Los microcanales Laser-Lok son un tratamiento de superficie de implantes dentales patentado que se desarrolló a partir de más de 30 años de investigación impulsada para crear la superficie óptima del implante. Con esta investigación, se ha demostrado que la superficie única de Laser-Lok produce una respuesta biológica que incluye la inhibición del crecimiento epitelial descendente y la unión del tejido conectivo.1,2 Esta unión física crea un sello biológico alrededor del implante que protege y mantiene la salud ósea crestal. En estudios posteriores a la comercialización, se ha demostrado que el fenómeno Laser-Lok es más eficaz para reducir la pérdida ósea que otros diseños de implantes.3,4,5,6
Objetivos
Evaluar los resultados clínicos, radiológicos y estéticos de los implantes con un cuello microtexturizado por láser colocado en la región anterior del maxilar en el momento de la extracción del diente y temporizado inmediatamente.
Métodos
Cuarenta y seis implantes Tapered Internal Laser-Lok de BioHorizons se colocaron y restauraron de inmediato con una carga no funcional en 46 pacientes (24 hombres y 22 mujeres) con un biotipo gingival grueso, nivel/contorno gingival ideal y paredes intactas después de la extracción. Se evaluaron la tasa de supervivencia, la pérdida ósea cortical y las respuestas de la mucosa periimplantaria a los 6, 12 y 24 meses.
Resultados
La tasa de supervivencia fue del 95,6 %. La pérdida ósea marginal mesial y distal promedio, 24 meses después de la instalación, fue de 0,58 mm (DE = 0,53; intervalo: 0,17-1,15) y 0,57 mm (DE = 0,70; intervalo: 0,42-1,10), respectivamente. Se halló una media de recrecimiento de la papila mesial y distal de 1,8 y 1,5 mm, respectivamente. Los niveles de tejido blando medio facial mostraron 0,12 mm de recesión promedio después de 24 meses.
Conclusión
Los implantes inmediatos con una superficie microtexturizada por láser y restaurada el día de la intervención pueden considerarse un procedimiento predecible en términos de supervivencia del implante y remodelado de tejidos duros y blandos.
RESUMEN
Las papilas interimplantarias son fundamentales para lograr restauraciones estéticas respaldadas por implantes en la zona estética maxilar. Sin embargo, la anatomía papilar estable depende de un volumen estable del hueso crestal subyacente de soporte. En múltiples estudios, se ha documentado una distancia interimplantaria crítica de 3 mm, debido a la cual se produce la resabsorción ósea crestal. El estudio preclínico de prueba de conceptos en caninos examina un nuevo diseño de sistema implante-pilar, que combina el cambio de plataforma con el pilar con ablación láser configurado con precisión y las microrranuras de implante para mantener el hueso crestal interimplantario a distancias interimplantarias de 2 y 4 mm. Los resultados de este estudio preclínico inicial sugieren que es posible, mediante modificaciones precisas del diseño del implante-pilar, colocar implantes adyacentes a distancias de 2 a 4 mm sin producir una pérdida ósea crestal subpapilar.
HALLAZGOS EN TEJIDOS BLANDOS
Los tejidos blandos periimplantarios constaban de una barrera epitelial, en la que el epitelio sulcular se fusionaba con el epitelio de unión. El epitelio de unión terminó abruptamente en la posición más coronal de las microrranuras del pilar Laser-Lok, donde una zona de fibras de tejido conectivo (TC) pareció entrar perpendicularmente en la banda microcanalizada de 0,7 mm de alto. Además, las fibras de TC también parecieron entrar en regiones del cuello del implante Laser-Lok, y sellar eficazmente el microespacio de unión implante-pilar (IAJ) de los tejidos circundantes. Es importante recalcar que no se encontraron indicios de infiltrado inflamatorio en ninguna muestra de la IAJ.
HALLAZGOS DEL TEJIDO DURO
El hueso crestal interimplantario no mostró signos de reabsorción ósea en ninguna muestra de biopsia al cabo de 3 meses. El contacto hueso-implante (BIC) significativo fue claramente evidente en todos los aspectos del cuerpo y el cuello del implante. En muchas muestras, se observó hueso regenerado directamente próximo al microespacio de la IAJ. La aposición de las fibras del TC insertadas perpendicularmente y del hueso en los microcanales con ablación láser en la región del microespacio de la IAJ sirvió para sellar anatómicamente la IAJ de los tejidos circundantes e impedir la migración del epitelio de unión.
INTRODUCCIÓN
Se ha demostrado mediante histología humana que existe una adhesión física de las fibras de tejido conectivo a la superficie microtexturizada por láser (ranuras de 8 y 12 μm) colocada en el cuello del implante. Mediante la investigación clínica relacionada, se ha sugerido que este tipo de superficie microtexturizada puede dar como resultado una disminución de la pérdida ósea inicial.
OBJETIVO
El objetivo de este estudio retrospectivo fue comparar las alturas óseas crestales y los parámetros clínicos entre los implantes con cuello microtexturizado por láser y el cuello mecanizado utilizando diferentes protocolos.
MATERIALES Y MÉTODOS
En este estudio, se evalúan 300 implantes individuales en 300 pacientes (155 varones y 145 mujeres con edad media de 49,3 años; intervalo: 45 a 75 años). Se utilizaron 160 implantes con cuellos microtexturizados por láser (L) y 140 con cuellos mecanizados (M). Los implantes se agruparon en las categorías de tratamiento de colocación inmediata, colocación retardada, carga no oclusal inmediata (INOL) y carga retardada (DL). En todos los grupos, se registraron el nivel óseo crestal (CBL), el nivel de adhesión (CAL), el índice de placa (PI) y el sangrado en el sondaje (BOP) en las evaluaciones iniciales (BSL) y a los 6 (T1), 12 (T2) y 24 meses (T3) después de la carga con la restauración final.
RESULTADOS
Se perdieron nueve implantes (cuatro L y cinco M). El tipo de implante y el momento de colocación y carga no mostraron tener una influencia significativa en la tasa de supervivencia. Se observó una pérdida media del CAL de 1,12 mm durante los 2 primeros años en el grupo M, mientras que en el grupo L fue de 0,55 mm. Mediante una evaluación radiográfica, se demostró que los implantes del grupo L tenían una pérdida ósea crestal media de 0,58 mm en comparación con 1,09 mm del grupo M.
CONCLUSIONES
Los resultados sugieren que la superficie microtexturizada por láser en el cuello del implante puede mitigar las secuelas negativas relacionadas con la pérdida ósea periimplantaria, independientemente del tipo de protocolo de colocación y carga utilizado.
ANTECEDENTES
Hace poco, se han propuesto nuevas superficies de implantes con el propósito de mejorar la integración de los tejidos duros y blandos, lo que puede ser beneficioso en situaciones de carga inmediata.
OBJETIVO
El objetivo del presente estudio clínico prospectivo fue evaluar clínica y radiográficamente durante 2 años un implante con la superficie del cuello microtexturizado por láser y colocado para la carga inmediata de prótesis fijas en casos de edentulismo parcial maxilar o mandibular posterior.
MATERIALES Y MÉTODOS
Treinta y cinco pacientes con edentulismo parcial que necesitaban tratamiento mediante implantes y cumplían los criterios de inclusión fueron reclutados consecutivamente en diferentes centros de estudio de Italia. Se colocaron y cargaron de inmediato 107 implantes Tapered Internal Laser-Lok (49 maxilares y 58 mandibulares). Todas las estructuras provisionales se entregaron en 1 hora, y las definitivas se colocaron después de 4 meses. Se evaluaron 32 estructuras protésicas, que consistían en 10 restauraciones de dos unidades, 12 de tres unidades y 10 de cuatro unidades. Se controlaron los resultados clínicos y radiológicos de los implantes en las evaluaciones de seguimiento programadas a los 6, 12 y 24 meses.
RESULTADOS
Se perdieron 5 implantes después de la carga (tres de ellos en restauraciones maxilares de dos unidades, uno en restauraciones mandibulares de dos unidades y uno en restauraciones maxilares de tres unidades), lo que arroja una tasa de supervivencia del 95,4 % después de 24 meses. La pérdida ósea marginal promedio a los 6, 12 y 24 meses de la implantación fue de 0,42 mm ± 1,1 mm, 0,52 mm ± 0,9 mm y 0,66 mm ± 1,3 mm, respectivamente.
CONCLUSIONES
Aunque se limita al breve control llevado a cabo, la función inmediata de los implantes Tapered Internal Laser-Lok® parece ser una opción viable para los pacientes con edentulismo parcial tratados.
RESUMEN
El objetivo del presente estudio clínico fue evaluar la influencia de la superficie microtexturizada de Laser-Lok® en el nivel de adhesión clínica y el remodelado óseo crestal alrededor de implantes con carga funcional inmediata al reemplazar un solo diente en el área 15-25 y 35-45.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se incluyeron setenta y siete pacientes en un estudio prospectivo y aleatorizado, y se les dividió en dos grupos: en el grupo control se utilizaron implantes Tapered Internal no Laser-Lok® (NLL; n = 39) de BioHorizons, mientras que en el grupo de prueba se utilizaron implantes Tapered Internal Laser-Lok® (LL; n=39) de BioHorizons. La pérdida ósea crestal (CBL) y los parámetros clínicos, como el nivel de adhesión clínica (CAL), el índice de placa (PI) y el sangrado en el sondaje (BOP), se registraron en las evaluaciones iniciales (BSL) y a los 6 (T1), 12 (T2) y 24 meses (T3) después de la carga con la restauración final.
RESULTADOS
Se perdió un implante en el grupo de control y otro en el grupo de prueba, con una supervivencia total del 96,1 % después de 2 años. Los resultados de PI y BOP fueron similares en ambos tipos de implantes sin diferencias estadísticas. Se observó una pérdida media del CAL de 1,10 mm ± 0,51 mm durante los 2 primeros años en el grupo de NLL, mientras que la pérdida media observada en el grupo de LL fue de 0,56 mm ± 0,33 mm. En una evaluación radiográfica, los implantes del grupo de NLL mostraron una pérdida ósea crestal media de 1,07 mm ± 0,30 mm en comparación con el grupo de LL que fue de 0,49 mm ± 0,34 mm.
CONCLUSIONES
El tipo de implantes no influyó en la tasa de supervivencia, mientras que en el grupo de LL se produjo un mayor CAL y una menor CBL radiográfica periimplantaria que en el grupo de NLL.
RESUMEN
Los estudios histológicos y clínicos confirman que el microtexturizado por láser de los cuellos del implante favorece la unión de fibras del tejido conectivo y reduce la profundidad del sondaje y la pérdida ósea periimplantaria, en comparación con los cuellos mecanizados. El objetivo de este estudio prospectivo era evaluar los cambios dimensionales alveolares tras la colocación de implantes transmucosos inmediatos (cuello microtexturizado Laser-Lok®) asociados a procedimientos regenerativos óseos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Trece implantes (Single-Stage Implant System®, BioHorizons, IPH. Inc.) se colocaron de inmediato en alvéolos de extracción de una sola raíz. Los defectos periimplantarios se trataron con xenoinjertos de origen bovino (Laddec®, BioHorizons, IPH. Inc) y membranas de colágeno reabsorbibles (Mem-Lok®, BioHorizons, IPH. Inc.).
RESULTADOS
A los 6 meses de reentrada quirúrgica, el cuello microtexturizado Laser-Lok® brinda condiciones más favorables para la adhesión de tejidos duros y blandos y reduce la pérdida ósea alveolar.
