt (Nr.
      zu pathologischer Knochenresorpti-                           al. diskutierten drei Möglichkeiten,      65300308–2018–01). Der Spender-
      on führt.                                                    die das Vorhandensein von Titanpar-       knochen umfasste einen tiefgefrore-

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Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion* - Champions Implants
MÜLLER F, MÜLLER J, SCHMIDT-BREITUNG ET AL.:
Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone                                                 349

                                                                                                den demnach in den Schnitt der
   Formation and detection of                                                                   Längstrennung inseriert. Aufgrund
                                                                                                der eingeschränkten Länge des Kno-
   titanium release during implant                                                              chenschafts konnte die begrenzte An-
   insertion. An ex-vivo study in                                                               zahl von 12 Implantaten mit ausrei-
                                                                                                chend Abstand zueinander inseriert
   human donor bone                                                                             werden. Diese Tatsache ermöglichte
                                                                                                die Einbringung von nur 3 Implanta-
   Introduction: In orthopaedic wear of titanium components of endo-pros-                       ten jeder Gruppe. Sechs Conelog-Im-
   thesis is an increasing problem, especially in hip prosthesis. Inflammation                  plantate (Camlog) mit einem Durch-
   and tissue degeneration make surgical revisions risky and unfavourable. As                   messer von 3,8 mm (3 Implantate
   approximately one million dental implants are inserted every year in Ger-                    mit mikrorauer Oberfläche und 3 mit
   many alone, side-effects like multi-etiological periimplantitis becomes more                 maschinierter Oberfläche) sowie
   frequent. This study is motivated by the need to prevent disturbance of os-                  6 Thommen-Implantate mit einem
   seointegrative healing of implants after insertion due to phagocytosis of                    Durchmesser von 4 mm (3 Implanta-
   nanoparticles. That may cause activation of prolonged tissue inflammation                    te mit mikrorauer Oberfläche und 3
   with subsequent higher risk of implant loss or activation of multi-etiological               mit maschinierter Oberfläche) wur-
   peri-implantitis.                                                                            den mit einem maximalen Drehmo-
                                                                                                ment von 20 Ncm und ausreichender
   Methods: Human donor bone of D1 quality (Os femoris) was cut in ap-                          Wasserkühlung inseriert, um eine
   propriate size and 6 Conelog implants (Camlog) of 3,8 mm diameter                            Überhitzung des Knochens zu ver-
   (3 implants with a microrough surfaceand 3 of machined surface) together                     meiden. In beiden Systemen wurden
   with 6 Thommen implants of 4 mm diameter (3 implants with a micro-                           Standard-Edelstahlbohrer verwendet,
   rough surface and 3 of machined surface) were inserted with a maximum                        die den Empfehlungen der Bohrpro-
   torque of 20 Ncm. Afterwards the bone cavity was opened and investi-                         tokolle entsprachen. Eine vorherige
   gated for titanium wear. Scanning electron microscopy (SEM) and energy                       Analyse eines unbenutzten Edelstahl-
   dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to perform detection of                        bohrers zeigte eine sehr homogene
   nanoparticles. Statistical analysis was performed using ANOVA.                               Zusammensetzung der Bohreroberflä-
                                                                                                che mit nur geringen Spuren von Ti-
   Results: The occurence of titanium was very limited. Therefore, the size of                  tan, so dass die Edelstahlbohrer als
   particles could not be measured. Overall 150 sites in 12 implants have                       mögliche Titanquelle während der
   been analyzed (average of 12.5 sites per implant). In total, the measure-                    EDX-Analyse ausgeschlossen werden
   ments of 37 sites produced positive detection of small traces of titanium                    konnten. Um eine Probengröße zu er-
   (0.016–0.364 wt.%). No differences have been found regarding the sur-                        halten, die klein genug für die REM-
   face morphology or type of manufacturer. Remarkably there are differences                    Vakuumkammer war, wurde jede Im-
   in the sub-groups. There is a statistically significant difference between ma-               plantatkavität in 1,5 cm große Stücke
   chined and microrough surfaces in Canelog implants (p = 0.0161). No dif-                     geschnitten (Abb. 3 und 4). Implantat
   ference has been found in machined and microrough Thommen implants                           und Knocheneinheiten wurden für
   (p = 0.696).                                                                                 die Dauer von 14 Tagen in einem Ex-
                                                                                                sikkator getrocknet, um die REM-
   Summary and Conclusion: This unpretentious investigation actually                            Bildgebung zu gewährleisten. Zur
   shows that wear of titanium can occur in human bone simply due to im-                        Verbesserung der elektrischen Leit-
   plant insertion. Though wear is extremely limited in human donor bone                        fähigkeit des Spenderknochens war
   and of little clinical relevance. Further long-term investigations regarding                 eine Sputterbeschichtung der Proben
   aspects of bio-tribocorrosion in dental implants are needed. The risk of pro-                erforderlich. Der verwendete Sputter
   longed inflammation during osseointegration is considered to be extremely                    war Edwards S150B Sputter Coater.
   low and therefore titanium implants are a safe and predictable therapeutic                   Als Sputtergas wurde Argon verwen-
   option.                                                                                      det, um eine geeignete Ionenquelle
                                                                                                für einen effizienten Targetbeschuss
   Keywords: titanium; wear; particles; human donor bone; bio-tribocor-                         bereitzustellen. Als Targetmaterial
   rosion                                                                                       wurde Gold (Negativkathode) ver-
                                                                                                wendet, welches für die Dauer von ei-
                                                                                                ner Minute bei 1 kV Spannung und
                                                                                                100 mbar Druck auf die Proben auf-
                                                                                                gesputtert wurde. Weitere Vorteile des
nen Oberschenkelknochenschaft (Os           ben quer fixiert, was ein Öffnen der                Sputterns waren die Verringerung der
femoris) von 25 cm Länge und                Knochenkavitäten ohne erneute                       Beschädigung des Knochens durch
3,5 cm Breite (Abb. 1). Der Schaft          Krafteinwirkung auf Implantatober-                  den       Rasterelektronenmikroskop-
wurde in Längsrichtung mittig ge-           flächen oder die Kavitätenwände er-                 strahl, die Verringerung der Proben-
trennt und anschließend mit Schrau-         laubte (Abb. 2). Die Implantate wur-                aufladung, die Verbesserung der Se-

