SEMMELWEIS EGYETEM --------------------------------------------------------------------------- KLINIKAI ORVOSTUDOMÁNYOK DOKTORI ISKOLA Doktori (Ph.D.) tézisek Fogászati implantátumok felületi morfológiájának vizsgálata JOÓB FANCSALY ÁRPÁD Témavezeto: Dr. Divinyi Tamás, egyetemi tanár Semmelweis Egyetem Szájsebészeti és Fogászati Klinika 2003. 1
Doktori (Ph.D.) értekezés Készült: Semmelweis Egyetem, Szájsebészeti és Fogászati Klinika, Budapest, 2003. Témavezeto: Divinyi Tamás med.habil. Joób Fancsaly Árpád Fogászati implantátumok felületi morfológiájának vizsgálata Összefoglaló Az implantátum és a csontszövet optimális kapcsolatának a kérdése a modern implantológia filozófiájának az alapja. A csontba behelyezett implantátumok funkcionális értéke a csontintegráció stabilitásában rejlik. A csontintegráció szövettani diagnózis, amely a terhelt implantátum és a csontszövet direkt, kötoszövet nélküli kapcsolatát jelenti, fénymikroszkópos szinten. A kutatások a kapcsolat lehetoségét nemcsak fénymikroszkópos, de ultrastrukturális szinten is bizonyították. A csontintegráció olyan dinamikus biológiai kapcsolatot jelent a csontszövet és az implantátum között, amely lehetové teszi a rágóero átvitelét, -az implantátum teljes felületén keresztül,- a mechanikailag megfelelo szilárdságú támasztószövetre. Bár a tudományos vizsgálatok sok érdekes adattal szolgáltak a csontintegráció biológiájáról, a pontos molekuláris szintu sejtreakciók sok részlete még tisztázatlan. A kezdeti sejtreakciók területe az implantátum és a környezo csont határzónájára esik. Az itt végbemeno élettani folyamatok szempontjából nagyon fontos kérdés az implantátum felületi struktúrája, morfológiája. Morfológiai vizsgálatok az implantológiai kutatások kiemelten fontos területévé váltak a világ minden területén. Számos kutató keresi az ideális felületi morfológiát, kutatják a felületi elemek nagyságára, formájára, suruségére vonatkozó kérdéseket, kísérleteznek újabb és újabb felület kialakítási módszerekkel, annak a célnak az érdekében, hogy minél tökéletesebb csontintegrációt tudjanak biztosítani a klinikai gyakorlatban. A fogorvos társadalom azon része, aki gyakorlatban is foglalkozik az implantológiával, szeretné a beültetést követo csontosodási idot lerövidíteni anélkül, hogy ez a sikerességet rontaná. Tehát a kutatásoknak nem csak elméleti, hanem gyakorlati fontossága is növeli a téma iránti érdeklodést. Munkám célja volt a fogászati implantátumok felületi morfológiája és az adott felület által létrehozott csontintegráció közötti összefüggések megállapítása, az adott felületek kvantitatív és kvalitatív jellemzése, valamint az ún. ideális felületi morfológia keresése. In vitro vizsgálatokban választ kerestem arra, hogy tudunk-e morfológiai jellemzést adni SEM segítségével az egyes felületekrol, leíró elemzést egyes felületi elemekrol, vane a nanométeres struktúráknak csontintegrációt befolyásoló hatásuk; találunk-e az egyes kezelések hatására kialakuló nanométeres nagyságrendu felszíni elemeket, kimutatható-e a felületek kémiai összetevoiben különbség az egyes felületkezelések viszonylatában és felhívni a figyelmet az implantológiai felületfizikai vizsgálatok kiaknázatlan lehetoségeire. In vivo vizsgálatokban arra kerestem választ, hogy a forgatónyomaték mérésének, mint biológiai indikátornak van-e létjogosultsága, a különbözo felületek között van-e statisztikailag kimutatható különbség a csontintegráció kialakulásának mértékében. Kimutattuk, hogy az érdesített felületnek jobb a csontintegrációt kialakító képessége, mint a sima felületeknek. A vizsgált felszínek közül a lézerrel kezeltek mutatták a legkedvezobb eredményeket az alkalmazott állatkísérletes modellben. A felületkutatási vizsgálatok eredményeként igazoltuk, hogy a fogászati implantátumok felszínén lévo mikrométeres elemeknek komoly szerepük van a csont implantátum kapcsolatában. 2