INTRODUCCIÓN
En un ensayo clínico prospectivo, controlado y multicéntrico se evaluó un implante dental ahusado (tratamiento de superficie Laser-Lok [LL]) con un cuello de 2 mm de ancho, micromecanizado por láser en la parte inferior de 1,5 mm para lograr preferentemente la adhesión ósea y del tejido conectivo mientras se inhibe el crecimiento epitelial.
MATERIALES
Los datos se presentan en períodos de medición de 1 a 37 meses después de la operación para 20 pares de implantes en 15 pacientes. Los implantes se colocan junto a implantes de control con cuello mecanizado del mismo diseño. Se notifican los valores de medición para el índice de sangrado, el índice de placa, la profundidad del sondaje y la pérdida ósea crestal.
RESULTADOS
No se miden las diferencias estadísticas respecto al índice de sangrado o placa. En todos los períodos de medición, hay diferencias significativas en las profundidades del sondaje, y las diferencias en la pérdida ósea crestal son significativas después de 7 meses (P<0,001). A los 37 meses, la profundidad del sondaje promedio es de 2,30 mm y la pérdida ósea crestal promedio es de 0,59 mm para LL frente a 3,60 y 1,94 mm, respectivamente, para el implante de control. Además, la comparación de los resultados en la mandíbula con los del maxilar demuestra una mayor diferencia (implante de control frente a LL) en la media de la pérdida ósea crestal y la profundidad del sondaje en el maxilar. Sin embargo, este resultado no fue estadísticamente significativo.
DISCUSIÓN
La diferencia constante en la profundidad del sondaje entre LL y el implante de control demuestra la formación de un sello estable de tejido blando por encima del hueso crestal. LL limitó la pérdida ósea crestal a un intervalo de 0,59 mm, en comparación con el implante de control que tuvo una pérdida ósea crestal notificada de 1,94 mm. Se observó que el implante LL era comparable con el implante de control en cuanto al índice de sangrado sulcular y al índice de placa de los criterios de valoración de seguridad. Hay una sugerencia no estadísticamente significativa de que la superioridad de la retención ósea crestal de LL es mayor en el maxilar que en la mandíbula.
RESUMEN
Objetivo: Se han recomendado cuellos pulidos y mecanizados para los implantes dentales a fin de reducir la acumulación de placa y la pérdida ósea crestal. En investigaciones más recientes, se ha sugerido que una superficie de titanio rugosa favorece la oseointegración y la adhesión del tejido conectivo. El objetivo de esta investigación fue realizar una comparación entre la altura del hueso crestal adyacente y los implantes con cuellos microtexturizados y mecanizados por láser de dos sistemas de implantes diferentes (Laser-Lok y Nobel Replace Select).
Materiales y métodos
Se colocaron cuatro implantes (dos Laser-Lok y dos Nobel Replace Select) en la mandíbula anterior para usarse como pilares de sobredentadura. Se colocaron de forma intercalada y los implantes distales se cargaron con pilares esféricos. Los implantes mesiales no se cargaron. Los implantes distales se cargaron de inmediato con dentaduras prefabricadas. En el caso de los implantes cargados, se midieron el índice de placa, el índice de sangrado y las profundidades del sondaje (PD) después de 6 y 12 meses. La pérdida ósea en ambos grupos (con y sin carga) se evaluó realizando radiografías estandarizadas.
Resultados
Los valores del índice de placa y sangrado fueron similares para ambos tipos de implantes. Los implantes Laser-Lok mostraron PD más superficiales (0,36 ± 0,5 mm y 0,43 ± 0,51 mm) que los implantes Nobel Replace Select (1,14 ± 0,77 mm y 1,64 ± 0,93 mm; P <0,05 durante 6 y 12 meses, respectivamente). A los 6 y 12 meses, respectivamente, los implantes Laser-Lok mostraron una menor pérdida ósea crestal en los grupos cargados (0,19 ± 0,15 mm y 0,42 ± 0,34 mm) y no cargados (0,15 ± 0,15 mm y 0,29 ± 0,20 mm) que los implantes Nobel Replace Select tanto en los grupos cargados (0,72 ± 0,5 mm y 1,13 ± 0,61 mm) como no cargados (0,29 ± 0,28 mm y 0,55 ± 0,32 mm).
Conclusión
Las PD de los implantes Laser-Lok fueron más superficiales y la pérdida ósea crestal periimplantaria fue menor que las observadas en los implantes Nobel Replace Select.
RESUMEN
En diversos estudios publicados sobre implantes dentales en animales y humanos, se informa que hay pérdida ósea crestal desde el momento de la colocación del pilar de cicatrización hasta bastante tiempo después de la restauración. La pérdida ósea puede generar la pérdida de papila interproximal y la recesión de los bordes de la corona. Estos tres casos clínicos demuestran los resultados a largo plazo que se pueden obtener utilizando implantes con el diseño de cuello de microcanal Laser-Lok para preservar la estética del hueso crestal y de los tejidos blandos. El caso 1 involucró la extracción, el injerto de alvéolo, el retraso en la colocación del implante durante 6 meses y la restauración final a los 6 meses. El caso 2 involucró la extracción, la colocación inmediata del implante con injerto simultáneo y la colocación provisional de la corona 2 meses después. El caso 3 involucró el tratamiento de la ausencia congénita de incisivos laterales usando una restauración retardada.
Caso 1 (primer uso notificado de un implante Laser-Lok)
Una mujer de 34 años presentó reabsorción externa a nivel de la unión cemento-esmalte (CEJ) del diente n.º 9. Se le presentaron varias opciones de tratamiento a la paciente, quien eligió la extracción y la colocación de un implante dental. Tras la extracción atraumática, la anatomía del alvéolo no permitió la colocación inmediata con una estabilidad inicial aceptable. Se colocó un aloinjerto óseo calcificado en el alvéolo y se dejó sanar durante 6 meses. Tras ese tiempo, se colocó un implante dental con diseño de cuello de microcanal Laser-Lok. También se utilizó un injerto de tejido conjuntivo subepitelial en el diente adyacente (n.º 10) para la cobertura radicular. Seis meses después de la colocación, se realizó la cirugía de segunda etapa y se restauró el diente con un pilar personalizado y una corona de metal fundido de porcelana (PFM). Se debe considerar el mantenimiento de excelentes niveles óseos crestales (dentro de 0,5 mm de la interfaz implante/pilar) a los 13 años de la restauración. Los bordes de los tejidos blandos se han mantenido estables y presentan una excelente salud periodontal.
Caso 2
Una mujer de 60 años presentó una infección crónica, la cual se evidenciada por una fístula en la extensión apical del diente n.º 9. A este diente se le realizó previamente un tratamiento de endodoncia y cirugía apical. Se revisaron todas las opciones de tratamiento con la paciente, quien eligió la sustitución del implante dental. Debido a que la paciente se mudó a Sudamérica por un periodo de 2 años, se realizó la extracción inmediata y se colocaron los implantes dentales con injerto en cavidad. El implante dental tenía un diseño de cuello de microcanal Laser-Lok de 5 mm x 13 mm. Se colocó una corona provisional 2 meses después de la colocación del implante. La paciente no tuvo ningún otro cuidado dental realizado por un profesional durante esos 2 años y, al regresar al país, se le colocó la corona definitiva. Se deben considerar los niveles de hueso crestal (dentro de 0,5 mm de la interfaz pilar-implante) 4 años después de la carga del implante.
Caso 3
Se derivó a una mujer de 17 años con ausencia congénita de incisivos laterales maxilares para que considerara la implantación dental en ambos sitios. Después de un examen clínico que incluyó un estudio radiográfico de tomografía computarizada, se realizó un procedimiento quirúrgico que involucró el alargamiento estético de la corona desde el diente n.º 4 al n.º 13 y la colocación de implantes Tapered Internal de BioHorizons de 3,8 mm x 12 mm (plataforma de 3,5 mm) en los sitios n.º 7 y n.º 10. Usando una guía quirúrgica, los cuellos de los implantes se colocaron de 2 a 3 mm del margen gingival facial correspondiente de las coronas previstas. Solo 0,3 mm del cuello de metal mecanizado se expusieron en la superficie media de la cara. No hubo problemas durante la cicatrización. Se realizó cirugía de segunda etapa y se colocaron los pilares de cicatrización 4 meses después de la cirugía inicial.
Conclusión
Con estos tres casos, se demuestra la capacidad del diseño de cuello de microcanal Laser-Lok para mantener los niveles óseos crestales y la estética de los tejidos blandos alrededor de los implantes dentales. Dos casos involucraron la colocación de implantes en sitios con injertos. Los tres casos demuestran una evidencia clínica y radiológica inequívoca de estabilidad ósea crestal cerca de la interfaz pilar-implante (microespacio). No se observó una expectativa convencional de pérdida ósea por debajo del cuellos y hasta la primera rosca. La capacidad de los microcanales Laser-Lok para mantener el hueso crestal y lograr la unión supracrestal del tejido conectivo puede crear una nueva definición de ancho biológico del implante «normal».
RESUMEN
El propósito de este estudio de prueba de conceptos en humanos fue investigar la posibilidad de lograr una adhesión física del tejido conectivo al cuello de microcanal Laser-Lok de un implante dental. El cuello de 2 mm se micromecanizó para favorecer la adhesión ósea y del tejido conectivo, al tiempo que se evita la migración apical del epitelio. Se extrajeron los implantes y se recolectaron los tejidos blandos y duros circundantes después de 6 meses. La investigación histológica se realizó con microscopía óptica, luz polarizada y microscopía electrónica de barrido.
RESULTADOS
Los implantes se oseointegraron y existe evidencia histológica de contacto directo con el hueso. Se halló que el tejido conectivo se unió a los microcanales Laser-Lok. No hubo signos de inflamación. Los tejidos periimplantarios consistieron en una lámina propia densa de colágeno cubierta de un epitelio oral queratinizado, escamoso y estratificado. Este último era consistente con el epitelio sulcular paraqueratinizado que cubría esa superficie lateral del surco periimplantario. No nivel apical, el epitelio sulcular se solapó con el borde coronal del epitelio de unión. El epitelio sulcular era consistente con el epitelio de unión, que conectaba el implante con la mucosa periimplantaria circundante. Entre la terminación apical del epitelio de unión y la cresta ósea alveolar, el tejido conectivo crea directamente la superficie del implante.
La evaluación con microscopio óptico de estas muestras reveló un contacto estrecho de las células epiteliales de la unión con la superficie del implante. La zona microrranurada de los implantes estaba cubierta de tejido conectivo. La microscopía de luz polarizada que se realizó en esta zona reveló fibras de colágeno orientadas funcionalmente hacia las ranuras de la superficie del implante. La microscopía electrónica de barrido (SEM) de una zona correspondiente de la muestra confirmó la presencia de fibras de colágeno adjuntas.
Todas las muestras mostraron un alto grado de contacto hueso-implante y una actividad de remodelado intensa. En muestras que mostraron fibras de colágeno orientadas funcionalmente hacia las ranuras de la superficie del implante, se observó un remodelado de hueso nuevo en la dirección coronal. En la SEM, se halló que el epitelio sulcular presentaba descamación de las células y el epitelio de unión. Parece que la unión del tejido conectivo es fundamental para preservar la cresta ósea alveolar e inhibir la migración apical del epitelio.
