До питання корозії титанових дентальних імплантатів та релізингу іонів титану: дискусія наявних доказів та значущість феномену

Автор(и)

  • Мирослав Юрійович Гончарук-Хомин ДВНЗ «Ужгородський національний університет»
  • Ілля Петрович Заячук ДВНЗ «Ужгородський національний університет»
  • Сергій Іванович Крічфалушій ДВНЗ «Ужгородський національний університет»
  • Юрій Олексійович Мельник ДВНЗ «Ужгородський національний університет»
  • Леся Владиславівна Мельник ДВНЗ «Ужгородський національний університет»

DOI:

https://doi.org/10.32782/2415-8127.2023.68.37

Ключові слова:

дентальний імплантат, корозія, розчинність титану, вивільнення іонів

Анотація

Вступ. Корозія дентальних імплантатів, як процес поступової деградації сплавів титану, що використовуються в якості основного матеріалу для їх виготовлення, є мультифакторним за своєю етіологією та відбувається під дією електричних, хімічних та механічних чинників, і характеризується впливом на стан пери-імплантантних тканин та структуру мікробіому периімплантатної ділянки. Мета дослідження. Систематизувати дані щодо феноменів корозії дентальних титанових імплантатів та вивільнення іонів з поверхні встановлених інтраосальних опор у розрізі їх клінічної значущості з урахуванням причин виникнення. Матеріали та методи. Дослідження було проведено у форматі ретроспективного огляду літератури. З метою пошуку публікацій, які в найбільшій мірі були релевантними з поставленою метою дослідження, та які потенційно могли містити інформацію щодо причин розвитку та клінічної значимості феномену корозії дентальних титанових імплантатів, був сформований наступний набір ключових слів: «dental implant», «corrosion», «titanium dissolution», «ion release». Опрацювання відібраних наукових робіт передбачало проведення деталізованого контент-аналізу у відповідності до попередньо сформованих категорій. Результати дослідження та їх обговорення. Виходячи з дефіциту доступних клінічних даних належної якості важко резюмувати, чи корозія дентальних імплантатів може провокувати прогресування уже наявної патології периімплантиту, чи є причинним фактором по відношенню до розвитку запальних змін в оточуючих тканинах. Взаємозв’язки між розвитком периімплантиту та дефектами оксидної плівки на поверхні титану досі остаточно не вивчені, однак в попередніх дослідженнях було відмічено, що корозія дентального імплантату потенційно може розцінюватися, як один із тригерних факторів для розвитку периімплантиту, а імплантати з ознаками запалення оточуючої кісткової тканини характеризуються наявністю дефектів оксидної плівки. Попри те, що достатньо якісних доказів щодо зв’язку концентрації наявних частинок титану в оточуючих тканинах з ризиком розвитку периімплантитного запалення досі не виявлено, доступні дані свідчать, що частинки титану в принципі можуть відігравати прозапальну роль по відношенню до змін стану периімплантаційних тканин. Висновки. Питання клінічної значимості фактору мікророзчинності поверхонь титанових дентальних імплантатів та їх корозії залишається предметом дискусії, однак враховуючи дефіцит доказів, які б підтверджували визначальну, або ж ініціативну роль корозії у розвитку периімплантатних порушень можна зробити висновок, що повільна деградація титанових поверхонь в ході функціонування внутрішньокісткових опор не становить загрози для прогнозу успішності та виживання останніх, а також не характеризується вираженим негативним впливом на організм пацієнта за умов відсутності суміжних запальних змін у формі перимукозиту чи периімплантиту.

