Una migliorata meccanica metodo di prova per valutare osso-impianto Anchorage

L'obiettivo generale di questa procedura è valutare l'ancoraggio e la stabilità dell'osso riparativo di nuova formazione alle superfici implantari candidate. Ciò si ottiene creando prima due gruppi di impianti in titanio personalizzati. Un gruppo è stato trattato con un trattamento di granigliatura standard per creare una microtopografia sottostante e un secondo gruppo con lo stesso trattamento di sabbiatura, oltre a nanocristalli di fosfato di calcio sovrapposti.

Il secondo passo consiste nel posizionare gli impianti nel femore distale di ratti wistar maschi per nove giorni, dopodiché vengono raccolti i fem. Successivamente, i fem vengono puliti e l'osso circostante viene tagliato alla larghezza dell'impianto, lasciando campioni di test meccanici con l'arco corticale su entrambi i lati dell'impianto. Il passaggio finale consiste nell'inserire i campioni di prova in un composito dentale fluido utilizzando uno stampo staccabile personalizzato, che isola 0,5 millimetri di osso perimplantare e condurre test meccanici sui campioni.

In definitiva, i risultati dei test meccanici forniscono una valutazione della capacità della superficie implantare candidata di fungere da superficie di ancoraggio per l'osso riparativo di nuova formazione. Questo metodo può essere impiegato per dimostrare l'importanza di diversi intervalli di scala della topografia della superficie implantare sui vari meccanismi di ancoraggio osseo, dal legame osseo su scala nanometrica alla crescita ossea su scala di micron. La tecnica è particolarmente adatta per misurare gli effetti di progetti di superfici candidate, come le superfici ancorate per l'osso riparativo di nuova formazione.

Poiché limita la regione di prova meccanica entro mezzo millimetro dalla superficie dell'impianto. Questo metodo può fornire informazioni sugli effetti sulla formazione ossea in funzione della progettazione della superficie dell'impianto e può essere applicato anche ad altri materiali implantari in metallo, ceramica e polimerici. Per iniziare questa procedura, fabbricare impianti in titanio di forma rettangolare in titanio commercialmente puro, quindi praticare un foro centralmente lungo l'asse lungo e preparare le loro superfici per l'impianto come descritto nel protocollo di testo allegato, assegnare gli impianti uno al femore sinistro e uno a destra mediante randomizzazione parziale.

Ciò garantisce che uno di ogni tipo di impianto finisca nello stesso animale e consente l'ottimizzazione dell'analisi statistica. Come per tutte le procedure per gli animali, ottenere l'approvazione del protocollo dal comitato locale per la cura degli animali prima di iniziare qualsiasi esperimento per questa procedura. Procurati giovani ratti wistar che peseranno tra i 200 e i 250 grammi al momento dell'intervento.

Sedare un ratto alla volta usando l'anestesia per inalazione per l'induzione. Somministrare il 4% di fluoro in ossigeno alla velocità di flusso di un litro al minuto. Quindi utilizzare il 2% isof di fluoro in una miscela di un litro al minuto di protossido di azoto e 0,6 litri al minuto di ossigeno.

Per mantenere la sedazione, eseguire un test standard di pizzicamento delle dita dei piedi per garantire una sedazione efficace prima di continuare con la procedura. Una volta completamente sedato, applicare un unguento lacrimale artificiale su entrambi gli occhi e somministrare un analgesico preoperatorio attraverso un'iniezione sottocutanea da 0,01 a 0,05 milligrammi per chilogrammo di buprenorfina. Successivamente, radere la faccia anterolaterale di ciascuna zampa posteriore e quindi disinfettare l'area chirurgica alternando tre volte con il 10% di betadina e il 70% di etanolo.

Posiziona il ratto su un cuscinetto di circolazione dell'acqua calda per prevenire l'ipotermia durante la procedura utilizzando un bisturi chirurgico numero 15. Fai un'incisione attraverso la pelle e lungo la faccia laterale della coscia per esporre il muscolo. Quindi esporre il femore distale utilizzando la dissezione smussata per deviare i corpi muscolari in modo minimamente invasivo.

Quindi, raschiare via il sottile strato di periostio, che si sovrappone al femore utilizzando un elevatore peroto per esporre completamente l'osso corticale per la perforazione. Fare attenzione a non danneggiare la cartilagine di accrescimento o la cartilagine articolare dell'articolazione del ginocchio durante la dissezione smussata o la rimozione del periostio. Una volta che il femore è stato pulito e ispezionato, ruotare il femore lateralmente per esporre l'aspetto anteriore del femore distale.

Assicurarsi inoltre che sia disponibile molta soluzione fisiologica sterile per irrigare il tessuto durante la perforazione per evitare il surriscaldamento del tessuto Prima della perforazione, misurare la posizione di due fori, a 2,5 millimetri di distanza l'uno dall'altro lungo la linea mediana del femore, utilizzando un calibro. Quindi collegare una fresa dentale da 1,3 millimetri a un manipolo dentale e creare i fori perforando la corteccia anteriore. Successivamente, collegare una fresa dentale a torsione da 1,3 millimetri al manipolo ed estendere i fori attraverso la corteccia opposta del femore risultando in fori paralleli bicorticali.