RESUMEN
El propósito de este estudio de prueba de conceptos en humanos fue investigar la posibilidad de lograr una adhesión física del tejido conectivo al cuello de microcanal Laser-Lok de un implante dental. El cuello de 2 mm se micromecanizó para favorecer la adhesión ósea y del tejido conectivo, al tiempo que se evita la migración apical del epitelio. Se extrajeron los implantes y se recolectaron los tejidos blandos y duros circundantes después de 6 meses. La investigación histológica se realizó con microscopía óptica, luz polarizada y microscopía electrónica de barrido.
RESULTADOS
Los implantes se oseointegraron y existe evidencia histológica de contacto directo con el hueso. Se halló que el tejido conectivo se unió a los microcanales Laser-Lok. No hubo signos de inflamación. Los tejidos periimplantarios consistieron en una lámina propia densa de colágeno cubierta de un epitelio oral queratinizado, escamoso y estratificado. Este último era consistente con el epitelio sulcular paraqueratinizado que cubría esa superficie lateral del surco periimplantario. No nivel apical, el epitelio sulcular se solapó con el borde coronal del epitelio de unión. El epitelio sulcular era consistente con el epitelio de unión, que conectaba el implante con la mucosa periimplantaria circundante. Entre la terminación apical del epitelio de unión y la cresta ósea alveolar, el tejido conectivo crea directamente la superficie del implante.
La evaluación con microscopio óptico de estas muestras reveló un contacto estrecho de las células epiteliales de la unión con la superficie del implante. La zona microrranurada de los implantes estaba cubierta de tejido conectivo. La microscopía de luz polarizada que se realizó en esta zona reveló fibras de colágeno orientadas funcionalmente hacia las ranuras de la superficie del implante. La microscopía electrónica de barrido (SEM) de una zona correspondiente de la muestra confirmó la presencia de fibras de colágeno adjuntas.
Todas las muestras mostraron un alto grado de contacto hueso-implante y una actividad de remodelado intensa. En muestras que mostraron fibras de colágeno orientadas funcionalmente hacia las ranuras de la superficie del implante, se observó un remodelado de hueso nuevo en la dirección coronal. En la SEM, se halló que el epitelio sulcular presentaba descamación de las células y el epitelio de unión. Parece que la unión del tejido conectivo es fundamental para preservar la cresta ósea alveolar e inhibir la migración apical del epitelio.
ANTECEDENTES
El objetivo de este estudio es evaluar la influencia del nivel de colocación de implantes mediante un diseño de cuello microtexturizado por láser en los resultados de los niveles de hueso crestal y tejido blando. Además, evaluamos el llenado de defectos óseos vertical y horizontal e identificamos factores que influyeron en los resultados clínicos de la colocación del implante inmediato.
MÉTODOS
Se reclutaron veinticuatro pacientes, cada uno con un diente desahuciado (región anterior o premolar), reclutados para recibir implantes dentales. Se asignó de forma aleatoria a los pacientes para que se colocara el implante en la cresta palatina o a 1 mm subcrestalmente. Se evaluaron parámetros clínicos como el ancho de la encía queratinizada (KG), el grosor de la KG, la profundidad del defecto óseo horizontal (HDD), los niveles óseos marginales (MBL) faciales e interproximales, las roscas faciales expuestas, la distancia horizontal tejido-implante, el índice gingival (GI) y el índice de placa (PI) al inicio y 4 meses después de la cirugía. Además, se evaluaron las mediciones del perfil de tejido blando, como el índice de las papilas, la altura de las papilas (HP) y el nivel gingival (GL), después de la colocación de la corona a los 6 y 12 meses de la cirugía.
Resultados
La tasa global de éxito del implante a los 4 meses fue del 95,8 % (un implante fracasó). En total, 20 de 24 pacientes completaron el estudio. Al inicio, no se observaron diferencias significativas entre los grupos crestal y subcrestal en todos los parámetros clínicos, excepto en el MBL facial (P = 0,035). A los 4 meses, el grupo subcrestal presentó un aumento significativamente mayor del grosor del tejido (tejido queratinizado) frente al grupo crestal al compararlos con los valores iniciales. Otros parámetros clínicos (índice de las papilas, PH, GL, PI y GI) no mostraron diferencias significativas entre los grupos en ningún momento. Un grosor de placa facial de <=1,5 mm y una HDD de >=2 mm se correlacionaron estrechamente con la pérdida ósea marginal facial. Un grosor de placa facial de <=2 mm y una HDD de >=3 se correlacionaron estrechamente con cambios dimensionales horizontales.
Conclusión
El uso de implantes inmediatos fue un abordaje quirúrgico predecible (tasa de supervivencia del 96 %), y el nivel de colocación no influyó en los cambios óseos horizontal y vertical ni en los tejidos blandos. Este estudio sugiere que una placa facial gruesa, pequeños huecos y sitios premolares fueron más favorables para lograr resultados clínicos exitosos en la colocación del implante inmediato.
RESUMEN
Objetivo: Realizar un análisis histológico e histomorfométrico de las reacciones tisulares periimplantarias y la interfaz hueso-titanio en 3 implantes de titanio de carga inmediata (carga provisional) extraídos de un hombre después de un período de carga de 4 meses.
Materiales y métodos: Un paciente de 35 años con edentulismo parcial maxilar no quiso implantarse una prótesis extraíble provisional durante el periodo de cicatrización. Por lo tanto, se decidió insertar 3 implantes definitivos y utilizar 3 implantes provisionales durante el período de transición. Los implantes provisionales se cargaron el mismo día usando una prótesis de resina con contacto oclusal. En la cirugía de segunda fase, después de 4 meses, se retiró la prótesis provisional y se extrajeron los implantes provisionales con una fresa de trépano. Antes de la extracción, todos los implantes parecían estar clínicamente oseointegrados. Las muestras se procesaron para observarlas mediante microscopía óptica.
Resultados: Usando un aumento bajo, fue posible observar que había trabéculas óseas alrededor del implante. Cerca de la superficie del implante, había zonas de remodelado óseo y sistemas de Havers. Mediante la microscopía de luz polarizada, se pudo observar que en la cara coronal de la rosca, el hueso laminar mostraba lamelas que tendían a extenderse en sentido paralelo a la superficie del implante; mientras que en la cara inferior de la rosca, las lamelas óseas se extendía en sentido perpendicular a la superficie del implante.
RESUMEN
Se sabe poco sobre los procesos de cicatrización in vivo en la interfaz de los implantes colocados con diferentes materiales de injerto. Para un aumento óptimo del seno, en la práctica clínica se necesita un sustituto de injerto óseo que pueda regenerar hueso de alta calidad y permitir la osteointegración de implantes de titanio de carga. El sulfato de calcio (CaS) es uno de los biomateriales más antiguos que se emplean en la medicina, pero pocos estudios han abordado su uso como material de aumento de seno junto con la colocación simultánea de implantes. El objetivo del presente estudio fue realizar una evaluación histológica de un implante provisional de carga inmediata extraído 7 meses después de su colocación simultánea en un seno injertado con CaS. Durante la extracción, el hueso se desprendió parcialmente de uno de los implantes, lo cual impidió su uso para el análisis histológico. El segundo implante estaba completamente rodeado de hueso nativo y recién formado, y se sometió a una evaluación histológica. El hueso laminar, que tenía pequeñas lagunas de osteocitos, estaba presente y en contacto con la superficie del implante. No había espacio, células epiteliales ni tejidos conectivos en la interfaz hueso-implante. Tampoco había CaS residual. El porcentaje de contacto hueso-implante fue del 55 % ± 8 %. De este porcentaje, el 40 % estaba representado por hueso nativo y el 15 % por hueso recién formado. El CaS mostró una reabsorción completa y la formación de hueso nuevo en el seno maxilar; se observó que este hueso estaba en contacto estrecho con la superficie del implante después de la carga inmediata.
RESUMEN
Tradicionalmente, los implantes dentales endoóseos se han colocado siguiendo un procedimiento quirúrgico de dos etapas con un período de cicatrización de 6 a 12 meses después de la extracción dental. Para reducir el tiempo de cicatrización, se implementaron protocolos que incluían la colocación de un implante inmediato y la provisionalización después de la extracción dental. Aunque las tasas de supervivencia de esta técnica son altas, la recesión gingival posoperatoria y la reabsorción ósea en la zona estética son posibles limitaciones. Los dos casos clínicos descritos aquí presentan una técnica quirúrgica para la preservación de la estética de los dientes anteriores que combina la extracción mínimamente invasiva, la colocación del implante inmediato, la provisionalización y el uso de implantes con un diseño de corona microrranurada por láser.
DISCUSIÓN
El uso de implantes con un diseño de corona microrranurada por láser puede haber contribuido al mantenimiento del tejido blando bucal, lo cual permite la adhesión e impide el crecimiento descendente de las células epiteliales; esto a menudo ocurre con implantes de cuello mecanizados. El mantenimiento de este tejido blando supracrestal suele depender de su capacidad para establecer una adhesión supercrestal con la superficie del implante.
RESUMEN
En investigaciones anteriores, se ha demostrado la eficacia de las microrranuras con ablación láser y colocadas dentro de los cuellos del implante para respaldar las adhesiones directas del tejido conectivo a las superficies alteradas del implante. Esta adhesión directa del tejido conectivo sirve como barrera fisiológica a la migración apical del epitelio de unión (JE) e impide la reabsorción ósea crestal. El objetivo del presente ensayo preclínico prospectivo fue evaluar los patrones de cicatrización de huesos y tejidos blandos cuando se colocan microrranuras ablacionadas con láser en el pilar. Se seleccionó un modelo evaluado en caninos para su comparación con investigaciones previas en las que se examinaron las secuelas negativas óseas y de tejidos blandos del microespacio implante-pilar. Los resultados demuestran una mejora significativa en la cicatrización periimplantaria de tejidos duros y blandos en comparación con las superficies de pilares mecanizadas tradicionales.
MATERIALES Y MÉTODOS
El presente estudio se diseñó para examinar los efectos de dos superficies de implantes y pilares diferentes sobre la adhesión epitelial y del tejido conectivo, así como los niveles óseos periimplantarios. Se seleccionaron 6 perros raposeros para este estudio. Cada perro recibió 6 implantes en los sitios de extracción del premolar mandibular bilateral y primer molar, para un total de 36 implantes. Los sitios se asignaron de forma aleatoria para recibir implantes internos cónicos (BioHorizons) con un texturizado reabsorbible a presión (RBT) y un cuello mecanizado de 0,3 mm. Además, se asignaron aleatoriamente pilares de cicatrización de microcanales Laser-Lok o de superficie mecanizada a cada implante. Los pilares se colocaron en el momento de la cirugía.
RESULTADOS
La presencia de la zona microcanalizada por láser de 0,7 mm permitió que se produjera de forma sistémica una intensa actividad fibroblástica en la superficie ranurada del pilar, lo que dio lugar a un complejo entrelazado denso de fibras de tejido conjuntivo orientadas en sentido perpendicular a la superficie del pilar que servían como barrera fisiológica a la migración apical de la JE. Como consecuencia de la inhibición de la migración apical de la JE, se evitó la reabsorción ósea crestal. De forma significativa, en dos casos se produjo una regeneración ósea coronal en la IAJ y la superficie del pilar, lo cual eliminó por completo las secuelas negativas del microespacio de la IAJ.