Посилання

Souza JC, Apaza-Bedoya K, Benfatti CA, Silva FS, Henriques B. A comprehensive review on the corrosion pathways of titanium dental implants and their biological adverse effects. Metals. 2020 Sep 22;10(9):1272. DOI: 10.3390/met10091272

Rodrigues DC, Valderrama P, Wilson Jr TG, Palmer K, Thomas A, Sridhar S, Adapalli A, Burbano M, Wadhwani C. Titanium corrosion mechanisms in the oral environment: a retrieval study. Materials. 2013 Nov 15;6(11):5258-74. DOI: 10.3390/ma6115258

Mombelli A, Hashim D, Cionca N. What is the impact of titanium particles and biocorrosion on implant survival and complications? A critical review. Clin Oral Implants Res. 2018 Oct;29:37-53. DOI: 10.1111/clr.13305

Kheder W, Al Kawas S, Khalaf K, Samsudin AR. Impact of tribocorrosion and titanium particles release on dental implant complications-A narrative review. Jpn Den Sci Rev. 2021 Nov 1;57:182-9. DOI: 10.1016/j.jdsr.2021.09.001

Souza JC, Henriques M, Teughels W, Ponthiaux P, Celis JP, Rocha LA. Wear and corrosion interactions on titanium in oral environment: literature review. J Bio Tribo Corros. 2015 Jun;1:1-3. DOI: 10.1007/s40735-015-0013-0

Nagay BE, Cordeiro JM, Barao VA. Insight into corrosion of dental implants: from biochemical mechanisms to designing corrosion-resistant materials. Curr Oral Health Rep. 2022 Jun;9(2):7-21. DOI: 10.1007/s40496-022-00306-z

Apaza‐Bedoya K, Tarce M, Benfatti CA, Henriques B, Mathew MT, Teughels W, Souza JC. Synergistic interactions between corrosion and wear at titanium‐based dental implant connections: A scoping review. J Periodontal Res. 2017 Dec;52(6):946-54. DOI: 10.1111/jre.12469

Noronha Oliveira M, Schunemann WV, Mathew MT, Henriques B, Magini RS, Teughels W, Souza JC. Can degradation products released from dental implants affect peri‐implant tissues?. J Periodontal Res. 2018 Feb;53(1):1-11. DOI: 10.1111/jre.12479

Costa RC, Abdo VL, Mendes PH, Mota-Veloso I, Bertolini M, Mathew MT, Barão VA, Souza JG. Microbial corrosion in titanium-based dental implants: how tiny bacteria can create a big problem?. J Bio Tribo Corros. 2021 Dec;7(4):136. DOI: 10.1007/s40735-021-00575-8

Noumbissi S, Scarano A, Gupta S. A literature review study on atomic ions dissolution of titanium and its alloys in implant dentistry. Materials. 2019 Jan 24;12(3):368. DOI: 10.3390/ma12030368

Bhola R, Bhola SM, Mishra B, Olson DL. Corrosion in titanium dental implants/prostheses–a review. Trends Biomater Artif Organs. 2011 Jan 1;25(1):34-46.

De Stefano M, Aliberti SM, Ruggiero A. (Bio) Tribocorrosion in Dental Implants: Principles and Techniques of Investigation. Appl Sci. 2022 Jul 24;12(15):7421. DOI: 10.3390/app12157421

Dini C, Costa RC, Sukotjo C, Takoudis CG, Mathew MT, Barão VA. Progression of bio-tribocorrosion in implant dentistry. Front Mech Eng. 2020 Jan 28;6:1. DOI: 10.3389/fmech.2020.00001

Cruz HV, Souza JC, Henriques M, Rocha LA, Cruz HV, Souza JC, Henriques M, Rocha LA. Tribocorrosion and biotribocorrosion in the oral environment: The case of dental implants. Biomed Tribol. 2011 Jul;1-33.