                                                                       © Deutscher Ärzteverlag | DZZ | Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift | 2021; 76 (6)
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      Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
350   Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone

      kundärelektronenemission sowie die
      Verbesserung der Kantenauflösung.
      Die energiedispersive Röntgenspek-
      troskopie (EDX) ist eine Messmetho-
      de aus dem Bereich der Materialprü-
      fung und -analytik. Mit einem Elek-
      tronenstrahl bestimmter Energie wer-
      den Atome einer bestimmten Probe
      angeregt, die daraufhin eine charak-
      teristische Röntgenstrahlung aussen-
      den. Jedes Element sendet sein spezi-
      fisches und eindeutiges Röntgenspek-
      trum aus. Auf diese Weise kann die
      Zusammensetzung der chemischen
      Elemente der Probenoberfläche ana-
      lysiert werden. Die statistische Analy-
      se wurde mittels ein- und zweifak-
      torieller Varianzanalyse (ANOVA)
      durchgeführt.
          Die Ausgabe eines Konzentrati-                           Abbildung 1 Tiefgefrorener menschlicher Oberschenkelschaft
      onswertes eines bestimmten Elemen-
      tes durch die EDX-Software darf nicht
      mit einem positiven Nachweis des
      analysierten Elementes verwechselt
      werden, auch wenn der Wert un-
      gleich Null ist. Vielmehr basiert die
      Interpretation des Wertes auf statisti-
      schen Tests. Das bedeutet, dass mit ei-
      ner gewissen Wahrscheinlichkeit das
      tatsächliche und unbekannte Ergeb-
      nis von Titan um den angegebenen
      Wert herum liegt. Aus diesem Grund
      zeigt die Software neben dem gemes-
      senen Wert auch die Standardabwei-
      chung (SD) an. Wählt man die ein-
      fache Standardabweichung, so liegt
      die Wahrscheinlichkeit, dass der reale
      und unbekannte Wert von Titan in-
      nerhalb der Standardabweichung
      liegt, bei 68,3 %. Verdoppelt man die
      Standardabweichung (2SD), so steigt                          Abbildung 2 Menschlicher Oberschenkelschaft mit eingesetzten Implantaten

      Abbildung 3 Canelog-Implantate maschinell bearbeitet (oben) und mikroraue Oberfläche (unten)

      © Deutscher Ärzteverlag | DZZ | Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift | 2021; 76 (6)
Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion* - Champions Implants
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Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone                                             351

Abbildung 4 Thommen-Implantate maschinell bearbeitet (oben) und mikroraue Oberfläche (unten)

die Wahrscheinlichkeit auf 95,5 %.        Oberfläche besaßen. REM-Unter-                    und maschinierten Thommen-Im-
Werte, die kleiner als die einfache       suchungen und EDX-Analysen wur-                   plantate erbrachten jeweils 13 Stellen
Standardabweichung sind, deuten           den an verschiedenen Stellen der kres-            (28,88 %) einen positiven Titannach-
auf eine entsprechend hohe Wahr-          talen Anteile eines jeden Implantats              weis. (Tab. 1 und Abb. 5).
scheinlichkeit, dass der reale und un-    durchgeführt. Insgesamt wurden                        Univariate statistische Analysen
bekannte Titanwert Null ist (auch         150 Stellen an 12 Implantaten ana-                zeigten keine Unterschiede hinsicht-
wenn der Wert selbst nicht Null war).     lysiert (durchschnittlich 12,5 Stellen            lich der Oberflächenmorphologie
In der analytischen Praxis bedeutet       pro Implantat). Messungen an 37 Stel-             (p = 0,326) oder des Implantatherstel-
dies wiederum, dass Titan nicht           len (24,55 %) ergaben einen positiven             lers (p = 0,167). Bivariate Tests unter
nachgewiesen werden konnte.               Nachweis von geringen Spuren von                  Einbeziehung beider Faktoren (Ober-
                                          Titan (0,016–0,364 Gew.-%). Bei Ca-               fläche und Hersteller) zeigten einen
Ergebnisse                                nelog-Implantaten mit mikrorauer                  marginalen signifikanten Unterschied
Insgesamt wurden 12 Implantate in         Oberfläche waren 9 von 48 (18,75 %)               (p = 0,0755), was auf Unterschiede in
menschlichen Spenderknochen inse-         gemessenen Stellen positiv für den                den Untergruppen hindeutete. Es gab
riert,  6 Conelog-Implantate   und        Nachweis von Titan. Bei der maschi-               einen statistisch signifikanten Unter-
6 Thommen-Implantate, von denen 3         nierten Oberfläche waren 2 von 12                 schied zwischen maschinierter und
von jedem Hersteller eine mikroraue       (16,66 %) gemessenen Stellen positiv              mikrorauer Oberfläche bei Canelog-
osseointegrative Oberfläche und 3         für Titan. Bei den jeweils 45 unter-              Implantaten (p = 0,0161) sowie einen
von jeder Gruppe eine maschinierte        suchten Bereichen der mikrorauen                  Unterschied zwischen Implantaten
                                                                                            mit maschinierter Oberfläche von
                                                                                            Thommen und Canelog (p = 0,0826).
                                                                                            Es wurde kein statistisch signifikanter
                                                                                            Unterschied zwischen maschinierten
                                                                                            und mikrorauen Thommen-Implan-
                                                                                            taten (p = 0,696) oder zwischen mi-
                                                                                            krorauen Oberflächen von Thommen
                                                                                            und Canelog (p = 0,81) gefunden
                                                                                            (Abb. 6).