1. BEVEZETÉS ÉS CÉLKITUZÉS A nyolcvanas évek elejétol a fogászati implantátumok felületének vizsgálata, új felületkezelési eljárások kidolgozása és azok hosszú távú eredményességének megfigyelése az implantológiai kutatások középpontjába kerültek. A felületkutatás lehetoségei minoségileg megváltoztak, amikor foleg fizikai módszerekkel, lehetové és széles körben alkalmazhatóvá vált az összetétel, az atomelrendezodés, az elektronszerkezet, a kémiai kötés és számos más jellemzo nagyérzékenységu, nagy felbontóképességu eszközökkel történo mérése. Számos szerzo leírta, hogy a felület kialakítása fontos az implantátum élettartama szempontjából. Ezért a felületkezelési eljárásoknak nagy szerepe van az implantológiában. A felület változásainak pontos biológiai értéke nehezen prognosztizálható, de biztos, hogy befolyásolja a szöveti gyógyulást, a sikerességet, a mesenchymális sejtek differenciálódását, az oszteoblasztok proliferációt a sejtek fenotipusának megváltoztatásával. Ha a felület szerepét vizsgáljuk a csontintegráció kialakulásában, akkor az itt végbemeno élettani folyamatok szempontjából az implantátum felületének két fontos tulajdonságát kell kiemelnünk: a felület tisztaságát és a felület morfológiáját. A felület mechanikai egyenetlenségei fontos szerepet játszanak a csontsejtekkel való kapcsolatban. Azt már a felületi kutatások hoskorában is leírták, hogy a porózus felületeken, -amelyek a csontszövet benövését lehetové teszik, - a vizsgálatok szerint a csontos regeneráció gyorsabban következik be. Ebben az idoben javasolták, hogy porózusabb felületet hozzanak létre a fogászati implantátumok felületén, mert az növeli a csonthoz való kötodési képességét. Ez a teória azóta már megdolt és tudott, hogy nem a porozitás mértéke, hanem annak minosége befolyásolja a csontintegrációt. Makropórusoknak elsosorban a csontszövettel történo mechanikai kapcsolat kialakításban van szerepük, míg a mikropórusok a felszín 100 mikrométernél kisebb geometriai elemei - a szövetkultúrákkal végzett megfigyelések szerint gyorsítják a csontsejtnek a felületre történo. Ma már tényként kezelik és számos szerzo bizonyította, hogy az érdesített felület a csontintegráció szempontjából jobb, mint a sima felületi kiképzés Az implantológiai kutatások során nyitott kérdés maradt az, hogy milyen az ideális felületi morfológia, - mekkora felületi elemek, milyen formájú struktúrák, milyen elhelyezkedése szükséges a tökéletes csontintegrációhoz. Munkánk kiemelt célja volt a fogászati implantátumok felületi morfológiája és az adott felület által létrehozott csontintegráció közötti összefüggések megállapítása, valamint az ún. ideális felületi morfológia keresése. Választ kerestem arra, hogy tudunk-e morfológiai jellemzést adni pásztázó elektronmikroszkóp segítségével egyes felületekrol, leíró elemzést egyes felületi elemekrol, találunk-e az egyes kezelések hatására kialakuló nanométeres nagyságrendu felszíni elemeket, kutattuk azt a kérdést, hogy kimutatható-e a felületek kémiai összetevoiben különbség az egyes felületkezelések viszonylatában. In vivo vizsgálatokban arra kerestem választ, hogy a forgatónyomaték mérésének, mint biológiai indikátornak van-e létjogosultsága, és a különbözo felületek között van-e statisztikailag kimutatható különbség a csontintegráció kiala kulásának mértékében. Lényeges kérdése volt a vizsgálatainknak, hogy az általunk alkalmazott lézeres felületkezelések mutatnak-e jobb csontintegrációs értékeket, mint a hagyományosan alkalmazott felületek. 3