Por el contrario, en los pilares sin superficies microrranuradas con ablación láser, se mostró poca evidencia de actividad fibroblástica sólida en la interfaz pilar-tejido. Una JE larga se extendió en las superficies del cuello del pilar y del implante, lo que impidió la formación de la barrera fisiológica del tejido conjuntivo y causó la reabsorción ósea crestal. Se presentaron fibras de tejido conjuntivo paralelas en lugar de perpendiculares orientadas funcionalmente en las superficies del implante del pilar.
INTRODUCCIÓN
Se presentan la histología humana y la microscopía electrónica de barrido (SEM), que describen la integración del tejido blando en una superficie microrranurada por láser del pilar.
PRESENTACIÓN DEL CASO
En dos pacientes se colocaron pilares protésicos con una superficie microrranurada por láser sobre implantes osteointegrados. Después de 6 semanas de cicatrización, se retiraron los pilares y el tejido blando circundante y se prepararon para llevar a cabo la histología y SEM. El epitelio más apical se encontró en el área coronal de esta superficie. El tejido conjuntivo mostró fibras de colágeno orientadas en sentido perpendicular a la superficie microrranurada. Hubo un contacto estrecho entre los tejidos conectivos y la superficie microrranurada del pilar.
CONCLUSIÓN
Los pilares de estos pacientes presentaban la integración del tejido conectivo con las fibras orientadas funcionalmente a la superficie microrranurada.
RESUMEN
¿Por qué la información presentada en este caso es novedosa? Hasta donde sabemos, esta es la primera serie de casos reportada en seres humanos, mediante histología humana, que describe la adhesión del tejido conectivo alrededor de un pilar microrranurado.
¿Cuáles son los aspectos clave para una gestión exitosa en este caso? Las características de la superficie del pilar pueden provocar la integración del tejido conectivo con la superficie microrranurada, mediante fibras de colágeno orientadas funcionalmente.
¿Cuáles son las principales limitaciones para lograr el éxito en este caso? Se trata solo de una serie de casos de la histología de la adhesión. No se informan resultados clínicos ni ventajas. Para demostrar las ventajas clínicas, será necesario realizar más estudios.
RESUMEN
En estudios preclínicos y clínicos previos, se ha demostrado la eficacia de las microrranuras con ablación láser configuradas con precisión y colocadas en los cuellos de los implante para permitir la adhesión directa del tejido conectivo a la superficie del implante. Un reciente estudio en caninos en el que se examinaron las microrranuras con ablación láser colocadas en un área específica del pilar de cicatrización demostró hallazgos similares. En ambos casos, la adhesión directa del tejido conectivo a la superficie del implante-pilar obstaculizó la migración apical del epitelio de unión, lo cual impidió la reabsorción ósea crestal. En el presente caso clínico, se examinó la eficacia de las microrranuras con ablación láser colocadas en pilares en sujetos humanos. Al igual que en el ensayo preclínico, las microrranuras con ablación láser configuradas con precisión permitieron la adhesión directa del tejido conectivo a la superficie alterada del pilar, lo cual impidió la migración apical del epitelio de unión y, por tanto, protegió el hueso crestal de la reabsorción prematura.
RESUMEN
En este informe, se presenta evidencia de la reinserción del tejido conectivo en seres humanos cuando el pilar de cicatrización microrranurado con ablación láser se sustituyó por el pilar permanente cilíndrico microrranurado por láser. No se observó pérdida ósea adicional 15 semanas después de la colocación del pilar cilíndrico permanente microrranurado por láser. Un tejido conectivo denso estaba en contacto estrecho con la superficie microrranurada por láser hasta el punto de separación del tejido blando, y se halló una evidencia clara de que el epitelio de unión termina en la posición más coronal de la zona microrranurada por láser.
OBJETIVOS
(i) Investigar la influencia de diferentes extensiones de la zona del pilar microrranurado por láser en la adhesión del tejido conectivo y (ii) evaluar el impacto de la desconexión/reconexión constante del pilar en la cicatrización del tejido blando y duro.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los implantes de titanio se insertaron a nivel epicrestal en las mandíbulas inferiores de seis perros. Los pilares de cicatrización con bordes microrranurados por láser de forma parcial (LP) o completa (LC) o con bordes de superficie mecanizados (M) se asignaron al azar a una única (1 vez)/constante (2 veces) desconexión/reconexión a las 4 y 6 semanas (prueba), respectivamente, o no se alteraron (control). A las 6 y 8 semanas se evaluaron los parámetros histomorfométricos (p. ej., nivel más coronal del hueso en contacto con el implante [CBI], adhesión del tejido conjuntivo subepitelial [STC]) e inmunohistoquímicos (colágeno de tipo I [CI]).
RESULTADOS
En los centros de control, los grupos de LP/LC mostraron menor CBL promedio (8 semanas, 0,95 ± 0,51 frente a 0,54 ± 0,63 y frente a 1,66 ± 1,26 mm), mayor STC promedio (8 semanas, 82,58 ± 24,32 % frente a 96,37 ± 5,12 % y frente a 54,17 ± 8,09 %), pero reactividad antígeno de CI comparable. Una manipulación constante del pilar se asoció a un aumento del CBL promedio (8 semanas, 1,53 ± 1,09 frente a 0,94 ± 0,17 y frente a 1,06 ± 0,34 mm), a una disminución del STC (8 semanas, 57,34 ± 43,06 % frente a 13,26 ± 19,04 % y frente a 37,76 ± 37,08 %) y valores de CI.
CONCLUSIONES
Se llegó a la conclusión de que (i) los pilares LC>LP mejoraron la adhesión del tejido conjuntivo subepitelial y conservaron los niveles óseos crestales; (ii) la reconexión/reconexión constante del pilar durante la fase de cicatrización inicial (4 a 6 semanas) puede asociarse a un aumento de los cambios en los tejidos blandos y duros; y (iii) la LP y LC deben considerarse utilizando un método único de un pilar.
RESUMEN
En este artículo, se resume la información actual sobre los beneficios de las microrranuras con ablación láser en las regiones del cuello de los implantes dentales endoóseos. Al igual que las microrroscas coronales mecanizadas con superficies granalladas con partículas, las microrranuras con ablación láser ayudan a preservar el hueso crestal. Sin embargo, también parece que favorecen solo una verdadera adhesión gingival del tejido conjuntivo similar al de los dientes naturales.
Materiales y métodos: Se realizó una búsqueda bibliográfica de publicaciones revisadas por expertos en inglés entre 1990 y julio de 2011 utilizando las bases de datos de la National Library of Medicine y del SCOPUS Cochrane Oral Health Group. También se revisaron otros documentos de las listas de referencias de artículos identificados de antes de 1990. Las referencias relevantes se seleccionaron en función de los títulos y resúmenes, pero las selecciones finales se basaron en una revisión del texto completo independiente por parte de ambos autores.
Conclusión: Los implantes dentales con microrranuras coronales con ablación láser o microrroscas mecanizadas granalladas con partículas reducen la pérdida ósea crestal periimplantaria en comparación con los implantes con segmentos del cuello completamente torneados con máquina o granallados con partículas (sin la incorporación de las microrroscas). Sin embargo, a diferencia de las microrroscas mecanizadas, las microrranuras con ablación láser parecen inhibir la migración apical del epitelio crevicular y promover la unión real de la encía periimplantaria. Dado que ambos tratamientos generan una rugosidad superficial similar, la diferencia en la respuesta del tejido conectivo puede estar relacionada con diferencias en la nanotopografía y con el hecho de que las microrranuras con ablación láser tiene una magnitud de dimensión menor que las microrroscas mecanizadas. Se puede asumir que la formación de una interfaz de cuello del implante- tejido conectivo más parecida a la de un diente natural mejorará el rendimiento a largo plazo de los implantes dentales.
RESUMEN
Objetivo: En este estudio, se comparó la reducción ósea alveolar después de la implantación inmediata utilizando implantes de cuello microrranurados y lisos en alvéolos recién extraídos.
Materiales y métodos: En este estudio, se utilizaron cuatro perros mestizos. Se elevaron los colgajos mucoperiósticos bucales y linguales completos, y se retiraron los premolares tercero y cuarto de la mandíbula. Los implantes se colocaron en los alvéolos recién extraídos. Los animales fueron sacrificados después de un período de cicatrización de 3 meses. Se diseccionaron las mandíbulas y se retiró cada sitio del implante y se procesó para un examen histológico.
Resultados: Durante la cicatrización, los espacios de los bordes en ambos grupos, que estaban presentes entre el implante y las paredes del alvéolo en el momento del implante, desaparecieron como resultado del llenado óseo y la reabsorción de la cresta ósea. Las crestas óseas bucales se localizaron a nivel apical de sus contrapartes linguales. En el intervalo de 12 semanas, el contacto hueso-implante promedio en el grupo de cuello microrranurado fue significativamente mayor que el del grupo de cuello torneado. A partir de las observaciones realizadas en algunos de los grupos de cuello microrranurado, hemos hallado la presencia de adhesión ósea a la superficie microrranurada de 12 µm y fibras de colágeno perpendiculares al eje largo de los implantes sobre la superficie microrranurada de 8 µm.
Conclusión: Teniendo en cuenta las limitaciones de este estudio, los implantes microrranurados pueden proporcionar condiciones más favorables para la adhesión de tejidos duros y blandos, y reducir el nivel de reabsorción ósea marginal y recesión de tejidos blandos.
RESUMEN
En este estudio analítico, mediante el análisis de elementos finitos, se predice la minimización de la tensión ósea crestal resultante del tratamiento de la superficie del cuello del implante. Se evalúa un diseño de implante dental ahusado con Laser-Lok (LL) y sin tratamiento de superficie microrranurada con ablación láser (control, C). El implante LL tiene el mismo diseño de cuerpo ahusado y tratamiento de superficie de rosca que el implante C, pero tiene un cuello de 2 mm de ancho que se ha micromecanizado con láser y que incluye ranuras de 8 y 12 μm en la parte inferior de 1,5 mm para mejorar la adhesión del tejido. En estudios in vivo en animales y seres humanos, se demostró previamente una disminución de la pérdida ósea crestal con el implante LL. Se consideran las cargas axiales y laterales con dos interfaces cuello/hueso diferentes (no unidas y unidas, para simular las superficies de C y LL, respectivamente). Para una carga lateral de 80 N, la tensión máxima de distorsión ósea crestal alrededor de C es de 91,9 MPa, mientras que la tensión máxima ósea crestal alrededor de LL es de 22,6 MPa, lo que quiere decir que significativamente menor. El análisis de elementos finitos sugiere que la sobrecarga de tensión puede causar la pérdida de hueso crestal. Se prevé que la adhesión del hueso al cuello con LL disminuya este efecto, lo cual beneficia la retención ósea crestal.
RESUMEN
Objetivo: En este estudio realizado en animales, se examinaron las variaciones histomorfométricas entre un implante de cuello torneado (TN) con un cuerpo de medios de explosión reabsorbibles (RBM), un implante de cuello microrroscado (MT) y un implante microrranurado (MG) (Laser-Lok).
Materiales y métodos: Se retiraron los premolares mandibulares de cuatro perros mestizos y se dejaron cicatrizar durante 3 meses. Una de las 3 muestras se recolectó para realizar un examen histológico. Todas las muestras han demostrado tener una cicatrización sin incidentes durante el experimento.