                                                                                            Diskussion
                                                                                            Die vorliegende Studie zeigt, dass die
                                                                                            untersuchten Titanimplantate nur
                                                                                            sehr wenig abrasiv sind. Die Oberflä-
                                                                                            che mit dem geringsten Abrieb wurde
                                                                                            bei Canelog-Implantaten mit maschi-
                                                                                            nierten Oberflächen gefunden. Ein
                                                                                            nahezu ähnliches Abrasionsverhalten
                                                                                            wurde bei den beiden Thommen-
                                                                                            Oberflächen zusammen mit den mi-
Abbildung 5 EDX-Spektrum von Stichprobe 7                                                   krorauen Canelog-Implantaten fest-

                                                                   © Deutscher Ärzteverlag | DZZ | Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift | 2021; 76 (6)
MÜLLER F, MÜLLER J, SCHMIDT-BREITUNG ET AL.:
      Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
352   Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone

      gestellt. Ergebnisse einer zuvor ver-
                                                                                                                        Mittel-
      öffentlichten Untersuchung von Ca-                              Stich-                           Stellen pro
                                                                                    Beschreibung                      wert(Ti Ein-    SD     Min     Max
                                                                      probe                            Stichprobe
      nelog-Implantaten haben ein zehn-                                                                               heit wt.%)
      mal höheres Abrasionsverhalten in
      künstlichem Knochen im Vergleich                                                 Canelog              20
                                                                          1                                              0.045       0.077   0.006   0.364
      zu menschlichem Spenderknochen                                                osseointegrativ     (4 positiv)
      gezeigt (bis zu 0,46 Gew.-% Titanpar-
                                                                                       Canelog              12
      tikel) [25]. Dieser Unterschied könnte                              2                                              0.049       0.041   0.009   0.142
                                                                                    osseointegrativ     (4 positiv)
      auf die Eigenschaften der zuvor ver-
      wendeten künstlichen Knochenblö-                                                 Canelog              16
                                                                          3                                              0.033       0.024   0.000   0.097
      cke (Sawbone, 40 pcf) zurückzufüh-                                            osseointegrativ     (1 positiv)
      ren sein. Diese massiven Kunstkno-
                                                                                           Canelog          6
      chenblöcke waren vollständig von                                    4                                              0.014       0.010   0.003   0.029
                                                                                          maschinell    (0 positiv)
      Compacta-Knochenqualität,         wäh-
      rend der menschliche Spenderkno-                                                     Canelog          4
                                                                          5                                              0.021       0.023   0.005   0.055
      chen im Zentrum der Probe von                                                       maschinell    (2 positiv)
      spongiöser medullärer Konsistenz
                                                                                           Canelog          2
      war mit einem Compacta-Anteil von                                   6                                              0.001       0.001   0.001   0.002
                                                                                          maschinell    (0 positiv)
      nur 2–3 mm. Diese Compacta-Struk-
      tur erwies sich als ausreichend stark,                                          Thommen               15
                                                                          7                                              0.058       0,025   0.031   0.116
      um eine Primärstabilität für alle Im-                                        osseointegrative     (6 positiv)
      plantate zu erreichen, jedoch man-
                                                                                      Thommen               15
      gelte es an einer ausreichenden Stan-                               8                                              0.032       0.025   0.004   0.094
                                                                                   osseointegrative     (5 positiv)
      dardisierung des Knochens (Abb. 7).
      Diese Standardisierung war einerseits                                           Thommen               15
                                                                          9                                              0.029       0.019   0.000   0.059
      im künstlichen Knochenmodell hin-                                            osseointegrative     (2 positiv)
      reichend gegeben, andererseits fehlte
                                                                                          Thommen           15
      dem Modell die klinischen Anforde-                                 10                                              0.037       0.016   0.004   0.064
                                                                                          maschinell    (6 positiv)
      rungen. Die Ergebnisse zeigen, dass
      mikroraue Oberflächen aufgrund des                                                  Thommen           15
                                                                         11                                              0.074       0.064   0.000   0.252
      mikroretentiven Musters nach dem                                                    maschinell    (3 positiv)
      Sandstrahlen und Säureätzen zur Si-
                                                                                          Thommen           15
      cherstellung der Osseointegration ab-                              12                                              0.029       0.018   0.002   0.060
                                                                                          maschinell    (4 positiv)
      rasiver sind als maschinell bearbeitete
      Oberflächen. Daher ist es nicht ver-                         Tabelle 1 Nachweis von Spuren von Titan auf Canelog- und Thommen-Implantaten
      wunderlich, dass die maschinell bear-                        (Gewichtseinheit %)
      beitete Oberfläche von Canelog deut-
      lich weniger abrasiv ist als die mikro-
      raue. Bemerkenswerterweise findet
      sich dieser Unterschied nicht bei Im-
      plantaten des Herstellers Thommen,
      wo die maschinierte Oberfläche ver-
      gleichbar abrasiv ist wie die mikro-
      raue. Eine weitere interessante Tatsa-
      che ist, dass sowohl die mikroraue
      Oberfläche von Canelog als auch die
      von Thommen ein ähnliches Abrasi-
      onsverhalten aufweisen. Es kann also
      keine Überlegenheit des einen Her-
      stellers gegenüber dem anderen fest-
      gestellt werden.
          Im Vergleich dazu fanden Sridhar
      et al. bei 16 Straumann-Implantaten
                                                                                                                                                             (Abb. 1–6, Tab. 1: F. Müller)

      keine Spuren von Titan im künst-
      lichen Knochen von 10, 20, 30 und
      40 pcf Sawbone-Blöcken [43]. Die
      von Sridhar et al. verwendete Unter-
      suchungsmethode (Lichtmikroskopie
      und Röntgendiffraktometrie) kann
      als mögliche Ursache für den nicht                           Abbildung 6 Box-Plot