2. VIZSGÁLATI ANYAG ÉS MÓDSZER 2.1 Kihajtási forgatónyomaték (removal torque) mérése állatkísérletekben, véletlen választott felületi morfológiai esetében. A vizsgálat célja a különbözo morfológiájú és tisztaságú felületek összehasonlítása volt a lézerrel kezelt implantátumok felületével. Alapveto bizonyítékokat szerettünk volna kapni a lézeres felületkezelés biológiai értékérol. A kísérlethez a kísérleti állat anatómiai adottságainak megfelelo csavarimplantátumokat készítettünk tiszta, ötvözetlen titánból (ISO 5832 Pt.2 Grade 1). A tesztimplantátum teljes hossza 8 mm volt, ebbol a csontba besüllyesztheto menetes rész 5 mm és az implantátum behajtására és eltávolítására egyaránt szolgáló szögletes formájú rész (mely a vakpróba jellegu vizsgálathoz szükséges kódjeleket is tartalmazta) 3 mm hosszú volt. Az implantátumok külso átméroje 2,8 mm, míg a belso 2,2 mm volt. Vizsgálati csoportjainkban a csavarimplantátumokat az alábbi felületekkel, felületkezeléssel láttuk el: 1.felületkezelés nélkül, esztergált felszín, 2.alumínium-oxiddal érdesített felszín (250 mikrométer szemcsenagyság), 3. alumínium-oxiddal érdesített felszín (250 mikrométer szemcsenagyság) és kis teljesítményu lézerrel kezelt felszín (1 J/impulzus). Ebben a sorozatban amikor véletlenszeruen kiválasztott felületeket hasonlítottunk össze a lézeresen felületkezelt felszínekkel kísérleteinkhez 7 darab, egy évesnél fiatalabb, nostény, új-zélandi fehér nyulat használtunk. A kísérleti állatokat a fülvénájukba vezetett kanülön keresztül 10%-os Nembutál oldattal (Phylaxia- Pharma Rt) narkotizáltuk. A megfelelo mélységu narkózis elérése után az állatok combcsontját a comb belso oldala felol feltártuk. Elofúró, spirál készrefúró és menetvágó segítségével kialakítottuk az implantátumok helyét. A csont fúrását lassú fordulatszámon, fiziológiás sóoldattal történo állandó hutés mellett végeztük. A sebet penicillinkezelés után felszívódó varratokkal (Vycril-Braun) zártuk. Az implantátumok behelyezésénél a kódjellel ellátott implantátumokat random módon helyeztük el a kísérleti állatokban, természetesen úgy, hogy egy állatba két azonos jelu implantátum ne kerüljön. Az implantátumok a nyúl combcsont anatómiai sajátosságának megfeleloen részben a kompakt állományban, részben a velourben helyezkedtek el. Az állatokat a mutét után 3 hónapig Furistar (Purina) tápon tartva biztosítottuk a zavartalan gyógyulás feltételeit. A nyulakat ezután túlaltattuk, és az implantátumokat tartalmazó combcsontokat eltávolítottuk. A combcsontból az implantátumokat nyomatékméro segítségével csavartuk ki. A készülék 1997-ben készült a KFKI-ban, kifejezetten a kísérleti sorozatunkhoz, saját fejlesztésben. A kitekeréshez szükséges forgatónyomaték értékeket rögzítettük és statisztikailag (Wilcoxon próba) értékeltük. Az implantátumok eltávolítása után a combcsontból haránt irányú metszeteket készítve szövettani vizsgálatokat is végeztünk. 2.2 Kihajtási forgatónyomaték (removal torque) mérése állatkísérletekben, különbözo teljesítményu lézerrel felületkezelt morfológia esetében Ennél a vizsgálatnál tapasztalva az elozo vizsgálat során kapott kedvezo képet a lézeresen felületkezelt implantátumok esetében csak a lézerrel létrehozható felületi geometriáknak a csontintegrációt befolyásoló hatását vizsgáltuk. Kísérletünkhöz - az elozohöz hasonlóan új-zélandi, nostény nyulakat alkalmaztunk. A vizsgálatokat önkontrollos jellegure tervezve a nyulak mindkét combjába 2-2 tesztimplantátumot helyeztünk be, így minden állat az összes vizsgálandó implantátumot magában hordta. Az implantátumok behelyezése, a mutéti protokoll, valamint a forgatónyomaték mérése az elozoekben közöltek szerint történtek. 4