Resultados: Con los portaobjetos del examen histológico, se demostró que todas las muestras oseointegraron con éxito el remodelado óseo activo adyacente a los implantes. Con los implantes Laser-Lok se observaron 0,40 mm y 0,26 mm de pérdida ósea marginal a las 8 y 12 semanas, respectivamente. Las muestras se microrroscaron a las 8 y 12 semanas. Se observó una disposición compleja de tejidos blandos contra los implantes microrroscados y microrranurados.
Conclusiones: Se trata de un estudio en animales en el que se analizó el nivel marginal del hueso y la reacción de los tejidos blandos usando diferentes sistemas de implante con diversos diseños de cuello. Teniendo en cuenta las limitaciones de este estudio con animales, puede concluirse lo siguiente:
1. No se observó una clara diferencia morfométrica en el área ósea entre los tipos de cuello de los implantes MT y MG.
2. El BIC en los implantes MG fue ligeramente mayor que los tiempos de cicatrización correspondientes de los implantes MT y TN. Se pudieron medir valores más altos de BIC en las muestras de la semana 12 que en las de la semana 8.
3. En el nivel óseo marginal, se observó una disminución mayor con los implantes TN y menor con los implantes MG en función de los valores de referencia. Hubo niveles óseos marginales más altos en la semana 12 que en la semana 8 en las muestras de implantes MT y MG, pero con diferencias mínimas en las muestras de implantes TN.
4. En el caso de las superficies de los implantes MT y MG, las alineaciones de colágeno no eran paralelas al eje largo de los implantes. Los implantes MT y MG, sobre todo los últimos, tuvieron una respuesta tisular ventajosa en comparación con los implantes de cuello torneado.
RESUMEN
Objetivo: El objetivo de este estudio fue examinar el hueso crestal, el tejido conectivo y la respuesta de las células epiteliales en un cuello microtexturizado con ablación láser en comparación con un cuello mecanizado, en un modelo de perro.
Materiales: Se le extrajeron los dientes premolares mandibulares y primeros molares a seis perros mestizos y, tras la cicatrización, se sustituyeron por implantes BioLok de 4 x 8 mm. Cada perro tenía 3 implantes de control colocados en un lado de la mandíbula y 3 implantes experimentales microtexturizados por láser colocados en el lado contralateral. Después de 3 meses, 1 perro fue sacrificado. Se colocaron puentes en los implantes de 4 de los perros. El sexto perro sirvió como control negativo durante todo el experimento. Dos de los perros fueron sacrificados 3 meses después de la carga, dos de los perros murieron 6 meses después de la carga, así como el control negativo (sin carga). Se realizó un análisis histológico, una microscopía electrónica y un análisis histomorfométrico en cortes histológicos obtenidos de bloques de la mandíbula que contenía los implantes.
Resultados: Al principio, los implantes experimentales mostraron una mayor adhesión ósea a lo largo del cuello. Con el tiempo, las alturas óseas a lo largo de los cuellos de control y experimentales fueron equivalentes. Sin embargo, en los controles se detectó un mayor crecimiento descendente de los tejidos blandos, mayor actividad osteoclástica y mayor saucerización en comparación con los sitios adyacentes a los implantes experimentales. Hubo una adaptación más estrecha del hueso a los cuellos microtexturizados por láser.
Conclusiones: El uso de cuellos microrranurados de ingeniería tisular parece favorecer la adhesión de huesos y tejidos blandos a lo largo de este y facilitar el desarrollo del ancho biológico.
RESUMEN
Se ha demostrado que los diseños de los implantes y las diferentes posiciones verticales influyen en el hueso crestal. El objetivo de este estudio fue utilizar el análisis de elementos finitos (FE) para investigar a nivel biomecánico la influencia de la distribución de tensión/deformación en un implante maxilar anterior de 3,0 mm de diámetro respecto a su nivel apicocoronal después de la carga oblicua. Se aplicaron dos modelos de FE diferentes, según la posición del implante en relación con la cresta ósea. Se puede concluir que la colocación subcrestal de la interfaz implante-pilar reduce los niveles de tensión y deformación en el hueso circundante. Sin embargo, según este análisis, la colocación supracrestal del implante de 0,5 mm también es aceptable.
RESUMEN
La microgeometría de la superficie desempeña un papel importante en las interacciones de la superficie del implante tisular, pero la información que tenemos sobre sus efectos es limitada. Las microrranuras de sustrato influyen en gran medida en las células in vitro, como lo demuestran la guía de contacto y la alineación celular. Estudiamos colonias «puntiagudas» de fibroblastos primarios y células de la médula ósea que se cultivaron en superficies de poliestireno microrranuradas recubiertas de titanio que diseñamos y producimos. El crecimiento y la migración de las colonias de fibroblastos de tendón de rata y médula ósea de rata variaron (p <0,01) según la dimensión de la microrranura y, de forma moderada, según el tipo celular. Observamos morfologías muy alteradas, tasas de crecimiento reducidas y crecimiento direccional en las colonias cultivadas en sustratos microrranurados, en comparación con aquellas que se cultivaron en superficies planas de control (p <0,01). Las células de nuestras colonias cultivadas en superficies microrranuradas estaban bien alineadas y alargadas en dirección paralela a las ranuras y colonias. Nuestra colonia «puntiaguda» es un modelo de explantación artificial, que se reproduce y mide fácilmente, de interacciones de implantes tisulares que se aproxima mejor a las respuestas de implantes in vivo que cultivar células aisladas en biomateriales. Nuestros resultados se correlacionan de forma estrecha con estudios in vivo de implantes de poliestireno, titanio y aleación de titanio recubiertos de dióxido de titanio con microgeometrías controladas. Las microrranuras y otras características de la superficie parecen organizar direccional o espacialmente las células y las moléculas de la matriz de maneras que contribuyen a mejorar la estabilización y la oseointegración de los implantes.
RESUMEN
Los implantes ortopédicos suelen aflojarse debido a la invasión del tejido fibroso. El objetivo de este estudio fue diseñar una superficie de implante novedosa que acelerara la cicatrización junto a la superficie y creara una interfaz estable para la integración ósea, mediante el uso de un quimioatrayente para las células óseas precursoras y el control de la migración tisular en las superficies del implante con un diseño de microgeometría de superficie específico. Las superficies experimentales se probaron en una cámara de implantación canina que simula la respuesta ósea intramedular alrededor de los implantes articulares totales. Las superficies de titanio y aleación se prepararon con microgeometrías específicas, las cuales se diseñaron para optimizar la adhesión tisular y controlar la encapsulación fibrosa. El TGFβ, un mitógeno y quimioatrayente (Hunziker EB, Rosenberg LC. J Bone Joint Surg Am, 1996;78:721-733) de células osteoprogenitoras, se utilizó para incorporar células progenitoras en la superficie del implante y potenciar su proliferación. El sulfato de calcio (CS) hemihidrato fue el vehículo de liberación del TGFβ; el CS se reabsorbe rápidamente y parece ser osteoconductor. Se sacrificó a los animales a las 6 y 12 semanas de la intervención. Los resultados indicaron que el TGFβ puede liberarse de forma fiable y activa desde un portador de sulfato de calcio in vivo. El factor de crecimiento tuvo un efecto significativo en el crecimiento óseo interno de los canales del implante en un período temprano, aunque este efecto no se observó con dosis más altas en períodos posteriores. El ajuste de la dosis debe hacer que el TGFß sea más potente en periodos posteriores. El tratamiento con sulfato de calcio sin TGFβ produjo un aumento significativo del crecimiento óseo interior durante las 12 semanas estudiadas. La respuesta ósea a las superficies microrranuradas fue considerable, lo que causó un mayor crecimiento interior en 9 de las 12 condiciones experimentales. Las microrranuras también mejoraron la resistencia mecánica de las muestras recubiertas con CS. La superficie ranurada pudo controlar la dirección de crecimiento interior. Este tratamiento superficial puede dar lugar a un diseño de implante valioso para el área clínica, ya que induce un crecimiento rápido y una fuerte interfaz hueso-implante, lo que contribuye a la longevidad del implante.
RESUMEN
En este artículo, se presentan los resultados de un estudio experimental sobre las interacciones entre las células MC3T3-E1 (cráneo de ratón) y las superficies texturizadas de Ti6Al4V, incluidas las superficies producidas mediante el microrranurado por láser, granallada con partículas de alúmina y pulidas. Las interacciones multiescala entre las células MC3T3-E1 y estas superficies texturizadas se estudian utilizando una combinación de microscopía electrónica de transmisión de barrido óptico y microscopía de fuerza atómica. Los posibles efectos citotóxicos de la microquímica sobre las interacciones células-superficie también se tienen en cuenta en estudios de diseminación y orientación celular durante períodos de 9 días. En estos estudios, se demuestra que las células en geometrías microrranuradas de Ti6Al4V que son de 8 o 12 micras de profundidad se someten a guía de contacto y a una diseminación celular limitada. Se observa una guía de contacto similar en las superficies pulidas con diamante en las cuales se forman ranuras a nanoescala debido al raspado que se produce durante el pulido. Por el contrario, se observan orientaciones celulares aleatorias en las superficies de Ti6Al4V granalladas con alúmina. Se analizan los posibles efectos de la topografía superficial para la formación de tejido cicatricial y la mejora de la integración de la superficie celular.
RESUMEN
Introducción: En este informe, se describe el uso de implantes transcutáneos microtexturizados por láser en un modelo de cráneo de conejo para mejorar la integración de tejidos blandos. Los implantes dentales y ortopédicos se microtexturizan con frecuencia para mejorar la integración tisular. Las técnicas de microtexturizado por láser controladas mediante un ordenador que producen superficies microrranuradas con características definidas de 8-12 μm en regiones controladas de superficies de implantes se han desarrollado en función de los resultados de experimentos de cultivo celular y modelos in vivo. Estas texturas se replicaron en los cuellos de los implantes dentales para proporcionar áreas específicas tanto para la osteointegración como para la formación de una interfaz estable de tejido blando-implante. El objetivo de este estudio es evaluar estos implantes en un modelo de cráneo de conejo transcutáneo a fin de determinar si se puede usar el microtexturizado por láser controlado para crear una interfaz estable con tejido conectivo y epitelio.
Métodos: Se produjeron microtexturas con láser en los cuellos de 4 mm de diámetro de implantes dentales modificados, que se diseñaron para estudios en conejos (Figura 1). Los implantes tenían 4,5 mm de longitud y la parte roscada tenía 3,75 mm de diámetro. Orthogen Corporation (Springfield, Nueva Jersey) y BioLok International (Deerfield Beach, Florida) produjeron y suministraron los implantes. Las superficies del implante se modificaron mediante la ablación de áreas definidas, utilizando un láser Excimer y técnicas de enmascaramiento de áreas grandes. La ablación láser controlada permite la fabricación precisa de la microestructura superficial definida con resolución en el rango de la escala de micras. Las superficies mecanizadas por láser contenían sistemas microrranurados de 8 μm y 12 μm orientados en sentido circunferencial sobre los cuellos. Los cuellos de los implantes de control estaban «mecanizados» y se caracterizaban por tener pequeñas marcas de mecanizado en sus superficies. Todos los implantes se limpiaron y pasivaron en ácido nítrico antes de la esterilización.