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MÜLLER F, MÜLLER J, SCHMIDT-BREITUNG ET AL.:
Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone                                                353

erfolgreichen Nachweis von Titan-
Nanopartikeln angesehen werden, da
mit der Lichtmikroskopie nicht so
hohe Vergrößerungen wie mit einem
Rasterelektronenmikroskop erreicht
werden und daher gestreute Titanpar-
tikel im Nanometerbereich nicht zu-

                                                                                                                                                       (Abb. 7: Dr. Manuel Niederhagen, OptiPath Frankfurt/M.)
verlässig nachgewiesen werden kön-
nen. Im Gegensatz dazu fand eine an-
dere In-vitro-Studie eine reduzierte
Oxidschicht von Zahnimplantaten
nach Insertions- und Pullout-Tests
mittels Mikrostrukturanalyse [47].
Deppe et al. fanden heraus, dass
die mittlere Oberflächenrauheit, die
mittlere maximale Rauheit und das
entwickelte Oberflächenverhältnis
nach der Implantatinsertion anhand
eines In-vitro-Studienmodells stark
verändert waren [10]. Drei verschie-
dene Implantatsysteme mit unter-          Abbildung 7 Histologischer Nachweis der Kompakta
schiedlichen Oberflächenrauigkeiten
wurden in Klasse I Schweineknochen
inseriert. Es konnte gezeigt werden,
dass bei säuregeätzter Implantatober-     geschrittener Periimplantitis erfor-              Titan möglicherweise die Entzün-
fläche die mittlere Oberflächenrau-       dern häufig die Entfernung von ma-                dungssymptome und die Behand-
igkeit besonders im apikalen Bereich      kroskopischen Gewindegängen zur                   lungsprognose ungünstig beeinflus-
(–10,4 %) im Vergleich zur großkör-       Oberflächenglättung [7, 32, 39].                  sen kann. Um den möglichen Ein-
nig gestrahlten Implantatoberfläche       Schwarz et al. wiesen eindeutig eine              fluss freigesetzter Bestandteile von
abnahm. Bei anodisierten Implanta-        Titankontamination des benachbar-                 Zahnimplantaten als Folge der peri-
ten nahm die mittlere Oberflächen-        ten Knochens und Bindegewebes                     implantären Therapie oder der Korro-
rauigkeit zu (+5,7 %), was auf eine       nach einer Implantatplastik nach,                 sion der Titanoberfläche zu unter-
Zerstörung der Oberfläche hindeute-       was zu einem lokalisierten chronisch-             suchen, führten Noronha Oliveira et
te. Meyer et al. bestätigten die Kon-     entzündlichen Zellinfiltrat führte, das           al. eine systematische Literatursuche
tamination des periimplantären Kno-       von Plasmazellen und Lymphozyten                  in der Datenbank Pubmed durch
chens bei Minischweinen nach der          dominiert wurde [38]. Tatsächlich be-             [26]. Es wurden 79 Artikel in die Ana-
Insertion von Titanimplantaten mit-       richteten die Autoren über keine kli-             lyse einbezogen. Beobachtet wurde,
hilfe der Rasterelektronenmikrosko-       nischen Nebenwirkungen, die mit                   dass Metallionen und Metallpartikel
pie [20]. Die Ergebnisse zeigten Titan-   dem Vorhandensein dieser Titanpar-                Osteoklasten, proinflammatorische
partikel vor allem im krestalen Teil      tikel in Zusammenhang standen. Die                Zellen und Zytokine in den periim-
des Knochens sowie um Implantate          Periimplantitis-Behandlung in all ih-             plantären Geweben aktivieren. Dege-
mit rauen Oberflächen. Bei Oberflä-       ren Aspekten ist im Vergleich zur Pa-             nerative Veränderungen wurden in
chen mit einer Rauigkeit von 1,5 μm       rodontitis-Therapie [22] noch unzu-               Makrophagen und neutrophilen Gra-
und 0,4 μm wurde ein geringerer Ab-       reichend vorhersagbar [16], die wis-              nulozyten nach der Phagozytose von
rieb festgestellt. Kürzlich konnten       senschaftliche Evidenz daher hetero-              Titan-Mikropartikeln gefunden. Ab-
diese Ergebnisse von Suarez-Lopez del     gen [23]. Die Kenntnis aller Aspekte              bauprodukte, die bei der Degradation
Amo et al. bestätigt werden [45]. Die     der Ätiologie der Periimplantitis ist             von Zahnimplantaten entstehen, ha-
Autoren testeten 5 verschiedene Im-       umso erforderlicher. Eine gegenteilige            ben ein zytotoxisches und genotoxi-
plantatoberflächen. Die Ergebnisse        Einschätzung wurde kürzlich von                   sches Potenzial für periimplantäre
zeigten runde oder kleine eckige,         Petterson at al. vorgenommen [31].                Zellen. Die Menge und die physiko-
längliche Titantrümmer im krestalen       Um den Einfluss des Titans auf die                chemischen Eigenschaften der Ab-
Teil der Osteotomiestelle. Im Gegen-      periimplantäre Entzündung zu unter-               bauprodukte bestimmen das Ausmaß
satz dazu konnten diese Ergebnisse        suchen, wurden 13 Patienten mit Pe-               und die Schädigung der periimplan-
von einer anderen Forschergruppe          riimplantitis (Testgruppe) und 11 Pa-             tären Gewebe. Safioti et al. führten
nicht bestätigt werden [52]. Nach der     tienten mit Parodontitis (Kontroll-               eine Querschnittsstudie zur Periim-
Insertion von Implantaten in Kanin-       gruppe) in diese Studie eingeschlos-              plantitis und zur bakteriellen Belas-
chentibia fanden Wennerberg et al.        sen. Bei Patienten mit Periimplantitis            tung durch [34]. Sie gehen davon aus,
keinen Zusammenhang zwischen              wurden signifikant höhere Titanwer-               dass Bakterien bei einer Periimplanti-
Implantatrauigkeit und Ionenfreiset-      te gemessen als in der Kontrollgrup-              tis nicht nur eine Immunantwort des
zung. Chirurgische Eingriffe bei fort-    pe. Sie kamen zu dem Schluss, dass                Wirts auslösen, sondern auch zu elek-