A vizsgált felszínek a következok voltak: 1. felületkezelés nélküli, esztergált felszín, 2.alumínium-oxiddal érdesített (50 mikron szemcsenagyság) és kis teljesítményu lézerrel kezelt felület (1 J/impulzus), 3.kis teljesítményu lézerrel kezelt felület (1 J/impulzus), 4.nagy teljesítményu lézerrel kezelt felület (3 J/impulzus). 2.3 Mikromorfológiai vizsgálatok SEM segítségével A kvalitatív felület-meghatározásra az egyik legjobb és leggyakrabban alkalmazott módszer a pásztázó elektonmikroszkópos vizsgálat hisz kiválóan alkalmas összehasonlító morfológiai elemzésekre. Célom az volt, hogy az így nyert vizsgálati eredményeinket összevessük a biológiai vizsgálatok eredményeivel, ezért az állatkísérletek során vizsgált felületeket és a mai korszeru implantológiai gyakorlatban használatos felületeket vizsgáltuk OPTON DSM 940 típusú elektronmikroszkóppal. Felvételeket készítettünk 20-, 100-, 500-, 1000-, 2000-szeres nagyításban az implantátum csavarmenetének a tetején, az oldalsó részén és a menetek közti részén is. A pásztázó elektronmikroszkóp segítségével megfigyelhetjük a felületen megjeleno esetleges szennyezodéseket, morfológiai elemeket, azoknak leíró elemzését adtuk, egyes felületkezelések esetében a legismertebb paramétereket (Ra, Scx, Sdr) mértük. 2.4 Nanomorfológiai vizsgálatok AFM segítségével Általunk végzett AFM vizsgálatok a KFKI-ban az MTA Muszaki, Fizikai, Anyagtudományi Kutatóintézettel kooperálva történtek és tekintettel a módszer hozzáférési nehézségére csak a lézeresen kezelt felületek AFM vizsgálatát tudtuk elvégezni. Az AFM segítségével a felszín nanométeres struktúrái vizsgálhatóak. Arra voltunk kíváncsiak, hogy a lézeres felületkezelés az esztergált felszínhez képest okoz-e felületmorfológiai változásokat nanométeres tartományban és hogy a kétfajta lézeres kezelés között (kis és nagy teljesítményu lézerrel kezelt) van-e különbség ebben a tartományban, ami esetleg magyarázná a két felszín közötti csontintegrációs érték közötti különbséget. 2.5 Felület anyag-összetételi vizsgálatok XPS segítségével Az XPS olyan fizikai vizsgálati módszer, melynek segítségével meg lehet határozni, a felszín legfelso 10 atomrétegében lévo anyagösszetételt. Ezt a módszert felületfizikusok eloszeretettel alkalmazzák, hisz azt mondják, hogy a felületen lévo anyagok fizikája, kémiája és a biológiai rendszerekhez történo viszonya egészen más, mint az adott minta többi rétegében, mert a felszíni atomokon, sok szabadon lévo kötési lehetoség van. A módszer nemcsak felület anyagösszetételének vizsgálatára jó, hanem a felszínen lévo szennyezodések kimutatására is alkalmas. Mi a vizsgálatainkat ennél a módszernél is a lézeresen felületkezelt felszínekre koncentráltunk. Vizsgáltuk a nagy teljesítményu lézerrel kezelt felszínt, az alumínium-oxiddal érdesített (50 mikrométeres szemcsenagysággal) felszínt, és az alumínium-oxiddal érdesített (50 mikrométeres szemcsenagysággal) és lézerrel kezelt felületet. Kíváncsiak voltunk arra, hogy a lézeres felületkezelés milyen hatással van a felszíni anyagösszetételre, valóban okoz-e a lézer kiemelkedoen nagy felszíni tisztaságot. Ezért alkalmaztunk összehasonlító felületként alumínium-oxiddal fúvatott felszínt, amelyrol tudjuk, hogy a felületen relatíve nagy mennyiségu szennyezodést hordoz. A vizsgálatainkat szintén a KFKI-ban az MTA Muszaki, Fizikai, Anyagtudományi Kutatóintézettel együtt muködve végeztük. XPS analízishez a Kratos ES-300 típusú spektroszkópot használtuk. Csak akkor mérhettük meg a mintából kilépo fotóelektronok kinetikus energiáját, ha azok energiaveszteség nélkül jutnak a 5