Se colocaron quirúrgicamente cuatro implantes transcutáneos de forma bilateral en los huesos parietales de cada conejo mediante procedimientos monofásicos. El protocolo quirúrgico fue similar a la colocación de implantes dentales. Se realizó una incisión sobre la sutura sagital, y la piel y los tejidos blandos se colocaron de forma que se reflejaran lateralmente. Los implantes se colocaron utilizando fresas guía y fresas acanaladas a fin de crear sitios de 3,4 mm para los implantes con un diámetro de 3,75 mm. La parte roscada de los implantes se colocó en el hueso y el cuello microtexturizado por láser penetró en el tejido blando subcutáneo y el epitelio. Cada conejo recibió dos implantes a cada lado de la línea media (1 implante de control y 3 implantes experimentales por sujeto). A continuación, se suturó la piel sobre los implantes. Se realizaron incisiones de perforación para exponer la parte superior de las plataformas de los implantes, y los tornillos tapa se utilizaron para sujetar pequeñas arandelas plásticas recubiertas con una pomada triple antibiótica. Las arandelas plásticas se utilizaron para evitar que la piel se cerrara sobre el implante durante la hinchazón que se produce en la etapa de cicatrización temprana. Estas se retiraron al cabo de 2 semanas. En el estudio, se utilizaron 12 conejos. Los conejos fueron sacrificados a las 2, 4 y 8 semanas, y los implantes y tejidos circundantes se procesaron para usarse en la evaluación histológica. La respuesta de los tejidos duros y blandos a los implantes se evaluó histológicamente.
Resultados y discusión: No hubo complicaciones ni infecciones durante el transcurso del experimento. La histología a las 2 y 4 semanas mostró formaciones inmaduras de tejido blando alrededor de todos los implantes, y se observó poca interacción epitelial con las superficies del implante, ya que el epitelio no se había regenerado en la superficie del implante a las 2 semanas; además, no se observó una relación clara entre el epitelio y el implante a las 4 semanas. Las muestras a las 8 semanas evidenciaron tejido blando y tejido epitelial más maduro. En estas muestras, el epitelio se había regenerado por completo y el tejido blando mostró tener colágeno más maduro y organizado. En las muestras de control, el epitelio tuvo un crecimiento interior constante por la interfaz entre el implante y el tejido blando, y formó un surco profundo a lo largo del cuello del implante. Este surco se extendió a la superficie ósea, y hubo poca o ninguna interacción o integración directa de los tejidos blandos con las superficies de control. Los implantes mecanizados con láser de 8 semanas produjeron un patrón de interacción tisular diferente. El epitelio también produjo un surco en los cuellos superiores de estos implantes. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el surco no se extendió hasta la superficie ósea, sino que terminó en una banda ancha de tejido de 300-700 μm, que se adhirió a la base del cuello microtexturizado. Aunque el microtexturizado por láser se extendió hasta la parte superior del cuello, esta adhesión de tejido blando se formó solo en la parte inferior del cuello del implante, donde una «esquina» estable de tejido blando se unió tanto al cuello del implante como a la superficie ósea. Esta disposición del surco, la adhesión epitelial y la adhesión de tejidos blandos fue similar a la disposición estructural del «ancho biológico» que se ha encontrado alrededor de los dientes y, en algunos casos, alrededor de los implantes.
Conclusiones: En este estudio preliminar, se sugiere que las superficies microtexturizadas por láser pueden aplicarse a implantes transcutáneos y utilizarse para mejorar la integración de tejidos blandos. Los resultados sugirieron que los tejidos blandos en la interfaz de la piel son capaces de producir una disposición similar a la del «ancho biológico» que se observa alrededor de los dientes. Se ha planteado la hipótesis de que estas microtexturas mecanizadas con láser funcionan al aumentar la superficie y la organización de las células y tejidos adheridos. Pueden utilizarse para formar una interfaz funcionalmente estable con tejidos blandos, a fin de establecer una barrera transcutánea eficaz. Aunque se necesita realizar estudios a largo plazo, los resultados sugieren que el rendimiento de la fijación protésica transcutánea puede mejorarse mediante el uso del microtexturizado organizado a nivel regional.
INTRODUCCIÓN
Se ha observado que la respuesta del tejido a cualquier dispositivo implantable se relaciona con una intrincada combinación de parámetros de la interfaz del material basados en la composición, la química de la superficie y la microgeometría de la superficie. Las contribuciones relativas de estos factores son difíciles de evaluar.
Los experimentos in vitro e in vivo han demostrado el papel de la microgeometría superficial en la interacción tejido-superficie del implante, aunque no existe una relación bien definida. La relación general, demostrada mediante experimentos in vivo con implantes metálicos y cerámicos, indica que las superficies lisas favorecen la formación de una encapsulación gruesa de tejido fibroso, mientras que las superficies rugosas favorecen una encapsulación más delgada de tejido blando y una integración ósea más estrecha. También se ha demostrado que las superficies lisas y porosas de titanio tienen diferentes efectos sobre la orientación de las células de tejido fibroso in vitro. Se ha demostrado que la rugosidad de la superficie es un factor en la integración tisular de los implantes con superficies de hidroxiapatita, y que esta altera la adhesión celular y el crecimiento en superficies de polímero rugosas por grabado hidrolítico. Las superficies rugosas también han mostrado tener efectos notables en la diferenciación y la producción de factores reguladores de células óseas in vitro. Se ha demostrado que las microgeometrías de superficie definidas, como los metales ranurados y mecanizados y las superficies de polímero, causan una orientación celular y de la matriz extracelular (ECM) in vivo y pueden utilizarse para estimular o impedir el crecimiento interior epitelial en implantes dentales experimentales. Además, se ha demostrado que la texturización superficial permite una adhesión más eficaz de la matriz de coágulos de fibrina que las superficies lisas, lo que forma una interfaz más estable durante la contractura de la matriz de colágeno que se produce en la cicatrización. Este es un efecto que puede ser importante para determinar los primeros acontecimientos durante la integración tisular.
Es probable que las superficies texturizadas interactúen en varios niveles. Estas tienen superficies más altas que las superficies lisas y se interdigitan con el tejido de forma que se crea una interfaz mecánica más estable. Asimismo, pueden tener efectos significativos sobre la adhesión del coágulo de fibrina, la adhesión de componentes de la matriz extracelular más permanentes y la interacción a largo plazo de las células en interfaces estables. Hemos observado que, a corto plazo, las células de tejido fibroso forman una cápsula de colágeno prematura y organizada en interfaces lisas que en interfaces texturizadas. Nuestra propuesta plantea que las superficies texturizadas tienen una ventaja adicional sobre las superficies lisas. Inhiben la colonización mediante los tipos de células fibroblásticas que llegan temprano durante la cicatrización de heridas y encapsulan sustratos lisos.
Hemos investigado (1) los efectos de las superficies texturadas sobre la formación de colonias mediante fibroblastos y (2) los efectos de las microgeometrías de superficie controladas sobre la colonización de fibroblastos. En función de estos resultados, hemos diseñado, fabricado y puesto a prueba la aleación de titanio y los implantes de titanio comercialmente puro con microgeometrías controladas en modelos in vivo. Estas superficies experimentales tienen microestructuras consistentes y altamente orientadas que se aplican utilizando técnicas de ablación láser controladas por ordenador. Los resultados sugieren que la microgeometría de superficie controlada, en rangos de tamaño específicos, puede mejorar la integración ósea y controlar la geometría microestructural local del hueso adherido.
RESUMEN
Introducción: La geometría y la microgeometría de la superficie del implante influyen en las respuestas del tejido a los implantes. Las propiedades físicas y químicas de los sustratos sintéticos afectan a la morfología, la fisiología y el comportamiento de las células cultivadas de diversos tipos. Hasta la fecha, los estudios sobre la interacción tejido-implante han hecho hincapié en la adhesión celular, la señalización y otros mecanismos de respuesta celular. Los atributos celulares influenciados por las características del sustrato micrométrico incluyen la forma celular, la adhesión, la migración, la orientación y la organización citoesquelética. Estudiamos tres variantes fenotípicas de una línea celular de fibroblastos murinos para analizar la influencia de la microgeometría del sustrato en la forma, orientación y distribución de los microfilamentos celulares. La organización de los microfilamentos refleja la forma y orientación de las células, que respaldan los eventos de señalización celular que también regulan la adhesión celular, la mitosis, la migración y la apoptosis. Los conjuntos de microfilamentos (fibras de tensión) terminan en grupos de proteínas asociadas a la actina, moléculas de adhesión y proteínas cinasas que contribuyen a las respuestas celulares in vitro a los sustratos del cultivo.
Metodología: Se cultivaron fibroblastos NIH-3T3, fibroblastos 3T3-Li (ATCC, Manassas, VA) y fibroblastos MC-3T3 (donación de JP O'Connor) en DMEM con un 10 % de NCS y un 1 % de antibióticos en placas de 24 pocillos que contenían insertos de poliestireno microtexturizados recubiertos de TiO2. Los sustratos de cultivo tenían ranuras paralelas de 8 μm y 12 μm, postes cuadrados de 3 x 3 μm separados por ranuras perpendiculares de 3 μm o ninguna característica (controles). Se colocaron diez mil células en pocillos que contenían los insertos y, después de un día, se prepararon para la microscopía electrónica de barrido (SEM) o se tiñeron con rodamina-faloidina.
Resultados: Las tres variantes de fibroblastos 3T3 se adhirieron a todos los sustratos en un día. No hubo orientación ni forma predominante respecto a las células cultivadas en las superficies de control. Los citoplasmas de algunas células cultivadas en superficies de control mostraron conjuntos aleatorios de fibra de tensión, que aparentemente terminaban en adherencias focales. Casi todas las células de todos los tipos cultivadas en sustratos ranurados de 8 o 12 μm estaban alargadas y orientadas en sentido paralelo a las ranuras, y crecían por encima de las crestas o dentro de los canales (Figura 1). Las células cultivadas en ranuras de 8 μm cubrían las ranuras con mayor frecuencia que las células cultivadas en ranuras de 12 μm. Pocas células de cualquier tipo presentaron evidencia de formación de fibras de tensión después de un día en cultivo en superficies ranuradas. Muchas células cultivadas en los sustratos colgados mostraban fibras de tensión que terminaban en postes. Estos suponían una conformación estelada, con un proceso que se extendía de forma ortogonal a partir de una masa citoplasmática central y terminaba por encima de los postes elevados (Figura 1). Este hallazgo es similar al de nuestras observaciones anteriores de células NIH-3T3 cultivadas en sustratos colgados. Las observaciones de la SEM confirmaron los efectos de la forma y orientación de los sustratos sobre las variantes 3T3.
Discusión: Este experimento demostró que las ranuras paralelas e intersectantes determinan la forma celular, la orientación y la organización citoesquelética de tres variantes fenotípicas de fibroblastos 3T3. La variante NIH-3T3 es una línea fibrogénica, mientras que la 3T3-L1 es lipogénica y la MC-3T3 es osteogénica. Los fenotipos de estas células se evaluaron mediante un análisis de fosfatasa alcalina (las células MC-3T3 son positivas para fosfatasa alcalina) y mediante la tinción de sudán negro B (para inclusiones lipídicas en células 3T3-Li). Las funciones de la matriz extracelular y las moléculas de adherencia celular en los acontecimientos de guía de contacto descritos anteriormente no se caracterizaron, pero tampoco se descartan. Hemos demostrado previamente que la distribución de integrinas y la actividad de la tirosina cinasa están limitadas a nivel físico por las características micrométricas del sustrato. Planteamos la hipótesis de que se ha producido la misma restricción en las células descritas aquí. La explicación de las diferencias fenotípicas entre los tipos celulares que dirigen la respuesta tisular a los implantes puede proporcionar información que mejore la integración del implante y prolongue la vida útil de este.
