Une méthode d'essai mécanique améliorée pour évaluer Anchorage os-implant

L’objectif global de cette procédure est d’évaluer l’ancrage et la stabilité de l’os réparateur nouvellement formé aux surfaces candidates de l’implant. Ceci est accompli en créant d’abord deux groupes d’implants en titane personnalisés. Un groupe a été traité avec un traitement de sablage standard pour créer une micro-topographie sous-jacente et un deuxième groupe avec le même traitement de sablage, ainsi que des nanocristaux de phosphate de calcium superposés.

La deuxième étape consiste à placer des implants dans le fémur distal de rats wistar mâles pendant neuf jours, après quoi les fem sont collectés. Ensuite, les fem sont nettoyés et l’os environnant est coupé à la largeur de l’implant, laissant les échantillons de test mécanique avec l’arc cortical de chaque côté de l’implant. La dernière étape consiste à placer les échantillons d’essai dans un composite dentaire fluide à l’aide d’un moule détachable personnalisé, qui isole 0,5 millimètre d’os péri-implantaire, et à effectuer des tests mécaniques sur les échantillons.

En fin de compte, les résultats des tests mécaniques fournissent une évaluation de la capacité de la surface de l’implant candidat à agir comme une surface d’ancrage pour l’os réparateur nouvellement formé. Cette méthode peut être utilisée pour démontrer l’importance des différentes gammes d’échelle de la topographie de la surface de l’implant sur les différents mécanismes d’ancrage osseux, de la liaison osseuse à l’échelle nanométrique à la croissance osseuse à l’échelle du micron. La technique est particulièrement adaptée à la mesure des effets des conceptions de surface candidates, telles que les surfaces ancrées pour l’os réparateur nouvellement formé.

Puisqu’il limite la zone d’essai mécanique à moins d’un demi-millimètre de la surface de l’implant. Cette méthode peut donner un aperçu des effets sur la formation osseuse en fonction de la conception de la surface de l’implant, et peut également être appliquée à d’autres matériaux d’implants métalliques, céramiques et polymères. Pour commencer cette procédure, fabriquez des implants en titane de forme rectangulaire à partir de titane commercialement pur, puis percez un trou au centre de l’axe long et préparez leurs surfaces pour l’implantation comme décrit dans le protocole de texte ci-joint, attribuez les implants un au fémur gauche et un à droite par randomisation partielle.

Cela permet de s’assurer qu’un implant de chaque type se retrouve dans le même animal et d’optimiser l’analyse statistique. Comme pour toutes les procédures sur les animaux, obtenez l’approbation du protocole du comité local de protection des animaux avant de commencer toute expérience pour cette procédure. Procurez-vous de jeunes rats wistar qui pèseront entre 200 et 250 grammes au moment de la chirurgie.

Sédatez un rat à la fois en utilisant une anesthésie par inhalation pour l’induction. Administrer 4 % de fluor dans l’oxygène à un débit d’un litre par minute. Utilisez ensuite 2 % de fluor dans un mélange d’un litre par minute de protoxyde d’azote et de 0,6 litre par minute d’oxygène.

Pour maintenir la sédation, effectuez un test de pincement standard des orteils pour assurer une sédation efficace avant de poursuivre la procédure. Une fois la sédation complète, appliquez une pommade lacrymale artificielle sur les deux yeux et administrez un analgésique préopératoire par injection sous-cutanée de 0,01 à 0,05 milligramme par kilogramme de buprénorphine. Ensuite, rasez la face antérolatérale de chaque patte arrière, puis désinfectez la zone chirurgicale en alternant trois fois avec 10 % de bétadine et 70 % d’éthanol.

Placez le rat sur un coussin de circulation d’eau chaude pour éviter l’hypothermie pendant la procédure à l’aide d’un scalpel chirurgical numéro 15. Faites une incision à travers la peau et le long de la face latérale de la cuisse pour exposer le muscle. Ensuite, exposez le fémur distal à l’aide d’une dissection émoussée pour dévier les corps musculaires de manière peu invasive.

Ensuite, grattez la fine couche de périoste, qui recouvre le fémur à l’aide d’un élévateur de perote pour exposer complètement l’os cortical pour le forage. Veillez à ne pas endommager la plaque de croissance ou le cartilage articulaire de l’articulation du genou lors d’une dissection contondante ou d’une ablation du périoste. Une fois le fémur nettoyé et inspecté, tournez-le latéralement pour exposer la face antérieure du fémur distal.

Assurez-vous également qu’il y a suffisamment de solution saline stérile disponible pour irriguer les tissus pendant le forage afin d’éviter la surchauffe des tissus Avant le forage, mesurez l’emplacement de deux trous, à 2,5 millimètres l’un de l’autre, le long de la ligne médiane du fémur à l’aide d’un pied à coulisse. Fixez ensuite une fraise dentaire de 1,3 millimètre à une pièce à main dentaire et créez les trous en perçant le cortex antérieur. Ensuite, fixez une fraise dentaire torsadée de 1,3 millimètre à la pièce à main et prolongez les trous à travers le cortex opposé du fémur, ce qui permet d’obtenir des trous parallèles bicorticaux.

