Biocompatibility of Implantable MaterialsFocused on Titanium Dental Implants

Abstract

This dissertation thesis deals with the evaluation of biocompatibility and osseointegration of nanostructured titanium materials used for dental implants. Bulk material topography and surface modification of titanium are currently of intense research mainly due to the significant impact on biocompatibility and improvement of osseointegration of dental implants. In the theoretical part are described types of titanium material and different methods of its surface modification. In vitro and in vivo biocompatibility and osseointegration tests are described as well. The experimental work consists of two parts of experiments. In the first experiment, we examined how grain size of nanostructured titanium material influences the behaviour of fibroblastic as well as osteoblastic cells growth on its surface. The experimentally obtained data were statistically analysed and discussed. Grain size was proven to be an important factor that influenced not only the strength of material but also its interactions with cells. The second experiment describes current methods used in the experimental evaluation of osseointegration of dental implants. The results of histological staining methods are illustrated and compared. A standardized and reproducible technique for stereological quantification of bone-implant contact...

Tato disertační práce se zabývá hodnocením biokompatibility a oseointegrace materiálů z nanostrukturovaného titanu používaných jako dentální implantáty. Titanové dentální implantáty a jejich povrchové úpravy jsou v současnosti intenzivně studovány pro jejich pozitivní vliv na biokompatibilitu a oseointegraci. V teoretické části práce jsou popsány různé typy titanových materiálů a různé druhy povrchových úprav. Rovněž jsou popsány in vitro a in vivo metody testování biokompatibility a oseointegrace. Experimentální část práce tvoří dvě skupiny experimentů. V první části je zjišťován vliv velikosti zrn na povrchu nanostrukturovaného titanu na chování a růst buněčných kultur fibroblastů a osteoblastů. Získaná experimentální data jsou statisticky analyzována a diskutována. Velikost zrn se jeví jako důležitý faktor, který ovlivňuje nejen pevnost materiálu, ale také interakci s buňkami. Druhá část experimentu se zabývá metodami hodnocení oseointegrace dentálních implantátů. Jsou zde uvedeny a srovnány výsledky metod histologického barvení a je navržena reprodukovatelná metoda stereologické kvantifikace kontaktu kost-implantát. Bylo potvrzeno, že povrchové modifikace hrají velmi důležitou roli v biokompatibilitě a oseointegraci. Drsnost povrchu významně zvyšuje kontaktní plochu mezi implantátem a...