Delgado-Ruiz R, Romanos G. Potential causes of titanium particle and ion release in implant dentistry: a systematic review. Int J Mol Sci. 2018 Nov 13;19(11):3585. DOI: 10.3390/ijms19113585

Bertoldi C, Pradelli JM, Consolo U, Zaffe D. Release of elements from retrieved maxillofacial plates and screws. J Mater Sci Mater Med. 2005 Sep 1;16(9):857-61. DOI: 10.1007/s10856-005-3575-4

Chen X, Shah K, Dong S, Peterson L, La Plante EC, Sant G. Elucidating the corrosion-related degradation mechanisms of a Ti-6Al-4V dental implant. Dent Mater. 2020 Mar 1;36(3):431-41. DOI: 10.1016/j.dental.2020.01.008

Suárez‐López del Amo F, Garaicoa‐Pazmiño C, Fretwurst T, Castilho RM, Squarize CH. Dental implants‐associated release of titanium particles: A systematic review. Clin Oral Implants Res. 2018 Nov;29(11):1085-100. DOI: 10.1111/clr.13372

Papi P, Raco A, Pranno N, Di Murro B, Passarelli PC, D’Addona A, Pompa G, Barbieri M. Salivary levels of titanium, nickel, vanadium, and arsenic in patients treated with dental implants: A case-control study. J Clin Med. 2020 Apr 27;9(5):1264. DOI: 10.3390/jcm9051264

Safioti LM, Kotsakis GA, Pozhitkov AE, Chung WO, Daubert DM. Increased levels of dissolved titanium are associated with peri‐implantitis–a cross‐sectional study. J Periodontol. 2017 May;88(5):436-42. DOI: 10.1902/jop.2016.160524

Pettersson M, Pettersson J, Johansson A, Molin Thorén M. Titanium release in peri‐implantitis. J Oral Rehabil. 2019 Feb;46(2):179-88. DOI: 10.1111/joor.12735

Callejas JA, Brizuela A, Ríos-Carrasco B, Gil J. The Characterization of Titanium Particles Released from Bone-Level Titanium Dental Implants: Effect of the Size of Particles on the Ion Release and Cytotoxicity Behaviour. Materials. 2022 May 19;15(10):3636. DOI: 10.3390/ma15103636

Toledano-Serrabona J, Bosch BM, Díez-Tercero L, Gil FJ, Camps-Font O, Valmaseda-Castellón E, Gay-Escoda C, Sánchez-Garcés MÁ. Evaluation of the inflammatory and osteogenic response induced by titanium particles released during implantoplasty of dental implants. Sci Rep. 2022 Sep 22;12(1):15790. DOI: 10.1038/s41598-022-20100-2

Zhou Z, Shi Q, Wang J, Chen X, Hao Y, Zhang Y, Wang X. The unfavorable role of titanium particles released from dental implants. Nanotheranostics. 2021;5(3):321-32. DOI: 10.7150/ntno.56401

Lechner J, Noumbissi S, von Baehr V. Titanium implants and silent inflammation in jawbone—a critical interplay of dissolved titanium particles and cytokines TNF-α and RANTES/CCL5 on overall health?. EPMA J. 2018 Sep;9:331-43. DOI: 10.1007/s13167-018-0138-6

Willis J, Li S, Crean SJ, Barrak FN. Is titanium alloy Ti‐6Al‐4 V cytotoxic to gingival fibroblasts—A systematic review. Clin Exp Dent Res. 2021 Dec;7(6):1037-44. DOI: 10.1002/cre2.444

Robles D, Brizuela A, Fernández-Domínguez M, Gil J. Corrosion Resistance and Titanium Ion Release of Hybrid Dental Implants. Materials. 2023 May 10;16(10):3650. DOI: 10.3390/ma16103650

Alrabeah GO, Brett P, Knowles JC, Petridis H. The effect of metal ions released from different dental implant-abutment couples on osteoblast function and secretion of bone resorbing mediators. J Dent. 2017 Nov 1;66:91-101. DOI: 10.1016/j.jdent.2017.08.002

Arregui M, Latour F, Gil FJ, Pérez RA, Giner-Tarrida L, Delgado LM. Ion release from dental implants, prosthetic abutments and crowns under physiological and acidic conditions. Coatings. 2021 Jan 18;11(1):98. DOI: 10.3390/coatings11010098