Infine, sostituisci la fresa a torsione con una fresa a taglio laterale personalizzata e usala per unire i fori in una direzione distale prossimale, formando il sito per l'impianto. Una volta completato il difetto, far passare una sutura biodegradabile attraverso l'apertura utilizzando l'ago attaccato e rimetterla attorno alla corteccia femorale esterna. Quindi infilare l'impianto sull'estremità libera della sutura e guidarlo nel difetto dove deve essere inserito a pressione.

Legare la sutura attorno all'aspetto laterale del femore per fornire stabilità all'impianto durante il recupero postoperatorio e le prime fasi della guarigione. Utilizzare la sutura rimanente per chiudere il tessuto muscolare, quindi riposare il tessuto cutaneo utilizzando graffette chirurgiche. Infine, somministrare un analgesico postoperatorio attraverso un'iniezione sottocutanea.

Ispezionare i siti chirurgici alla ricerca di segni di infezione e monitorare quotidianamente gli animali. Escludere gli animali che non si riprendono completamente dalla deambulazione o quelli che presentano fratture femorali al momento del sacrificio, staccare il femore e pulire l'osso dai tessuti molli circostanti. Conservarlo immediatamente in una soluzione tampone di saccarosio al 15% per mantenere l'idratazione dei tessuti.

In preparazione per i test meccanici, tracciare una sottile linea nera con un pennarello indelebile sull'arco laterale a scopo di identificazione. Quindi, tagliare l'osso alla larghezza degli impianti utilizzando una fresa diamantata cilindrica collegata a un sistema ad alta velocità. I campioni di prova finali sono costituiti da due archi di osso attaccati a ciascuna faccia dell'impianto.

Utilizzare un apparecchio di prova meccanico dotato di una cella di carico per tutti i test e impostare la velocità operativa a 30 millimetri al minuto. Assegnare un valore di prova pari a zero newton per gli archi che cadono durante la preparazione o il trasporto per testare i campioni. Innanzitutto, posizionare il campione in uno stampo staccabile personalizzato e stabilizzarlo posizionando la piastra stabilizzatrice sul lato posteriore dello stampo.

Quindi circondare l'arcata corticale in composito dentale fluido e polimerizzare il composito per 60 secondi utilizzando una luce polimerizzante ad alta intensità ad arco al plasma di zaffiro. Questo design consente l'isolamento di una regione di 0,5 millimetri di osso perimplantare per test coerenti. Dopo l'indurimento, aprire lo stampo e rimuovere il blocco del campione indurito.

Quindi, fissare una replica prefabbricata del campione di prova in una morsa e centrare l'unità sulla base dell'instron. Quindi ancorare il campione al sistema inserendolo nella filettatura della morsa, la lenza di nylon da 10 libbre attraverso l'impianto e attaccare le estremità libere alla traversa mobile Per coerenza, etichettare e testare sempre prima il lato laterale. Quindi, allontanare la traversa dal campione a 30 millimetri al minuto come prima fino al cedimento.

Una volta che l'osso si stacca dalla superficie dell'impianto, ripetere questo processo con l'arcata mediale e quindi osservare le superfici dell'impianto utilizzando un microscopio da dissezione. Di seguito sono mostrate le immagini SEM delle superfici implantari sabbiate presentate con e senza l'aggiunta di nanocristalli di fosfato di calcio. Le nano superfici modificate sembrano simili alle superfici di controllo a 10.000 x, ma se osservate a 100.000 x, la nano topografia sovrapposta creata dai nano cristalli di fosfato di calcio diventa abbastanza evidente.

Di seguito sono riportate le curve di spostamento forzato rappresentative. Le linee rosse rappresentano le superfici microtopograficamente complesse, mentre la linea nera rappresenta gli impianti con i nanocristalli di fosfato di calcio sovrapposti. La superficie con l'aggiunta di caratteristiche topografiche submicroniche di fosfato di calcio aveva forze di disgregazione significativamente più elevate rispetto a quella con una microtopografia non modificata.

Nell'analisi dei piani di frattura dopo i test meccanici, il 92% di quelli con l'osso racchiuso in composito dentale fluido si è fratturato all'interno della regione dell'impianto mirata. Durante il tentativo di questa procedura, è importante prestare la massima attenzione durante l'invasatura dei campioni di prova a causa delle loro dimensioni e peso in miniatura. Sono difficili da posizionare con precisione, quindi è necessario allineare correttamente tutto prima di applicare il composito dentale.

Dopo questa procedura, è possibile eseguire metodi di imaging avanzati come l'imaging con elettroni retrodiffusi in un microscopio elettronico a scansione per rispondere a ulteriori domande sull'interazione con l'impianto osseo a un ingrandimento significativamente più elevato.