                                                                   © Deutscher Ärzteverlag | DZZ | Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift | 2021; 76 (6)
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      Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
354   Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone

      trochemischen Veränderungen und                              mittels energiedispersiver Röntgen-      gung) und sekundären (Periimplanti-
      Korrosion der Titanoberfläche füh-                           fluoreszenz (EDXRF) in den Nägeln        tis-Behandlung) Implantatchirurgie
      ren, was wiederum zu einem verstärk-                         von 30 Patienten durch und fanden        adäquate Optionen zu bieten und
      ten Entzündungsprozess führen                                hohe Konzentrationen von Titan [4].      diese zu erweitern.
      kann. Um den Einfluss des freigesetz-                            Eine kürzlich veröffentlichte um-
      ten Titans auf die periimplantäre Ent-                       fassende und kritische Übersichts-       Danksagung
      zündung zu untersuchen, wurden                               arbeit kam zu dem Schluss, dass Ti-      Die vorliegende Studie wurde finan-
      20 Plaqueproben von 30 Patienten                             tanpartikel aufgrund von mecha-          ziell durch den Wissenschafts-
      entnommen und analysiert. Bei Im-                            nischem Verschleiß, Kontakt mit          fonds der DGZMK (15.000 Euro), die
      plantaten mit Periimplantitis wurden                         chemischen Substanzen und Inter-         Oral Reconstruction Foundation
      signifikant höhere Titanwerte gemes-                         aktion mit Substanzen, die von adhä-     (3080    Euro)   sowie     Thommen
      sen als bei gesunden periimplantären                         renten Biofilmen und Entzündungs-        (2.260 Euro) unterstützt. Unser Dank
      Bedingungen.                                                 zellen produziert werden, von Titan-     geht an Dr. Christian Hof und
          Untersuchungen an orthopädi-                             oberflächen freigesetzt werden [21].     Dr. Hendrik Reers für ihre Hilfe bei
      schen Prothesen zeigten den zugrun-                          Die Autoren stellten fest, dass Abnut-   der Durchführung dieser Studie und
      deliegenden pathophysiologischen                             zung, Korrosion, Titanpartikel, Ent-     der Auswertung der Daten.
      Mechanismus, der zum Knochen-                                zündungen und Mikroorganismen
      und Implantatverlust führt [12, 15].                         an einer komplexen Wirtsreaktion
      Die Titanlegierung erhöht die Freiset-                       auf Fremdkörper beteiligt sind. Um-
      zung von entzündungsinduzierenden                            weltfaktoren zusammen mit Korrosi-       Interessenkonflikte
      Mediatoren (Prostaglandin E2, Inter-                         on und Verschleiß führen zu einer        Die Autoren erklären, dass kein Inte-
      leukin-1, Interleukin-6, TNF) [15].                          Materialdegradation, die als Tribokor-   ressenkonflikt im Sinne der Richt-
      Menschliche Monozyten setzten                                rosion bezeichnet wird. Freigesetzte     linien des International Committee
      durch Ti-Al-V im Vergleich zu Titan-                         Titanpartikel stören die Zellfunktion,   of Medical Journal Editors besteht.
      Aluminium-Niob (Ti-Al-Nb) mehr                               die Oberflächenstörung verändert die
      Entzündungsmediatoren frei [33]. Yu                          Proteinabsorption, die bakterielle Be-
      et al. untersuchten synergistische Ef-                       lastung verursacht eine Entzündung,
                                                                                                            Literatur
      fekte von H2O2 und Albumin auf das                           die Entzündung verändert den pH-
      Korrosionsverhalten von Titanlegie-                          Wert, der wiederum die Zusammen-         1. Addison O, Davenport AJ, Newport
      rungen (Ti6Al4V) in physiologischer                          setzung der Biofilme verändert, was      RJ et al.: Do ‘passive’ medical titanium
                                                                                                            surfaces deteriorate in service in the ab-
      Kochsalzlösung [56]. In beiden Me-                           wiederum eine erneute Korrosion
                                                                                                            sence of wear? J R Soc Interface 2012; 9:
      dien (Albumin und H2O2) wurde eine                           verursachen kann. Mehrere Rück-          3161–3164
      wesentlich höhere Metallfreiset-                             kopplungsschleifen beeinträchtigen
                                                                                                            2. Apaza-Bedoya K, Tarce M, Benfatti
      zungsrate beobachtet als in Anwesen-                         also das periimplantäre Hart- und
                                                                                                            CAM et al.: Synergistic interactions bet-
      heit von H2O2 und Albumin allein.                            Weichgewebe. Mombelli et al. kamen       ween corrosion and wear at titanium-ba-
      Weiterhin zeigten Zhang et al., dass                         schließlich zu der schönen Schluss-      sed dental implant connections: A sco-
      Albumin die Auflösung von Ti6Al4V                            folgerung, dass Biofilme Korrosion       ping review. J Periodont Res 2017; 52:
      in Gegenwart von H2O2 bei kurzen                             und Entzündungen verursachen. Zu-        946–954
      Zeiträumen (< 24 h) unterdrückte,                            sammenfassend lässt sich diese           3. Batt J, Milward M, Chapple I, Grant
      aber nach längeren Zeiträumen die                            Schlussfolgerung auf den gesamten        M, Roberts H, Addison O: TiO 2 nanop-
      Auflösungsrate wieder ansteigen ließ,                        Aspekt des wissenschaftlichen Feldes     articles can selectively bind CXCL8 im-
      was auf die Reduktion der Oxid-                              der Bio-Tribokorrosion ausweiten: In-    pacting on neutrophil chemotaxis. Eur
                                                                                                            Cell Mater 2018; 35: 13–24
      schicht des Titans zurückzuführen                            sertion verursacht Abrieb, was wie-
      sein könnte [58].                                            derum Entzündung und Korrosion           4. Berglund F, Carlmark B: Titanium, si-
          Allergische Reaktionen gegen Ti-                         verursacht was wiederum zu Ver-          nusitis, and the yellow nail syndrome.
      tan gelten als unmöglich und meist                           schleiß, Korrosion und Entzündung        Biol Trace Elem Res 2011; 143: 1–7
      werden Intoleranz- oder Unverträg-                           führt [55].                              5. Bermudez E, Mangum JB, Asgharian
      lichkeitsreaktionen       gegen   Titan                          Nichtsdestotrotz ist die Tatsache,   B et al.: Long-term pulmonary responses
      fälschlicherweise als Allergie diagnos-                      dass die Implantatinsertion einen        of three laboratory rodent species to sub-
                                                                                                            chronic inhalation of pigmentary titani-
      tiziert. Es gibt Berichte über Überemp-                      sehr begrenzten Abrieb von Titanpar-
                                                                                                            um dioxide particles. Toxicological Sci-
      findlichkeitsreaktionen wie Erytheme,                        tikeln verursacht, nur ein kleiner As-   ences 2002; 70: 86–97
      Ekzeme, Schmerzen, Nekrosen und                              pekt in der Ätiologie der multifak-
      Knochenverlust nach dem Einsetzen                            toriellen Periimplantitis. Seine kli-    6. Bermude E, Mangum JB, Wong BA
                                                                                                            et al.: Pulmonary responses of mice, rats,
      von Titanimplantaten [18], jedoch                            nische Relevanz ist im Vergleich zu
                                                                                                            and hamsters to subchronic inhalation of
      wurden echte allergische Reaktionen                          bakteriellen Problemen und der Im-       ultrafine titanium dioxide particles. Toxi-
      von Hosoki et al. 2016 [17] und Tho-                         munreaktion möglicherweise von ge-       cological Sciences 2004; 77: 347–357
      mas et al. berichtet [46]. Berglund und                      ringerer Bedeutung. Dennoch sollten
                                                                                                            7. Bollen CM, Papaioanno W, Van
      Carlmark führten eine Studie zur sys-                        Kliniker diesen Aspekt im Hinterkopf     Eldere J, Schepers E, Quirynen M, Van
      temischen Erkrankung von Titan (be-                          behalten, um ihren Patienten wäh-        Steenberghe D: The influence of abut-
      kannt als „Yellow-Nail-Syndrom“)                             rend der primären (Implantateinbrin-     ment surface roughness on plaque accu-