spektrométerbe, ezért kellett, hogy a lehetséges legkisebb nyomáson dolgozzunk. Az elektronok közepes szabad úthossza ugyanis fordítottan arányos a nyomással. Az ultranagy vákuum a szilárdtest vizsgálatok speciális esetében más ok miatt is szükséges. Általában azokat az elektronokat akarjuk vizsgálni, amelyek nem szenvednek a rugalmatlan szórás következtében energiaveszteséget. Az eredeti felületi szennyezések eltávolítására a mintákat a legtöbb esetben in situ tisztítani kell. Ehhez használtuk az Ar-ionnal történo felületbombázást. 2.6 Hisztológiai, hisztomorfometriai vizsgálatok Állatkísérleteink során nyert nyúl combcsontokból haránt irányú metszetet készítettünk (implantátumok kitekerése után) és azokat szövettanilag feldolgoztuk. Hisztomorfometriás vizsgálatokat a Han C-H és mtsai által leirt és Donath és Johansson által javasolt módszer szerint végeztük. A szövettani metszeteken az implantátum menetek mentén látható csontmennyiséget mértük. A javasolt vizsgálati paraméter az ún. bone-implant contact (BIC) érték volt. A bone-implant contact érték az adott menet hosszának és a menettel nem érintkezo csontfelszín aránya..számoltuk a szövettani metszetek kortikálisban kirajzolódott implantátumok meneteinek összességének a BIC értékét és a három legjobb csontintegrációt mutató menet értékét külön-külön. 3. EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS 3.1 Kihajtási forgatónyomaték (removal torque) mérése állatkísérletekben, véletlenszeruen választott felületi morfológia esetében Az elso vizsgálatunkban véletlenszeruen választott felület forgatónyomaték értékét mértük removal torque teszt segítségével. Az eredménybol az derül ki, hogy a nagyteljesítményu lézerrel kezelt felszín - több mint 99%-os biztonsággal mondható - jobb értéket mutat, mint az esztergált, homokfúvott (250 mikrométeres szemcsenagysággal) felszín. A kis teljesítményu lézerrel bevont felszínnel összehasonlítva, 98, 5% biztonsággal mondható, hogy jobb a csontintegrációs értéke. Mi az általunk legismertebb felületeket hasonlítottuk össze, úgy, hogy szem elott tartottuk azt, hogy a lézeresen kezelt felszíneknek legyen prioritása. A kihajtási forgatónyomaték teszt (removal torque) célja az összehasonlítás volt és a kapott eredmények egymáshoz való viszonyításából tudtunk levonni - ezek biológiai értékére vonatkozó - következtetéseket. Természetesen nem lehet állítani, hogy ezek az eredmények humán körülmények között is hasonlóak lettek volna, de a tendencia valószínusítheto. A lézeres felületkezelés biológiai értékét egyszeru megközelítésben a felület nagyfokú tisztaságában és az egyedi mikromorfológiájában kereshettük. 3.2 Kihajtási forgatónyomaték (removal torque) mérése állatkísérletek során, különbözo teljesítményu lézerrel felületkezelt morfológia estében Második vizsgálatunkban különbözo teljesítményu lézerrel felületkezelt felszínek forgatónyomaték értékét mértük removal torque teszt segítségével. A Wilcoxon próba azt sugallta, hogy a nagy teljesítményu lézerrel 6