Enfin, remplacez la fraise torsadée par une fraise à coupe latérale personnalisée et utilisez-la pour joindre les trous dans une direction distale proximale, formant ainsi le site de l’implant. Une fois le défaut terminé, passez une suture biodégradable à travers l’ouverture à l’aide de l’aiguille attachée et retournez-la autour du cortex fémoral externe. Ensuite, enfilez l’implant sur l’extrémité libre de la suture et guidez-le dans le défaut où il doit être ajusté par pression.

Attachez la suture autour de la face latérale du fémur pour assurer la stabilité de l’implant pendant la récupération postopératoire et les premiers stades de la guérison. Utilisez la suture restante pour fermer le tissu musculaire, puis reposez le tissu cutané à l’aide d’agrafes chirurgicales. Enfin, administrez un analgésique postopératoire par injection sous-cutanée.

Inspectez les sites chirurgicaux pour détecter tout signe d’infection et surveillez les animaux quotidiennement. Excluez les animaux qui ne se rétablissent pas complètement de la marche ou ceux qui ont des fractures fémorales lors du sacrifice. Lors du sacrifice, détachez le fémur et nettoyez l’os des tissus mous environnants. Conservez-le immédiatement dans une solution tampon à 15 % de saccharose pour maintenir l’hydratation des tissus.

En préparation des essais mécaniques, tracez une fine ligne noire au marqueur permanent sur l’arc latéral à des fins d’identification. Ensuite, coupez l’os à la largeur des implants à l’aide d’une fraise diamantée cylindrique fixée à un système à grande vitesse. Les spécimens finaux se composent de deux arcades osseuses fixées à chaque face de l’implant.

Utilisez un appareil d’essai mécanique équipé d’une cellule de charge pour tous les essais et réglez la vitesse de fonctionnement à 30 millimètres par minute. Attribuez une valeur d’essai de zéro newton aux arcs qui tombent pendant la préparation ou le transport des échantillons d’essai. Tout d’abord, placez l’échantillon dans un moule détachable personnalisé et stabilisez-le en plaçant la plaque stabilisatrice sur la face postérieure du moule.

Ensuite, entourez l’arc cortical d’un composite dentaire fluide et polymérisez le composite pendant 60 secondes à l’aide d’une lumière de polymérisation à haute intensité à arc plasma saphir. Cette conception permet d’isoler une région de 0,5 millimètre de l’os péri-implantaire pour des tests cohérents. Après durcissement, ouvrez le moule et retirez le bloc d’échantillon durci.

Ensuite, fixez une réplique préfabriquée de l’échantillon d’essai dans un étau et centrez l’unité sur la base de l’instron. Ensuite, ancrez l’échantillon au système en le plaçant dans le fil de l’étau, la ligne de pêche en nylon de 10 livres à travers l’implant et fixez les extrémités libres à la traverse mobile Pour plus de cohérence, étiquetez et testez toujours le côté latéral en premier. Ensuite, éloignez la traverse de l’échantillon à 30 millimètres par minute comme auparavant jusqu’à la rupture.

Une fois que l’os s’est détaché de la surface de l’implant, répétez ce processus avec l’arcade médiale, puis observez les surfaces de l’implant à l’aide d’un microscope à dissection. Voici des images MEB des surfaces d’implants sablées présentées avec et sans ajout de nanocristaux de phosphate de calcium. Les nanosurfaces modifiées ressemblent aux surfaces de contrôle à 10 000 x, mais lorsqu’elles sont vues à 100 000 x, la nano-topographie superposée créée par les nanocristaux de phosphate de calcium devient assez évidente.

Des courbes représentatives de déplacement forcé sont présentées ici. Les lignes rouges représentent les surfaces microtopographiquement complexes, tandis que la ligne noire représente les implants avec les nanocristaux de phosphate de calcium superposés. La surface avec les caractéristiques topographiques submicroniques du phosphate de calcium ajouté présentait des forces de rupture significativement plus élevées que celle avec une microtopographie non modifiée.

Lors de l’analyse des plans de fracture à la suite d’essais mécaniques, 92 % de ceux dont l’os était enfermé dans un composite dentaire fluide se sont fracturés dans la région ciblée de l’implant. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de faire très attention lors de l’enrobage des échantillons d’essai en raison de leur taille et de leur poids miniatures. Ils sont difficiles à placer avec précision, il est donc nécessaire de tout aligner correctement avant d’appliquer le composite dentaire.

À la suite de cette procédure, des méthodes d’imagerie avancées telles que l’imagerie des électrons rétrodiffusés dans un microscope électronique à balayage peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires sur l’interaction de l’implant osseux à un grossissement nettement plus élevé.