Histological and histochemical assessment of short-term events in peri-implant bone for osteoinductivity evaluation of functional-protective implant coatings

Loskutov, O.Ye. and Shponka, I.S. and Bondarenko, O.O. and Bondarenko, N.S. and Bozhko, A.G. (2021) Histological and histochemical assessment of short-term events in peri-implant bone for osteoinductivity evaluation of functional-protective implant coatings. Медичні перспективи = Medicni perspektivi (Medical perspectives), 26 (3). pp. 4-10. ISSN 2307-0404 (print), 2786-4804 (online)

[img] Text
HISTOLOGICAL AND HISTOCHEMICAL.pdf

Download (1MB)
Official URL: https://medpers.dmu.edu.ua/

Abstract

Utilization of functional-protective coatings for implants based on corundum ceramics seems promising from the point of view of stability, bioinertness, and low cost. In order to study the histological criteria for evaluating the osteoinductive properties of functional protective coatings, 6 types of coatings were studied on an experimental animal model: 90 Wistar rats were implanted with 6 test types of implants with various combinations of surface treatment (sand-blasting, surface treatment with a plasma torch with simultaneous application of aluminum oxide, powdered titanium, etc.) with an exposure of 1, 2 and 4 weeks. After euthanasia, a histological examination of decalcified bone with MassonGoldner trichrome staining and TRAP-histochemical reaction for osteoclasts was performed. The obtained results demonstrated significantly higher osteoinductive properties of functional protective coatings with a more pronounced roughness (Ra>10 μm) compared to an untreated titanium surface after 2 (p<0.01) and 4 (p<0.05) weeks of implantation. The corundum ceramic coating prevented the formation of implant wear particles, hence contributed to the stabilization of the newly formed bone. Therefore, the use of functional protective implant coatings based on corundum ceramics can increase the survival rate of conventional titanium implants, since the combination of factors such as surface roughness, mechanical stability, and chemical inertness of coatings with corundum ceramics provides better osteoinductive properties of implant materials. Гістологічний і гістохімічних аналіз ранньострокових змін периімплантної кістки при оцінці остеоіндуктивних властивостей функціонально-захисних імплантних покриттів в експерименті. Лоскутов О.Є., Шпонька І.С., Бондаренко О.О., Бондаренко Н.С., Божко А.Г. Використання функціональнозахисних покриттів імплантів на основі корундової кераміки виглядає перспективним з точки зору стійкості, біоінертності та невисокої вартості. З метою вивчення гістологічних критеріїв оцінки остеоіндуктивних властивостей функціонально-захисних покриттів було досліджено 6 типів покриттів на тваринній експериментальній моделі: 90 щурам лінії Wistar було імплантовано 6 досліджуваних типів імплантатів з різними комбінаціями обробки поверхні (струменевою обробкою поверхні карбідом кремнію, обробкою поверхні плазмовим пальником з одночасним нанесенням оксиду алюмінію, порошкового титану і т.д.) з експозицією 1, 2 і 4 тижні. Після евтаназії проводили гістологічне дослідження декальцинованої кістки із зафарбовуванням трихромом Массона-Голднера і гістохімічною реакцією на остеокласти. Отримані результати продемонстрували достовірно більш високі остеоіндуктивні властивості функціонально-захисних покриттів з більш вираженою шорсткістю (Ra>10 мкм) порівняно з необробленою титановою поверхнею після 2 (р<0,01) і 4 (р<0,05) тижнів імплантації. Покриття з корундовою керамікою перешкоджало утворенню частинок зносу імпланта, що сприяло стабілізації новоствореної кістки. Таким чином, використання функціонально-захисних імплантних покриттів на основі корундової кераміки може підвищити виживаність конвенційних титанових імплантів, оскільки поєднання таких факторів, як шорсткість поверхні, механічна стійкість і хімічна інертність покриттів з корундовою керамікою забезпечує найкращі остеоіндуктивні якості матеріалів, що імплантуються.

Item Type: Article
Additional Information: https://doi.org/10.26641/2307-0404.2021.3.241875
Uncontrolled Keywords: bone implants, functional-protective coatings, corundum ceramics, bone healing, osteoinduction, osteoclasts, peri-implant regeneration; кісткові імпланти, функціонально-захисні покриття, корундова кераміка, репаративна регенерація кісток, остеоіндукція, остеокласти, периімплантна регенерація; костные имплантаты, функционально-защитные покрытия, корундовая керамика, репаративная регенерация костей, остеоиндукция, остеокласты, периимплантная регенерация
Subjects: Traumatology and Orthopedics
Pathological anatomy
Experimental medicine
Divisions: Departments > Department of Pathological Anatomy and Forensic Medicine
Departments > Department of Traumatology and Orthopedics
Depositing User: Елена Шрамко
Date Deposited: 17 Feb 2023 13:12
Last Modified: 17 Feb 2023 13:12
URI: http://repo.dma.dp.ua/id/eprint/8157

Actions (login required)

View Item View Item