      © Deutscher Ärzteverlag | DZZ | Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift | 2021; 76 (6)
MÜLLER F, MÜLLER J, SCHMIDT-BREITUNG ET AL.:
Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone                                                     355

mulation and peri-implant mucositis. Clin     structures. Clin Oral implants Res 2006;              nocyte response to wear particles of tita-
Oral Implants Res 1996; 7: 201–211            17: 206–211                                           nium alloy containing vanadium or niobi-
                                                                                                    um. J Bone Joint Surg Br 1997; 79:
8. Chen J, Dong X, Zhao J, Tang G: In         21. Mombelli A, Hashim D, Cionca N:
                                                                                                    311–315
vivo acute toxicity of titanium dioxide       What is the impact of titanium particles
nanoparticles to mice after intraperitone-    and biocorrosion on implant survival and              34. Safioti LM, Kotsakis GA, Pozhitkov AE,
al injection. J Appl Toxicol 2009; 29:        complications? A critical review. Clin Oral           Chung WO, Daubert DM: Increased lev-
330–337                                       implants Res 2018; 29: 37–53                          els of dissolved titanium are associated
                                                                                                    with peri-implantitis – a cross-sectional
9. Chen XX, Cheng B, Yang YX et al.:          22. Müller F, Müller J, Noack B, Hoff-
                                                                                                    study. J Periodontol 2017; 88: 436–442
Characterization and preliminary toxicity     mann T: Adjunctive antimicrobial pho-
assay of nano-titanium dioxide additive       todynamic therapy in chronic peri-                    35. Schiff N, Grosgogeat B, Lissac M, Da-
in sugar-coated chewing gum. Small            odontitis treatment – a meta-analysis. Int            lard F: Influence of fluoride content and
2013; 9: 1765–1774                            Poster J Dent Oral Med 2015; 17: No. 4,               pH on the corrosion resistance of
                                              Poster 933                                            titanium and its alloys. Biomaterials
10. Deppe H, Wolff C, Bauer F, Ruthen-                                                              2002; 23: 1995–2002
berg R, Sculean A, Mücke T: Dental im-        23. Müller F: Comparison of clinical evi-
plant surfaces after insertion in bone: an    dence of antimicrobial photodynamic                   36. Schmalz G, Hickel R, van Landuyt KL,
in vitro study in four commercial implant     therapy in periodontitis and peri-implan-             Reichl FX: Nanoparticles in dentistry.
systems. Clin Oral Investig 2018; 22:         titis treatment. Int Poster J Dent Oral               Dent Mater 2017; 33: 1298–1314
1593–1600                                     Med 2016; 18: No. 2, Poster 994
                                                                                                    37. Schmalz G, Hickel R, van Landuyt KL,
11. Fabian E, Landsiedel R, Ma-Hock L,        24. Müller F, Müller J: Drehmoment-                   Reichl FX: Scientific update on nanoparti-
Wiench K, Wohlleben W, Van Ravenz-            abhängige Insertionstiefe in D1-Kunst-                cles in dentistry. Int Dent J 2018; 68:
waay B: Tissue distribution and toxicity of   knochen In-vitro-Untersuchung an                      299–305
intravenously administered titanium di-       Conelog Implantaten. Implantologie
                                                                                                    38. Schwarz F, Sahm N, Iglhaut G, Becker
oxide nanoparticles in rats. Arch Toxicol     2016; 24: 327–333
                                                                                                    J: Impact of the method of surface debri-
2008; 82: 151–157                             25. Müller F, Müller J, Schmidt-Breitung              dement and decontamination on
12. Furrer S, Scherer Hofmeier K, Grize L,    M: Entstehung und Nachweis von Na-                    the clinical outcome following combined
Bircher AJ: Metal hypersensitivity in pa-     nopartikeln durch Abrieb von Titanim-                 surgical therapy of peri-implantitis: a ran-
tients with orthopaedic implant compli-       plantaten. Dtsch Zahnärztl Z 2019; 74:                domized controlled clinical study. J Clin
cations – a retrospective clinical study.     36–43                                                 Peridontol 2011; 38: 276–284
Contact dermatitis 2018; 79: 91–98            26. Noronha Oliveira M, Schunemann                    39. Schwarz F, John G, Becker J: The in-
                                              WVH, Mathew MT et al.: Can degradati-                 fluence of implantoplasty on the dia-
13. Grande F, Tucci P: Titanium dioxide
                                              on products released from dental im-                  meter, chemical surface composition,
nanoparticles: a risk for human health?