kezelt implantátumoknak 98%-os biztonsággal mondható jobb a csontintegrációs képessége (nagyobb forgatónyomaték szükséges az eltávolításukhoz), mint az esztergált és az érdesített felületu implantátumoknak. A kis teljesítményu lézerrel kezelt implantátumhoz viszonyítva már nem ennyire egyértelmu az eredmény- bár a próba szerint 40%-os biztonsággal mondható jobbnak a nagy teljesítményu lézer. A kísérletben, ahol minden állatnál, minden implantátum szerepel, az átlagértékek különbségét is bizonyító jellegunek tekintettük. Ennél a vizsgálatnál a nagy teljesítményu lézer csak az esztergált valamint a homokfúvott és kis teljesítményu lézerrel kezelt felszínekkel történo összehasonlításban bizonyult szignifikánsan jobbnak (Wilcoxon és egymintás t- próba). 3.3 Mikromorfológiai vizsgálatok SEM segítségével Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálattal az egyes felületeknek kvalitatív jellemzését és összehasonlító morfológiai elemzését tudjuk elvégezni. Az összehasonlítást mindig -az általánosan elfogadott referencia felszínhez az esztergált felülethez viszonyítva végeztük. Összességében elmondható, hogy mindegyik felületkezelési eljárás jól leírható. A legjellegzetesebb képet az anyagtranszport mentes és a kombinált eljárások adták. 3.4 Nanomorfológiai vizsgálatok AFM segítségével A felszínen kirajzolódott dombocskák (hillock) és dendrites formátumok, azok nagysága és surusége jellemzik az adott felszínt. A kis teljesítményu lézer esetében a dombocskák (hillock) méretei 100 nanométeres tartományba esnek, és ritkábban helyezkednek el, mint a nagy teljesítményu lézerrel kezelt felszín esetében. A nagy teljesítményu lézerrel kezelt felszín esetében nagyobb suruségben figyelhetoek meg a dombocskák (hillock) rajzolatai, viszont ezek nagysága csak a 10-50 mikrométeres tartományba esik. A felszíni dombocskák tízszer nagyobb koncentrációja arra enged következtetni retrospektív gondolatmenetben - hogy a felszíni nanométeres struktúráknak komoly szerepe lehet a csontintegráció kialakulásában és annak erosségében. Kétféle lézeres felszínt (kis és nagy teljesítményu lézerrel kezelt) vizsgáltuk és azt tapasztaltuk, hogy a két felszín AFM képe között jelentos különbség látható. A nagy teljesítményu lézerrel kezelt felszín esetében tízszer nagyobb volt azoknak a kiemelkedéseknek a száma, amelyek az 50 nanométeres tartományba esnek. Retrospektív vizsgálataink azt mutatják, hogy feltehetoen az 50-100 nanométeres nagyságban kiemelkedések gyakorisága befolyásolja a felszíni morfológia különbségbol adódó eltéro mértéku csontintegrációt. 3. 5 Felület anyag-összetételi vizsgálatok XPS segítségével A lézerkezelés radikálisan csökkenti az alumínium és a szilícium szennyezettséget a felületen, de az alumíniumot nem eliminálja tökéletesen. Ezek az eredmények mutatják, hogy a lézeres kezelés segítségével a fe lszín megtisztítható. Az alumínium nagy részét és a szilíciumot teljesen eltünteti a felszínrol. Fontos hangsúlyozni, hogy nincs jele a szegregációnak, legalább is az XPS módszer érzékenységi határain belül. Az adatok mutatják, hogy a lézer tisztit akkor is, ha a felszín eredetileg szennyezett volt. Vizsgálatunkkal egyértelmuen igazoltuk a lézeres felületkezelés egyik elonyét a nagy felületi tisztaságot és azt, hogy lézeres utókezelés is alkalmazható, akár csak a felületi szennyezodések eliminálására. 7
A módszer alkalmazásával fel szerettük volna hívni a figyelmet arra, hogy a kutatók számára rendelkezésre állnak olyan fiziko-kémiai mérési lehetoségek, melyek a késobbi kutatásokat eredményesebbé, sikeresebbé tehetik. 3. 