Agradecimientos: Las subvenciones SBIR n.º 9160684 y DUE n.º 9750533 de la NSF, y la subvención SBR de la NJCU 220253 ayudaron a realizar este trabajo. Los moldes de microgeometría fueron preparados por la Cornell Nanofabrication Facility.
RESUMEN
Introducción: La geometría y la microgeometría de la superficie del implante afectan a las respuestas tisulares, aunque la interacción tejido-implante no está caracterizada por completo. Las propiedades físicas y químicas de los sustratos sintéticos afectan a la morfología, la fisiología y el comportamiento de las células cultivadas de diversos tipos. Los investigadores están empezando a describir estos efectos in vitro en detalle. La forma, la adhesión, la migración, la orientación y la organización citoesquelética difieren entre las células cultivadas en los sustratos planos y los sustratos con características superficiales regulares de dimensiones micrométricas. Estudiamos la forma, la orientación, el microfilamento y la distribución focal de la adhesión fibroblástica murina, los cuales son parámetros relevantes para la guía de contacto y otros factores que la microgeometría del sustrato afecta. La organización de los microfilamentos refleja la forma y orientación de las células, pero también es importante en los esquemas de transducción de señales que regulan la adhesión celular, la mitosis, la migración y la apoptosis. Los conjuntos de microfilamentos terminan en grupos de proteínas asociadas a la actina, proteínas de adhesión y proteínas cinasas con funciones de transducción de señales. Se emplearon ensayos que revelaron la distribución de (1) microfilamentos/fibras de tensión; (2) moléculas de adhesión focal; y (3) fosfotirosina, el producto de la principal clase de cinasas asociadas a las uniones celulares.
Metodología: Los fibroblastos 3T3 (ATCC, Rockville, Maryland) procedentes de existencias congeladas se cultivaron en DMEM con un 10 % de FBS en placas de pocillos múltiples que contenían insertos microtexturizados cuadrados de 1 cm. Los insertos estaban compuestos de disolvente de poliestireno fundido en moldes de silicio y recubierto de óxido de titanio. Las superficies resultantes tenían ranuras paralelas de 8 μm y 12 μm, postes cuadrados de 3 μm (creados por ranuras perpendiculares de 3 μm) o ninguna característica (controles). Se sembraron cuatro mil células en pocillos que contenían los insertos y después de 4 u 8 días se prepararon para microscopía electrónica de barrido (SEM) o se tiñeron con (1) rodamina-faloidina; (2) antitalina de ratón o antivinculina de ratón seguido de anticuerpos antirodamina de ratón; o (3) anticuerpo antifluoresceína-antifosfotirosina.
Resultados: En el día 4, las células 3T3 se habían adherido a todos los sustratos y, en el día 8, mostraron un crecimiento considerable en lugares cercanos a las confluencias. No hubo orientación ni forma predominante respecto a las células cultivadas en las superficies de control. Sus citoplasmas mostraron tinción difusa de rodamina; no había fibras de tensión visibles. Las adhesiones focales y la fosfotirosina se distribuyeron de forma difusa. Las células cultivadas en sustratos ranurados de 8 o 12 μm estaban orientadas casi uniformemente en la dirección de las ranuras. Las células cultivadas en ranuras de 8 μm crecieron sobre las crestas, a menudo cubrían las zonas entre las crestas. Las células cultivadas en ranuras de 12 μm crecieron sobre las crestas o dentro de los canales, y solo ocasionalmente cubrían los canales entre las crestas. Algunas células mostraron evidencia limitada de fibras de tensión después de 8 días en cultivo en las superficies ranuradas. Las adhesiones focales y la fosfotirosina se limitaron a áreas de contacto entre la célula y el sustrato; las porciones de células que cubrían los canales carecían de adhesión focal y fosfotirosina. Las células cultivadas en las superficies colgadas mostraron conjuntos ortogonales de microfilamentos que se ajustaban a los canales de intersección entre los postes; sin embargo, no se observaron fibras de tensión. Estas células descansaron sobre los postes o se asentaron sobre estos, y aparentemente aplazaron el citoplasma y limitaron la distribución de los conjuntos de microfilamentos a las zonas de contacto inicial. Las observaciones de la SEM confirmaron que los postes penetraban en la superficie de la membrana de la célula inicial, con el contenido celular asentado alrededor de los postes. Las adhesiones focales y la fosfotirosina se distribuyeron de forma similar en estos cultivos.
Discusión: Este experimento demostró que las ranuras paralelas y transversales son capaces de influir en la forma, la orientación, la organización citoesquelética y la distribución de las adhesiones focales en los fibroblastos 3T3, lo cual amplía nuestros hallazgos previos de estos efectos en los fibroblastos de tendones de rata. El papel de la matriz extracelular como guía durante este proceso, aunque no se describe, tampoco se descarta. La limitación de la actividad cinasa por características de sustrato físico es un hallazgo novedoso y podría brindar información sobre los mecanismos por los que los tipos celulares responden de forma diferencial a los sustratos. Por último, esperamos descubrir diferencias fenotípicas en estas propiedades entre tipos celulares que dirigirán la respuesta del tejido a los implantes de manera que mejoren la incorporación y prolonguen la vida funcional de los implantes.
Agradecimientos: La subvención SBIR #9160684 de fase I de la National Science Foundation y la subvención SBR #220251 del Jersey City State College ayudaron a realizar este trabajo. Los moldes de microgeometría fueron preparados por la Cornell Nanofabrication Facility.
RESUMEN
Introducción: La microgeometría superficial influye en la interacción tejido-implante, aunque no se cuenta con información suficiente sobre esta interacción. La guía de contacto celular, una respuesta tisular a la microgeometría superficial, influye en gran medida en el crecimiento celular y otros comportamientos. Por ejemplo, en superficies ranuradas, se requieren medidas mínimas de profundidad y ancho de ranura para influir en la forma y la orientación de la célula y la dirección del crecimiento. La organización citoesquelética refleja la unión, la forma y la orientación celulares, y probablemente contribuye a estos fenómenos dirigidos por microgeometría. Examinamos algunas propiedades de los fibroblastos cultivados en biomateriales simulados con diversas microgeometrías superficiales. Estudiamos las células fibroblásticas de tendón de rata (RTF), ya que las células de tejido fibroso humano están entre las primeras células en entrar en contacto con los implantes. La rugosidad superficial y la microgeometría influyen en la encapsulación de implantes fibrosos: la rugosidad favorece el desarrollo de cápsulas más finas y, por lo tanto, un contacto más estrecho de las células y los tejidos óseos con el implante, así como una mejor integración del implante.
Metodología: Las RTF de cultivos madre derivados de tendones extensores de las patas traseras se cultivaron en sustratos de poliestireno lisos (de control) y se colocaron en patrones que tenían ranuras lineales paralelas de 2 o 12 μm o islas con forma de diamante de 8 x 50 u 80 x 50 μm separadas por ranuras de 3 x 3 μm. Los sustratos se fundieron con disolvente en moldes de silicio y se recubrieron de óxido de titanio. Se colocaron cortes circulares de 15 milímetros en placas de 24 pocillos, y aquellos que contenían insertos se sembraron con 20 000 RTF y se fijaron después de 4 y 8 días en cultivo. La morfología celular se estudió y registró mediante microscopía electrónica de barrido y microscopía de fluorescencia de cultivos teñidos con rodamina faloidina y antivinculina seguido de un anticuerpo secundario conjugado con fluoresceína.
Resultados: Las orientaciones y formas de las RTF cultivadas en superficies con patrones y de control fueron sistemáticamente diferentes. La orientación celular tendió a ser aleatoria en los cultivos de control, pero, por lo general, coincidió con las direcciones de las ranuras lineales y las dimensiones más largas de los diamantes. Las RTF cultivadas en sustratos ranurados de 2 μm y con patrón de diamante a menudo cubren las ranuras y se adhieren a sustratos elevados. Las RTF cultivadas en ranuras de 12 μm crecieron tanto dentro de las ranuras como en superficies elevadas, pero ocasionalmente cubrían las ranuras. Las RTF cultivadas en el sustrato con patrón de diamante más grande a menudo crecieron en racimos en áreas elevadas. Las RTF cultivadas en superficies de control fueron aproximadamente redondas y simétricas, y extendieron procesos cortos en sentido omnidireccional a partir de una masa celular central. Las RTF cultivadas en sustratos lineales suelen asumir una forma de husillo y extienden los procesos perpendiculares a las ranuras solo cuando abarcan una ranura estrecha (2 o 3 μm) o para establecer contacto lateral con las paredes de ranuras (de 12 μm). La microgeometría del sustrato también afectó a la organización de los conjuntos de microfilamentos (fibras de tensión), que estaban alineados con la dirección predominante de la orientación celular en las células cultivadas sobre los sustratos con patrones. Las RTF de los cultivos de control, por lo general, mostraron conjuntos de microfilamentos que se extienden en ángulos diversos a lo largo del citoplasma celular. En todas las células, la vinculina se localizó en los extremos del conjunto de microfilamentos, según se reveló en la microscopía de imunofluorescencia, lo que indica puntos de unión celular-sustrato compatibles con la presencia de uniones focales.
Conclusiones: En este estudio, se demostró que tanto los patrones lineales como los de diamante son capaces de influir en la orientación y organización citoesquelética de las células fibroblásticas, lo cual amplía las observaciones previas sobre los efectos de guía de contacto basados en la microgeometría del sustrato sobre la alteración de la forma celular y el crecimiento direccional. Las RTF, que varían de 3 a 10 μm de ancho, suelen cubrir ranuras de 2 y 3 μm, lo que sugiere que pueden ser necesarias características de superficie más pronunciadas para controlar de manera óptima el crecimiento de estas células. Los resultados de este experimento difieren de los informes anteriores sobre el crecimiento de cultivos «puntiagudos» preparados con células suspendidas en gel de colágeno. Los cultivos sembrados parecen ser menos sensibles a los efectos de la microgeometría que los cultivos puntiagudos. Es probable que las células de cultivo puntiagudo que crecen descomunalmente migren distancias considerables a través de las superficies del sustrato. Por lo tanto, las ranuras pueden servir como guías más sustanciales para migrar las células de cultivo puntiagudo que para las células de cultivos sembrados, que se asientan y luego permanecen inertes. El experimento continúa y la comparación de estos modelos, sobre todo respecto a la adhesión celular a sustratos, brindará información adicional de los comportamientos de estas células en sustratos con patrones. Por ejemplo, puede ser posible controlar la velocidad y dirección del crecimiento del tejido fibroso en la interfaz tejido-implante, a fin de optimizar la estabilidad de estos implantes.
Agradecimientos: La subvención SBIR n.º 9160684 de fase I de la NSF ayudo a realizar este trabajo. Los moldes de microgeometría fueron preparados por la Cornell Nanofabrication Facility.
RESUMEN
Introducción: Durante mucho tiempo, se ha reconocido que la microtextura de la superficie del implante puede influir en la interacción tisular. En estudios anteriores hemos examinado la interacción in vitro de fibroblastos de tejido conectivo con una variedad de microgeometrías de superficie definidas, como las superficies microrranuradas, rugosas y más complejas. En la mayoría de los casos, aunque la composición de estas superficies es similar, tienen efectos diferentes (y considerables) sobre la velocidad y dirección del crecimiento de las colonias de células fibroblásticas. Se desconoce el mecanismo del efecto de la microgeometría superficial sobre la tasa de crecimiento de las colonias celulares. En este estudio se investigó el efecto de la microgeometría de superficie definida sobre la densidad de las colonias celulares de tejido conectivo, el área de adhesión celular (diseminación) y la forma celular. Los resultados sugieren un posible mecanismo básico de control microgeométrico superficial del crecimiento celular adherido.