                                              plants affect peri-implant tissues? J Peri-           and biocompatibility of titanium im-
Mini Reviews in Medicinal Chemistry
                                              odontal Res 2018; 53: 1–11                            plants. Clin Oral Investig 2017; 21:
2016; 16: 762–769
                                                                                                    2355–2361
                                              27. Olmedo DG, Paparella ML, Brandizzi
14. Hamilton RF, Wu N, Porter D, Buford
                                              D, Cabrini RL: Reactive lesions of peri-im-           40. Senna P, Antonina De Bel Cury A, Ka-
M, Wolfarth M, Holian A: Particle length-
                                              plant mucosa associated with titanium                 tes S, Meirelles L: Surface damage on
dependent titanium dioxide nanomateri-
                                              dental implants: a report of 2 cases. Int J           dental implants with release of loose par-
als toxicity and bioactivity. Particle and
                                              Oral Maxillofac Surg 2010; 39: 503–507                ticles after insertion into bone. Clin Im-
Fibre Toxicology 2009; 6: 35
                                                                                                    plant Dent Relat Res 2015; 17: 681–692
                                              28. Olmedo DG, Nalli G, Verdú S, Papa-
15. Haynes DR, Rogers SD, Hay S, Pearcy       rella ML, Cabrini RL: Exfoliative cytology            41. Shi H, Magaye R, Castranova V, Zhao
MJ, Howie DW: The differences in toxicity     and titanium dental implants: a pilot stu-            J: Titanium dioxide nanoparticles: a re-
and release of bone-resorbing mediators.      dy. J Periodontol 2013; 84: 78–83                     view of current toxicological data. Par-
J Bone Joint Surg Am 1993; 75: 825–834                                                              ticle and Fibre Toxicology 2013; 10: 15
                                              29. Peñarrieta-Juanito G, Sordi MB, Hen-
16. Hoffmann T, Müller J, Gehrke P, Mül-      riques B et al.: Surface damage of dental             42. Skocaj M, Filipic M, Petkovic J, Novak
ler F: Antimicrobial photodynamic thera-      implant systems and ions release after ex-            S: Titanium dioxide in our everyday life;
py in peri-implantitis treatment – a syste-   posure to fluoride and hydrogen peroxi-               is it safe? Radiol Oncol 2011; 45:
matic review. Int Poster J Dent Oral Med      de. J Periodontal Res 2019; 54: 46–52                 227–247
2015; 17: No. 4, Poster 929
                                              30. Penmetsa SLD, Shah R, Thomas R,                   43. Sridhar S, Wilson Jr TG, Valderrama P,
17. Hosoki M, Nishigawa K, Miyamoto Y,        Kumar ABT, Gayatri PSD, Mehta DS:                     Watkins-Curry P, Chan JY, Rodrigues DC:
Ohe G, Matsuka Y: Allergic contact der-       Titanium particles in tissues from peri-              In vitro evaluation of titanium exfoliation
matitis caused by titanium screws and         implant mucositis: an exfoliative cytolo-             during simulated surgical insertion of
dental implants. J Prosthodont Res 2016;      gy-based pilot study. J Indian Soc                    dental implants. J Oral Implantol 2016;
60: 213–219                                   Periodontol 2017; 21: 192                             42: 34–40
18. Kim TK, Eo MY, Nguyen TTH, Kim            31. Pettersson M, Pettersson J, Johansson             44. Strietzel R, Hösch A, Kalbfleisch H,
SM: General review of titanium toxicity.      A, Molin Thorén M: Titanium release in                Buch D: In vitro corrosion of titanium.
Int J Implant Dent 20219; 5: 10               peri-implantitis. J Oral Rehabil 2019; 46:            Biomaterials 1998; 19: 1495–1499
                                              179–188
19. Martini D, Fini M, Franchi M et al.:                                                            45. Suárez-López del Amo F, Rudek I,
Detachment of titanium and fluorohy-          32. Ramel CF, Lüssi A, Özcan M, Jung RE,              Wagner VP et al.: Titanium activates the
droxyapatite particles in unloaded endos-     Hämmerle CH, Thom, DS: Surface                        DNA damage response pathway in oral
seous implants. Biomaterials 2003; 24:        roughness of dental implants and treat-               epithelial cells: a pilot study. Int J Oral
1309–1316                                     ment time using six different implanto-               Maxillofac Implants 2017; 32:
                                              plasty procedures. Clin Oral Implants Res             1413–1420
20. Meye U, Bühner M, Büchter A, Kruse-
                                              2016; 27: 776–781
Lösler B, Stamm T, Wiesmann HP: Fast                                                                46. Thomas P, Bandl WD, Maier S, Sum-
element mapping of titanium wear              33. Rogers SD, Howie DW, Graves SE, Pe-               mer B, Przybilla B: Hypersensitivity to tita-
around implants of different surface          arcy MJ, Haynes DR: In vitro human mo-                nium osteosynthesis with impaired