6. Hisztológiai, hisztomorfometriai vizsgálatok A tesztimplantátumok eltávolítása után készített szövettani metszetek mindegyikében 56 mintában, (de jóval több metszetben, mert nem mindegyiknél sikerült az elso metszésnél pontosan haránt metszeteket készíteni) - osszeointegrációt tapasztaltunk, tehát a csont kortikális állományában az implantátum mellett megtömörült csontszegélyt tapasztaltunk. Egyik metszetben sem volt, sem kötoszövetes szöveti kép, sem nekrózisra, sem gyulladásra utaló jel. A szövettani vizsgálatokkal alátámasztottuk az állatkísérletekben kapott eredményeket és igazoltuk, hogy a felületkezeléseink mindegyikénél megfelelo csontintegrációt kaptunk. Hisztomorfometriás vizsgálataink során a felületek a megfelelo osszeointegrációs értékeket mutatták. Annak ellenére, hogy a nagy teljesítményu lézerrel kezelt felszín mutatta a legjobb BIC értéket az egyes felszínek között nem volt szignifikáns különbség. 4. KÖVETKEZTETÉS In vitro vizsgálatok: Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálattal megfeleloen lehet jellemezni az adott felületkezelési eljárásokat. Igazoltuk, hogy különbség van a felületkezelések között a nanométeres struktúrák nagyságában és számában, retrospektíven feltételezzük, hogy a nagy teljesítményu lézerrel kezelt felszín kiemelkedoen jó csontintegrációs képességében szerepet játszanak a nanométeres felületi elemek. Kimutattuk a különbözo felületkezelések során kapott felszínek kémiai összetevoinek különbségét, mely utal az adott felszín tisztaságára, szennyezettségére. Szövettanilag alátámasztottuk az állatkísérletek során kapott eredményeket és minden esetben igazoltuk a csontintegráció létrejöttét. In vivo vizsgálatok: Igazoltuk állatkísérletekben, hogy a kihajtási forgatónyomaték mérésének (removal torque), mint biológiai indikátornak van létjogosultsága. Méréseinkkel (removal torque) kimutattuk, hogy az egyes felületkezelések között jelentos különbség van a csontintegrációs értékben Az általunk alkalmazott nagy teljesítményu lézerrel kezelt felület adta a legjobb csontintegrációs paramétereket. 8
AZ ÉRTEKEZÉS ALAPJÁT KÉPZO SAJÁT KÖZLEMÉNYEK 1., Joób, F.Á., Divinyi, T., Fazekas, Á., Peto, G., Karacs, A.: Fogászati implantátumok felületkezelése nagy teljesítményu lézersugárral Fogorv. Szle, 93: 169-180, 2000. 2., Joób, F.Á., Divinyi, T.: Fogászati implantátumok felületi morfológiájának elektronmikroszkópos vizsgálat Fogorv. Szle, 94: 239-245, 2001. 3., Peto, G., Karacs, A., Pászti, Z., Guczi, L., Divinyi, T., Joób, F.Á.: Surface treatment of screw shaped titanium dental implants by high intensity laser pulses Applied Surface Science 186: 7-13, 2002. 4., Joób, F.Á., Divinyi, T., Fazekas, Á., Daroczi, Cs., Karacs, A., Peto, G.: Pulsed laser induced micro and nanosized morphology and composition of titanium dental implants Journal of Smart Materials and Structures 11: 819-824, 2002. 5., Karacs, A., Joób, F.Á., Divinyi, T., Peto, G., Kovách, G.: Morphological and animal study of titanium dental implant surface induced by blasting and high intensity pulsed Nd-glass laser Materials Science and Engineering C. 23: 431-435, 2003. IDÉZHETO ABSZTRAKTOK 1., Joób, F.Á., Divinyi, T., Fazekas, Á., Daroczi, Cs., Karacs, A., Peto, G.: Nano-microsized modification of the surface morphology and composition of Ti-based dental implants BioMEMS and Smart Nanostructures, Proceedings of SPIE vol. 4590, page 97-114, 2001. AZ ÉRTEKEZÉS TÉMAKÖRÉBEN ELHANGZOTT ELOADÁSOK 1., Joób, F.Á., Divinyi, T., Karacs, A., Peto, G.: A fogászati implantátumok felületi morfológiájának vizsgálata Magyar Fogorvosok XV. Jubileumi Árkövy Kongresszusa, Budapest, 1998. 9
