Biomedical design for improving the primary stability of dental implants in poor bone quality

Abstract

Birçok buluşta olduğu gibi, diş implantların temel gelişimide mantıksal deneyler zinciri yerine rastlantısal bir gözlem sonucu gerçekleşmiştir. Tavşan kemiklerinde mikro kan dolaşımını filme almaktayken, Branemark adlı araştırıcı fiber optik kablonun ucundaki metal başlığı, operasyon bölgesinde bir kaç gün unutunca, metal ucun kemiğe kaynadığını gözlemlemiştir. Bu gözlem kendisine titanyum metalinin diş implantlarının kullanımında avantajlı bir malzeme olabileceğini düşündürmüştür. Bu hipotezini denemek için Branemark ve arkadaşları önce hayvanlarda sonra insanlarda deney serileri gerçekleştirerek, ilk güvenilir diş implant sisteminin gelişimini sağlamışlardır.1980'lerden beri düzinelerce implant sistemleri bazıları uzun süreli deneylerle test edilerek ve sonuçları bilimsel dergilerde yayınlanarak, bazıları ise nispeten daha az bilimsel çalışma ve testler yapılarak medikal sektörün kullanımına sunulmuştur. Yeni sistemlerin geliştirilmesi son yıllarda hızlanmış ve bu gelişmelerle birlikte diş implantları modern dişhekimliği uygulamaları arasındaki yerini almıştır.Medikal sektörde çeşitli uygulamalarda başarıyla uygulanan farklı implant türleri olmakla beraber halen bu cerrahi uygulamanın başarısını artırmaya yönelik yeni gelişmelere ihtiyaç duyulmaktadır. Yapılan bilimsel çalışma tüm mekanik ve biyouyumluluk özellikleri sağlayan titanyum metali kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın amacı yeni bir biyomedikal diş implant tasarımı önererek, güncel kullanılan konik veya silindirik implant tasarımlarının dışında, doğal diş anatomisini andıran kök oluşumunda bir tasarımla, birincil kararlılığı artıran bir model geliştirmektir. Bu tasarım geliştirilerek implant uygulamalarında yeni uygulama ufukları açmayı hedeflemektedir. Bu çalışmanın sonuçları gelecek için olumlu ibareler taşımakla birlikte, etkileşim mekanizmasının daha iyi anlaşılabilmesi için gelecekte kontrollü klinik bilimsel çalışmalar yapılması gereklidir. Bu yapılacak çalışmalar sonrasında geliştirilen implant tasarımı üzerinde gerekli değişiklikler yapılarak birincil kararlılığın artırıldığı implant tasarımı yeni implant uygulama alanları yaratabilecektir.

Like so many other discoveries, clinically reliable dental implants were preceded by a serendipitous observation, rather than a logical chain of experiments, leading to the final product. In an attempt to film the microcirculation of rabbit bones, Branemark noticed that the metallic cap at the end of a fiber optic cable embedded in the bone of an experimental animal had apparently become fused to the bone after remaining in situ for some days. This observation led him to postulate that the metal of the end cap, namely titanium, had properties that could be valuable in the construction of dental implants. In order to test his hypothesis, Branemark and his collaborators began a series of experiments, first in animals and later in humans, which led to the development of the first reliable dental implant.Since the mid 1980s, dozens of other implant systems have been marketed, some of which have undergone longitudinal trials with the results published in refereed journals, while others have been subjected to more limited testing. The development of new systems has been accelerated in last years and implants became a treatment modality in modern dentistry.Eventhough there are many types of implants available in the medical applications, some developments are required regarding the need of improving the success of surgical interventions. The research implemented to use titanium which is well documented to provide all necessary mechanical and bio-compatibility requirements. The focus is to propose a new implant design, not conical or cylindrical designs which are actual designs applied, but a new design which will resemble the tooth anatomy as with roots, thus increase the primary stability and open new indications to implant applications. The results of the study indicates promising positive future directions but further controlled clinical invivo research is needed for better understanding the action mechanism of the developed implant design. After the modifications are applied by the data collected from controlled clinical invivo research will be realized, developed implant design can open new treatment indications in implant dentistry.