                                                                           © Deutscher Ärzteverlag | DZZ | Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift | 2021; 76 (6)
MÜLLER F, MÜLLER J, SCHMIDT-BREITUNG ET AL.:
      Bildung und Nachweis von Titanpartikeln während der Implantatinsertion
356   Formation and detection of titanium release during implant insertion. An ex-vivo study in human donor bone

      fracture healing, eczema, and T-cell hy-                     oxide-related pulmonary lesions. J Occup        58. Zhang Y, Addison O, Yu F, Troconis
      perresponsiveness in vitro: case report                      Environ Med 2006; 48: 1308–1313                 BCR, Scully JR, Davenport AJ: Time-de-
      and review of the literature. Contact                                                                        pendent enhanced corrosion of Ti6Al4V
                                                                   52. Wennerberg A, Ide-Ektessabi A, Hat-
      Dermatitis 2006; 55: 199–202                                                                                 in the presence of H2O2 and albumin.
                                                                   kamata S et al.: Titanium release from
                                                                                                                   Scientific reports 2018; 8: 3185
      47. Valente ML da C, Lepri CP, dos Reis                      implants prepared with different surface
      AC: In vitro microstructural analysis of                     roughness: an in vitro and in vivo study.
      dental implants subjected to insertion                       Clin Oral Implants Res 2004; 15:
      torque and pullout test. Braz Dent J                         505–512
      2014; 25: 343–345                                            53. Wilson TG, Valderrama P, Burbano M
      48. Valentini X, Deneufbourg P, Paci P et                    et al.: Foreign bodies associated with pe-
      al.: Morphological alterations induced by                    ri-implantitis human biopsies. J Peri-

                                                                                                                                                      (Foto: Atelier Heim, Flöha)
      the exposure to TiO2 nanoparticles in                        odontol 2015; 86: 9–15
      primary cortical neuron cultures and in                      54. Winkler HC, Notter T, Meyer U, Nae-
      the brain of rats. Toxicol Rep 2018; 5:                      geli H: Critical review of the safety assess-
      878–889                                                      ment of titanium dioxide additives in
      49. Wachi T, Shuto T, Shinohara Y, Mato-                     food. J Nanobiotechnology 2018; 16: 51
      no Y, Makihira S: Release of titanium ions                   55. Yan Y: Bio-tribocorrosion in biomate-
      from an implant surface and their effect                     rials and medical implants. Elsevier, Ams-
      on cytokine production related to alveo-                     terdam 2013
      lar bone resorption. Toxicology 2015;                                                                          DR. FRIEDRICH MÜLLER M.SC.
      327: 1–9                                                     56. 56. Yu F, Addison O, Davenport AJ:
                                                                                                                                M.SC.
                                                                   A synergistic effect of albumin and H2O2
                                                                                                                       Zahnarztpraxis Dres. Müller+,
      50. Wang J, Zhou G, Chen C et al.: Acute                     accelerates corrosion of Ti6Al4V. Acta
                                                                                                                     Tannenring 76, 65207 Wiesbaden,
      toxicity and biodistribution of different si-                Biomater 2015; 26: 355–365
                                                                                                                                 Deutschland
      zed titanium dioxide particles in mice af-
                                                                   57. Zeman T, Loh EW, Čierný D, Šerý                    St. Elisabeth Universität
      ter oral administration. Toxicol Lett 2007;
                                                                   O: Penetration, distribution and brain to-               Bratislava, Slowakei;
      168: 176–185
                                                                   xicity of titanium nanoparticles in                Johannes Gutenberg-Universität
      51. Warheit DB, Frame SR: Characteri-                        rodents’ body: a review. IET nanobio-                     Mainz, Deutschland
      zation and reclassification of titanium di-                  technology 2018; 12: 695–700                          Friedrich.Mueller@gmx.de

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