2., Joób, F.Á.: Az implantátumok lézeres felületkezelésének jelentosége, a kísérleti vizsgálatok eredményei Uniplant Tudományos Ülés, Budapest, 1999. 3., Joób, F.Á., Divinyi, T.: A fogászati implantátumok lézeres felületkezelésének hosszú távú hatásának értékelése A Magyar Fogorvosok Implantológiai Társaságának 10. éves Jubileumi Kongresszusa, Balatonfüred, 1999. 4., Joób, F.Á., Divinyi, T.: Implantátumok felületének elektronmikroszkópos vizsgálata Magyar Arc-állcsont és Szájsebészeti Társaság IV: Nemzeti Kongresszusa, Debrecen, 2000. 5., Joób, F.Á.: Újabban alkalmazott fogászati implantátumok felületkezelési eljárásainak pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálata Az MFE Fogpótlástani Társaságának XIV., a Magyar Fogorvosok Implantológiai Társaságának IV., és a Magyar Paradontológiai Társaság XII Kongresszusa, Debrecen, 2001 6., Joób, F.Á., Divinyi, T., Fazekas, Á., Daroczi, Cs., Karacs, A., Peto,G.: Nanosized modification of the surface morphology and composition of Ti-based dental implants SPIE s International Symposium in MICRO/MEMS 2001 Adelaide, Australia, 2001 7., Joób, F.Á., Divinyi, T., Fazekas, Á., Daroczi, Cs., Karacs, A., Peto,G.: Nanostructure of implant surface 4th International Danubius Conference on Maxillofacial and Oral Surgery Rovinj, Croatia, 2002. 8., Karacs, A., Peto, G., Joób, F.Á., Divinyi, T.: Morphological and animal study of titanium dental implant surface induced by blasted and high intensity Nd-glass laser (poster) The European Material Conference Strasbourg, France, 2002. 9., Joób, F.Á., Divinyi, T.: Fogászati implantátumok morfológiájának vizsgálata V. Ph. D. Tudományos napok, Budapest, 2003. 10., Joób, F.Á., Divinyi, T., Karacs, A., Peto, G.: Fogászati implantátumok felületi morfológiájának vizsgálata Tudományos Továbbképzo Konferencia és Fogorvostalálkozó, Szeged, 2003. 10
11., Joób, F. Á., Huszár, T., Divinyi, T.: A fogászati implantátumok felületmorfológiájának szerepe a fibroblaszt sejtek proliferációs aktivitásában Magyar Fogpótlástani Társaság XV., Magyar Fogorvosok Implantológiai Társasága V., Magyar Paradontológiai Társaság XIII: Kongresszusa, Budapest, 2003. aug.28-30. 11
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Mindenekelott szeretném köszönetemet és hálámat kifejezni témavezetomnek, Dr. Divinyi Tamás professzor úrnak, aki szinte a pályakezdésem óta, a tudományos kutatás világába vezetett. Tanított, nevelt, támogatott és követelt. Példát mutatott, abban hogy lehet a mostani felgyorsult világban, a felszaporodott tennivalók mellet is tudományos kutatással foglalkozni. Nélküle ez a munka nem született volna meg. Hálával és köszönettel tartozom Dr. Szabó György professzor úrnak, a SE Szájsebészeti és Fogászati Klinika igazgatójának, aki bátorításával és támogatásával volt nagy segítségemre. Lehetové tette hazai és külföldi kongresszusokon való részvételemet és közleményeim mielobbi megjelenését. Köszönet illeti a KFKI MTA Muszaki és Anyagtudományi Kutatóintézet munkatársainak, Karacs Albertnak és Peto Gábornak az áldozatos és segítokész munkáját, mellyel jelentosen hozzájárultak dolgozatom megírásához. Türelemmel segítettek a felületfizika egyes kérdéseinek és módszertanának a megértéséhez. Köszönöm Werglesz Albertnek az elektronmikroszkópos képek és a hisztomorfometriás vizsgálatok kivitelezésében, Tamási Annának a szövettani metszetek elkészítésében, Dr. Honti József c.egyetemi docensnek és Dr. Kopper László egyetemi tanárnak a szövettani metszetek kiértékelésében és Dr. Fazekas Árpád egyetemi tanárnak az állatkísérletek során nyújtott segítségét. Köszönöm Ribényi Ákosnak a statisztikai kiértékelésben és Dr. Koppány Ferencnek az ábrázolásban és a számítástechnikában és Dr.Lörincz Ádámnak a nyelvtani lektorálásban nyújtott segítségét. Nem tudom elfele jteni kollégáimnak, a Szájsebészeti és Fogászati Klinika dolgozóinak segítokész magatartását. Nehezen kifejezheto hálát érzek párom és családom türelméért és bátorításáért. 12