Materiales y métodos: Se cultivaron células fibroblásticas de tendones de ratas (RTF) como cultivos de reserva de tendones extensores de las patas traseras de ratas Sprague-Dawley de 14 días de edad. En todos los experimentos se utilizaron células de segunda a cuarta transferencia, cultivadas en medio Eagle modificado de Dulbecco que contenía penicilina-estreptomicina y suero bovino fetal al 10 %. Las colonias celulares se cultivaron en estas superficies utilizando un modelo de cultivo «puntiagudos» similar a los modelos de cultivo de explantación. Estas células se suspendieron en colágeno solubilizado (Vitrogen, Celltrix, Palo Alto, California) y 2 μL de gotitas que contenían 20 000 células cada una se polimerizaron en las superficies experimentales, en las que actuaron como fuentes de crecimiento de colonias celulares de radiación. Se utilizaron métodos de microscopía óptica y análisis de imágenes para medir la velocidad y la dirección del crecimiento, así como la densidad celular (células/mm2), el área de unión celular (μm2), la orientación celular (en relación con la orientación del sustrato) y el alargamiento celular (excentricidad, la relación entre la longitud celular y el ancho celular). Para las determinaciones celulares individuales, se midieron 30 células de cada grupo experimental. Los sustratos experimentales consistieron en superficies de poliestireno fundido con disolvente, depositadas en vapor con 60 nm de TiO2, moldeadas a partir de plantillas de obleas de silicio que se produjeron usando métodos de litografía óptica en el National Nanofabrication Facility de la Universidad de Cornell (Ithaca, Nueva York). Los sustratos consistieron en superficies lisas (controles) y microrranuras de onda cuadrada con crestas y ranuras de 1,75, 6,5 y 12 μm. Se analizó la significación estadística de los resultados mediante pruebas t.
Resultados: Las tres superficies microrranuradas tuvieron un efecto pronunciado sobre el crecimiento de las colonias celulares, el área de adhesión celular, la excentricidad celular, la densidad celular y la orientación celular (Tabla 1): redujeron el crecimiento de las colonias celulares y la diseminación celular, aumentaron la excentricidad celular (alargamiento), y orientaron de forma eficaz las células paralelas a la superficie. La densidad celular en todas las superficies experimentales se redujo en comparación con la de los controles.
Discusión: Las microgeometrías de superficie bien definidas con las dimensiones probadas son eficaces para orientar las células, cambiar la forma celular y reducir las tasas de crecimiento celular. Se sabe que las células dependientes de la unión deben unirse y diseminarse para desencadenar la división celular. Los resultados actuales sugieren que el efecto de inhibición del crecimiento demostrado por estas superficies puede basarse en la reducción de la diseminación celular con las microrranuras superficiales. Estos experimentos sugieren que las diferencias observadas en la encapsulación fibrosa de superficies lisas y microtexturizadas pueden basarse en la supresión directa de la diseminación y el crecimiento de fibroblastos con las microtexturas. Estas microgeometrías pueden implementarse como superficies de implantes para el control de la integración tisular.
Agradecimientos: La financiación de Orthogen Corporation a través de la subvención SBIR n.º 9160684 de fase I de la NSF ayudó a realizar este trabajo.
RESUMEN
Introducción: Se ha comprobado que la encapsulación de tejidos blandos de un implante se relaciona con la composición, la química de la superficie y la microgeometría de la superficie del material del implante. Además, se ha demostrado que la microgeometría superficial (o textura superficial) de los implantes metálicos en el hueso influye en la formación de cápsulas fibrosas. Por ejemplo, las superficies lisas contribuyen a la formación de cápsulas fibrosas más gruesas que las superficies rugosas, lo que sugiere que la microgeometría superficial contribuye a la proliferación del tejido fibroso. Evaluamos la respuesta in vitro de colonias celulares de fibroblastos de tendón de rata (RTF) y colonias celulares de fibroblastos de cápsula de implante humano (HICF), desde tejido de cápsula fibrosa alrededor de componentes de reemplazo total de cadera, hasta superficies rugosas mediante técnicas de tratamiento y microgeometrías de superficie controladas que consisten en pequeñas proyecciones de postes cuadrados con características de 3 a 12 μm de tamaño.
Materiales y métodos: Las células RTF se cultivaron a partir de tendones extensores de patas traseras de ratas Sprague Dawley de 14 días de edad. Las células HICF se cultivaron a partir de muestras de tejido de cápsula fibrosa obtenidas de pacientes sometidos a revisión total de cadera, incluida la extracción de una prótesis de cadera no cementada. Los tejidos, obtenidos de un área cercana al vástago proximal, se cultivaron como implantes en condiciones estériles a fin de producir cultivos celulares madre. Todas las células se cultivaron como cultivos madre, se mezclaron con colágeno solubilizado, y se dispensaron y polimerizaron para iniciar cultivos «puntiagudos», consistentes en puntos de 2 μL con 20 000 células cada uno, en todas las superficies experimentales. Estos puntos de colágeno celular actuaron como fuentes de crecimiento celular para formar colonias celulares en crecimiento. A los 4 y 8 días, las colonias celulares se fijaron, tiñeron y midieron para determinar el área de crecimiento con un microscopio estereoscópico que incluía una cámara de vídeo y estaba conectado a un sistema informático de procesamiento/análisis de imágenes. El crecimiento de las colonias celulares se midió como aumento del área o diámetro entre 4 y 8 días. Las superficies rugosas se produjeron mediante granallado o granallado con granos de placas de cultivo de poliestireno. Se utilizó un área enmascarada como superficie de control lisa. Estas superficies incluían una gama de tamaños de características que dependían del medio de granallado. Los medios eran similares a los utilizados para brindar textura a los implantes ortopédicos metálicos y producían características de tamaño similar. Los sustratos de microgeometría controlada se moldearon en poliestireno fundido con disolvente a partir de plantillas fabricadas con precisión usando métodos de litografía óptica en la National Nanofabrication Facility de la Universidad de Cornell. Todas las superficies estaban recubiertas con una capa de 600 Å de TiO2 para simular una superficie de implante ortopédico de aleación de titanio. Las superficies de microgeometría controlada consistieron en patrones de superficie bien caracterizados, entramados o de casillas, que consisten en postes cuadrados en tamaños característicos de 3, 6, 10 y 12 μm.
Resultados: Todas las colonias celulares mostraron un crecimiento constante al día 4, y se observó un crecimiento celular en la periferia del cultivo puntiagudo. Las células orientadas al azar formaron colonias circulares en las superficies de control y rugosas. Las superficies de microgeometría controlada produjeron colonias con formas inusuales debido a la restricción superficial de la dirección del crecimiento. A nivel celular individual, se observó que las células se orientaban sobre todas las estructuras superficiales y en ranuras entre las estructuras superficiales. En las microgeometrías controladas más pequeñas, se observó que cada célula se adhirió a las superficies de diversos postes cuadrados. Todas las superficies experimentales inhibieron de forma significativa el crecimiento de colonias celulares en ambos tipos de células. Se observó una inhibición significativa del crecimiento celular en la superficie recubierta de titanio granallada (GB-Ti) en comparación con la superficie recubierta de titanio de control (C-Ti) y la placa de cultivo de control no tratada (C-p), como se muestra en la Figura 1, que representa el crecimiento celular de RTF. La inhibición del crecimiento celular más eficiente se observó en la superficie de 3 μm entramada (Fig. 2), aunque todas esas superficies causaron una inhibición significativa del crecimiento de las colonias. En la Figura 2, también se muestran los datos de colonias celulares de RTF.
Conclusión: Las colonias celulares RTF y HICF cultivadas en superficies rugosas y en una serie de microgeometrías controladas mostraron una inhibición pronunciada del crecimiento. Las superficies no aumentaron la densidad celular en las colonias y el efecto no se basó en el aumento de la superficie del sustrato. Los resultados observados representan los efectos de la guía de contacto celular (la capacidad de la microgeometría del sustrato para influir en la orientación y migración celular) sobre el crecimiento global de las colonias celulares. Los efectos observados de superficies rugosas y microgeometrías en el crecimiento celular de tejido fibroso, in vitro, pueden estar relacionados con la observación de que las superficies rugosas causan una menor encapsulación fibrosa in vivo. En tal caso, pueden utilizarse superficies de microgeometría controlada para suprimir de forma eficaz la encapsulación fibrosa.
Agradecimientos: Orthogen Inc. y la subvención de la Orthopaedic Research and Educational Foundation ayudaron a realizar este trabajo.
RESUMEN
¿Dónde encaja la odontología en el campo de la medicina regenerativa? En función del hecho de que el objetivo de la medicina regenerativa es restaurar la función de los órganos y tejidos dañados, es evidente que la odontología, que durante mucho tiempo adoptó el concepto de restaurar la función de los dientes dañados, también ha adoptado este objetivo desde el principio. En esta breve revisión, presentamos la opinión respecto a si se toma como criterio principal la restauración de la función de los tejidos y órganos, la odontología no solo ha estado a la vanguardia de la medicina restaurativa, sino que, en la práctica, la precede. Ilustramos la profundidad y amplitud de la medicina regenerativa dental utilizando ejemplos de tratamientos o terapias potenciales de nuestros laboratorios. Comenzamos con un ejemplo de un área histórica de fuerza, diseño y fabricación de implantes dentales, pasamos a un proyecto de fabricación de armazones óseos de alta tecnología y terminamos con un proyecto de ingeniería de tejidos blandos basado en células madre. En el análisis final, creemos que la naturaleza restauradora de la odontología la mantendrá a la vanguardia de la medicina regenerativa.
Implantes dentales de ingeniería superficial: medicina regenerativa en uso clínico
Los implantes dentales se han convertido en una estrategia popular y exitosa para restaurar la función de los dientes perdidos. Su éxito se basa en su capacidad de integrar hueso y tejidos blandos, aunque la importancia de la integración de los tejidos blandos, hasta hace poco, no se reconoció ni abordó de forma adecuada. Dado que los implantes dentales son uno de los pocos dispositivos médicos que se colocan de forma permanente y transcutánea, la integración del epitelio y del tejido conjuntivo fibroso es importante para formar un sello en el entorno oral.
Aplicación clínica de superficies micromecanizadas con láser
La colocación de ranuras en los implantes no es una técnica novedosa en la implantología y hay varios implantes de alta calidad en el campo que tienen cuellos microrroscados. Sin embargo, estos no son idénticos a Laser-Lok. No se diseñaron teniendo en cuenta la medicina regenerativa, y las ranuras no tienen el mismo orden de magnitud que los canales muy pequeños de 8 a 12 µm en la superficie de Laser-Lok, ya que no fueron diseñados para actuar a nivel celular. Por este motivo, los otros implantes no afectan al comportamiento celular en el mismo nivel. El diseño del implante Laser-Lok se basa en conceptos de medicina regenerativa que han tenido mucho éxito y han ocasionado una mejor regeneración del tejido blando y del hueso alrededor de la restauración. Esto ha cambiado el paradigma de la tecnología de superficie del implante y ha demostrado que la respuesta celular y tisular se puede controlar en la interfaz del implante, mediante conceptos que se basan en la medicina regenerativa.