Alhamad M, Barão VA, Sukotjo C, Cooper LF, Mathew MT. Ti-ions and/or particles in saliva potentially aggravate dental implant corrosion. Materials. 2021 Oct 1;14(19):5733. DOI: 10.3390/ma14195733

Souza JG, Costa Oliveira BE, Bertolini M, Lima CV, Retamal‐Valdes B, de Faveri M, Feres M, Barão VA. Titanium particles and ions favor dysbiosis in oral biofilms. J Periodontal Res. 2020 Apr;55(2):258-66. DOI: 10.1111/jre.12711

Daubert D, Pozhitkov A, McLean J, Kotsakis G. Titanium as a modifier of the peri‐implant microbiome structure. Clin Implant Dent Relat Res. 2018 Dec;20(6):945-53. DOI: 10.1111/cid.12676

Daubert D, Lee E, Botto A, Eftekhar M, Palaiologou A, Kotsakis GA. Assessment of titanium release following nonsurgical peri‐implantitis treatment: A randomized clinical trial. Journal of Periodontology. 2023 Apr 18. Online ahead of print. DOI: 10.1002/JPER.22-0716

Weller J, Vasudevan P, Kreikemeyer B, Ekat K, Jackszis M, Springer A, Chatzivasileiou K, Lang H. The role of bacterial corrosion on recolonization of titanium implant surfaces: An in vitro study. Clin Implant Dent Relat Res. 2022 Oct;24(5):664-75. DOI: 10.1111/cid.13114

Mouhyi J, Dohan Ehrenfest DM, Albrektsson T. The peri‐implantitis: Implant surfaces, microstructure, and physicochemical aspects. Clin Implant Dent Relat Res. 2012 Apr;14(2):170-83. DOI: 10.1111/j.1708-8208.2009.00244.x

Xu A, Alhamad M, Ampadi Ramachandran R, Shukla A, Barão VA, Sukotjo C, Mathew MT. Peri-Implantitis in Relation to Titanium Corrosion: Current Status and Future Perspectives. J Bio Tribo Corros. 2022 Jun;8(2):46. DOI: 10.1007/s40735-022-00644-6

Lozano P, Peña M, Herrero-Climent M, Rios-Santos JV, Rios-Carrasco B, Brizuela A, Gil J. Corrosion behavior of titanium dental implants with implantoplasty. Materials. 2022 Feb 19;15(4):1563. DOI: 10.3390/ma15041563

Ravidà A, Siqueira R, Saleh I, Saleh MH, Giannobile A, Wang HL. Lack of clinical benefit of implantoplasty to improve implant survival rate. J Dent Res. 2020 Nov;99(12):1348-55. DOI: 10.1177/0022034520944158

Kotsakis GA, Black R, Kum J, Berbel L, Sadr A, Karoussis I, Simopoulou M, Daubert D. Effect of implant cleaning on titanium particle dissolution and cytocompatibility. J Periodontol. 2021 Apr;92(4):580-91. DOI: 10.1002/JPER.20-0186

Costa TN, Dotta TC, Galo R, da Consolação Soares ME, Pedrazzi V. Effect of tribocorrosion on surface-treated titanium alloy implants: A systematic review with meta-analysis. J Mech Behav Biomed Mater. 2023 Jul 5;145:106008. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2023.106008

Tardelli JD, da Costa Valente ML, de Oliveira TT, Dos Reis AC. Influence of chemical composition on cell viability on titanium surfaces: A systematic review. J Prosthet Dent. 2021 Mar 1;125(3):421-5. DOI: 10.1016/j.prosdent.2020.02.001

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-10-09

Як цитувати

Гончарук-Хомин, М. Ю., Заячук, І. П., Крічфалушій, С. І., Мельник, Ю. О., & Мельник, Л. В. (2023). До питання корозії титанових дентальних імплантатів та релізингу іонів титану: дискусія наявних доказів та значущість феномену. Науковий вісник Ужгородського університету. Серія «Медицина», (2(68), 220-227. https://doi.org/10.32782/2415-8127.2023.68.37

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають