Effetti dei metodi meccanici utilizzati nel trattamento della perimplantite sulla decontaminazione e rugosità della superficie dell'impianto

Il presente protocollo descrive un modello sperimentale basato sulla colorazione con inchiostro che può essere utilizzato per la decontaminazione della superficie implantare in vitro e la ricerca sulla rugosità per contribuire al processo decisionale clinico.

Sono stati proposti vari metodi meccanici per decontaminare le superfici degli impianti dentali con successo variabile. Questo studio in vitro ha valutato l'efficienza di decontaminazione di un sistema di abrasione dell'aria (AA) con polvere di eritritolo, una punta a ultrasuoni in polietere-etere-chetone (PEEK) e curette in titanio (TIT) e i loro effetti sulla topografia della superficie dell'impianto utilizzando la microscopia elettronica a scansione (SEM). Un totale di 60 impianti sono stati colorati con inchiostro rosso permanente e inseriti in difetti di perimplantite di Classe 1A e Classe 1B stampati in 3D, formando sei gruppi (n=10 per gruppo) in base al tipo di difetto e al protocollo di trattamento. Inoltre, è stato utilizzato un impianto di controllo positivo e uno negativo. La polvere di eritritolo, le punte a ultrasuoni in PEEK e le curette in titanio sono state applicate per 2 minuti nei difetti di Classe 1A e 3 minuti nei difetti di Classe 1B. Le aree residue dell'inchiostro rosso sono state quantificate con un software digitale e le modifiche della superficie dell'impianto sono state analizzate utilizzando SEM e EDS. Nessuno dei metodi ha raggiunto la completa decontaminazione. Tuttavia, la polvere di eritritolo era significativamente la più efficace, lasciando un tasso di inchiostro residuo del 24% ± del 6% (p < 0,001). Le punte a ultrasuoni in PEEK hanno prodotto il 41% ± il 4% di inchiostro residuo, mentre le curette in titanio hanno lasciato il 55% ± il 3%. Sono state osservate differenze significative tra tutti i metodi. Non è stata riscontrata alcuna differenza significativa nell'efficacia della decontaminazione tra i difetti di Classe 1A e Classe 1B. L'analisi SEM ha mostrato danni superficiali minimi con polvere di eritritolo e punte in PEEK, mentre le curette in titanio hanno causato danni da moderati a gravi. Sulla base dell'efficienza della decontaminazione e della conservazione della superficie, la polvere di eritritolo e le punte in PEEK sono opzioni sicure ed efficaci per il trattamento della perimplantite, mentre le curette in titanio sono meno efficaci e causano notevoli danni alla superficie. Questi risultati possono aiutare i medici nella pianificazione del trattamento della perimplantite.

Il trattamento implantare dentale è il protocollo più comune e preferito per la sostituzione dei denti mancanti in tutto il mondo. Studi di follow-up a lungo termine hanno dimostrato che l'uso di restauri supportati da impianti nel trattamento dell'edentulia completa o parziale fornisce risultati prevedibili e alti tassi di successo in termini di sopravvivenza. Tuttavia, in seguito al posizionamento chirurgico e al restauro degli impianti possono insorgere varie complicanze che interessano i tessuti duri e molli¹. Nel 2017, il World Workshop on the Classification of Parodontale and Disease-Implant and Conditions ha introdotto definizioni e diagnosi differenziali per le malattie che colpiscono i tessuti perimplantari². Secondo questa definizione, la perimplantite è una condizione patologica irreversibile caratterizzata da segni clinici di infiammazione, tra cui sanguinamento al sondaggio e/o suppurazione, aumento della profondità di sondaggio e/o recessione del margine mucoso nella mucosa perimplantare e perdita radiografica dell'osso di supporto². L'eziologia delle malattie perimplantari è multifattoriale e alcuni individui sono più suscettibili a questa condizione rispetto ad altri. Le predisposizioni specifiche degli individui possono aumentare il rischio di sviluppo della malattia perimplantare, che può portare alla perdita dell'impianto. Altri fattori che giocano un ruolo nell'eziologia delle malattie perimplantari sono i fattori correlati al paziente (fumo, malattie sistemiche, anamnesi della malattia parodontale, igiene orale); lo stato della mucosa cheratinizzata, la quantità e la qualità dell'osso e dei tessuti molli nel sito implantare; forze sull'impianto e sui tessuti circostanti; complicazioni riscontrate durante l'inserimento dell'impianto; e l'esperienza e l'abilità del medico che esegue trattamenti chirurgici e protesici². Inoltre, è stato recentemente introdotto un nuovo concetto di valutazione e trattamento del rischio, lo strumento di valutazione del rischio di malattia da impianto (IDRA)³. Questo strumento è stato sviluppato come un diagramma funzionale composto da otto parametri, ciascuno con un'associazione documentata con la perimplantite. I vettori dell'ottagono sono la storia della parodontite, la percentuale di siti implantari e dentali con sanguinamento al sondaggio (BoP), il numero di denti/impianti con profondità della tasca di sondaggio ≥ 5 mm, il tasso di perdita ossea parodontale (radiografie in relazione all'età del paziente), la suscettibilità alla parodontite, la frequenza della terapia parodontale di supporto (SPT) e la progettazione della protesi.

Recenti revisioni sistematiche hanno dimostrato che la prevalenza della perimplantite è del 19,53% a livello di paziente e del 12,53% a livello di impianto³. Con circa 5 milioni di protesi posizionate ogni anno in tutto il mondo, con una dimensione di mercato di oltre 4 miliardi di dollari, la perimplantite rappresenta un grave problema di salute per la popolazione. Se non trattata, la perimplantite provoca la perdita dell'impianto interessato e della protesi supportata dall'impianto, causando un grande disagio sia per il dentista che per il paziente.

Il trattamento delle malattie perimplantari può essere suddiviso in approcci non chirurgici e chirurgici. Sebbene vi sia una ragionevole aspettativa per il successo degli endpoint nel trattamento della parodontite⁴, le prove comparabili per il trattamento della perimplantite sono ancora scarse. Pertanto, il razionale per un approccio graduale e la terapia non chirurgica della perimplantite è quello di tentare il controllo del biofilm e dell'infiammazione con approcci relativamente semplici prima di aumentare l'invasività del trattamento e di eseguire la fase chirurgica quando si ottiene un migliore controllo del biofilm e dei fattori di rischio. Ciò include le istruzioni e la motivazione OH, il controllo dei fattori di rischio, il controllo dei fattori di ritenzione del biofilm e la pulizia/rimozione/modifica della protesi, compresa la valutazione dei componenti della protesi, della strumentazione sopramarginale e sub-marginale e il trattamento parodontale concomitante quando necessario. Pertanto, la terapia non chirurgica dovrebbe sempre essere il primo passo⁵. Per la perimplantite precoce, la riduzione dei fattori di rischio e il trattamento non chirurgico possono essere sufficienti, ma la rimozione completa del biofilm nelle tasche profonde dopo la perdita ossea è spesso impegnativa. Durante la fase di rivalutazione dopo il trattamento non chirurgico, le profondità persistenti delle tasche (≥ 6 mm) e il sanguinamento al sondaggio (BoP) indicano una potenziale progressione della perimplantite. Se questi segni sono presenti, si raccomandano interventi chirurgici⁶. La terapia chirurgica della perimplantite comprende (i) lo sbrigliamento del lembo aperto, (ii) la chirurgia resettiva del lembo, (iii) la gestione dei difetti ossei perimplantari utilizzando approcci ricostruttivi, (iv) metodi aggiuntivi per la decontaminazione della superficie implantare e (v) l'uso aggiuntivo di antibiotici locali/sistemici⁷.

Il principale fattore eziologico della perimplantite è il biofilm patogeno colonizzato sulla superficie dell'impianto⁶. La rimozione di questo biofilm è il principio principale e l'obiettivo di tutti i protocolli di trattamento, che prevedono metodi di decontaminazione meccanica, chimica e laser⁷.

Lo sbrigliamento meccanico impiega curette in plastica, carbonio e titanio, dispositivi a ultrasuoni con punte in plastica e metallo, spazzole in titanio e sistemi abrasivi ad aria (AA) con varie polveri. Sebbene l'eliminazione completa del biofilm sia difficile da ottenere, queste terapie forniscono benefici clinici. Vari interventi clinici, tra cui protocolli di sbrigliamento meccanico con o senza antisettici⁸, antibiotici⁹, nonché chirurgia resettiva e rigenerativa¹⁰, sono stati utilizzati con vari gradi di successo clinico. Tuttavia, inducono anche cambiamenti nelle proprietà chimiche e fisiche della superficie dell'impianto, complicando eventualmente la formazione di nuovo osso e la reosteointegrazione.

Tra i metodi meccanici, le procedure AA che utilizzano diverse composizioni di polvere hanno dimostrato la migliore efficacia di pulizia 11,12,13. Tuttavia, la presenza di particelle residue può alterare la topografia della superficie e ridurre la biocompatibilità¹⁴. La glicina, seguita dal bicarbonato di sodio, è la polvere più utilizzata nei sistemi AA⁸. Recentemente, particelle più piccole abrasive per l'aria come l'eritritolo (14 μm) hanno guadagnato interesse per una decontaminazione efficace con danni superficiali ridotti⁹. Le curette in titanio e plastica, che causano meno danni superficiali rispetto alle punte in acciaio, sono efficaci nella decontaminazione del biofilm¹⁵. Le punte degli ablatori a ultrasuoni in polietere-etere-chetone (PEEK) riducono anche la carica batterica con danni superficiali minimi¹⁰. I metodi di decontaminazione devono considerare l'elevata rugosità delle superfici dell'impianto e mirare a rimuovere il biofilm batterico senza causare danni superficiali significativi. Sebbene siano state condotte ricerche approfondite in vitro, in vivo e cliniche, ad oggi non esiste ancora un consenso e un protocollo gold standard per il trattamento della perimplantite. La crescente prevalenza di malattie perimplantari dovute a numerosi impianti dentali richiede un approccio prevedibile e basato sull'evidenza per il trattamento delle superfici contaminate. Questo studio mira a valutare l'efficacia di diversi metodi di decontaminazione - sistemi abrasivi ad aria (AA), punte a ultrasuoni in PEEK e curette in titanio - sulla decontaminazione della superficie dell'impianto e a valutare il loro impatto sulla rugosità della superficie dell'impianto mediante analisi SEM.

Il protocollo di studio è stato approvato dal comitato etico (TBAEK-363) dell'Università di Akdeniz, Antalya, Turchia. Questo studio è stato sostenuto dal Fondo di ricerca dell'Università di Akdeniz (numero di progetto: TDH-2024-6676). Lo studio ha utilizzato un impianto dentale a forma di vite (PrimeTaper EV Implant) con dimensioni di 4,2 mm x 11 mm, caratterizzato da un design a micro-filettatura che misura 1,7 mm sul colletto. Preparazione della superficie con sabbiatura e mordenzatura acida con acido fluoridrico diluito per ottenere la superficie OsseoSpeed ben definita.

1. Preparazione di modelli sperimentali di perimplantite

NOTA: Tre metodi di trattamento meccanico di decontaminazione (abrasivo ad aria (AA), polietereterchetone (PEEK) a ultrasuoni e curette in titanio; Tabella dei materiali) in due diversi tipi di difetto di perimplantite sono stati analizzati¹¹ (Classe 1A e Classe 1B). Pertanto, c'erano sei gruppi sperimentali (Figura 1). Sono stati utilizzati un totale di 62 impianti, di cui uno di controllo positivo e uno negativo. Questo disegno di studio in vitro, inizialmente sviluppato da Sharhmann et ^al.16, è stato modificato da vari ricercatori 12,13,14,15,16,17,18 in letteratura (Figura 2). Supponendo una differenza del 10% nell'efficacia della rimozione del biofilm tra i gruppi, la dimensione del campione è stata determinata come 60 (10 per ciascun gruppo) per sei gruppi con potenza G*, una dimensione dell'effetto di 0,50, un errore di tipo I del 5% e una potenza dell'80%.

Figura 1: Diagramma di flusso dei gruppi sperimentali. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

1. Rimuovere un primo molare dal modello di fantoccio mandibolare educativo. I denti in plastica sono fissati a questo modello fantasma con viti. Svitare il primo dente molare e rimuovere la filettatura dall'incavo. Riempi l'alveolo modellando il materiale in silicone morbido per coprire l'alveolo e creare una cresta alveolare piatta.
   NOTA: E' stata realizzata una simulazione di un impianto inserito in un'area edentula.
2. Scansiona il modello preparato in uno scanner da laboratorio per creare un progetto digitale.
3. Crea digitalmente difetti ossei per perimplantite 3D di Classe 1A e Classe 1B¹¹ . Apri il programma software Exocad. Caricare il file del modello scansionato. Quindi fai clic su Progettazione e seleziona Modalità esperto. Rimuovi le aree irregolari con l'opzione Modifica mesh. Quindi fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare Salva scansione come file nella cartella correlata sul computer.
4. Seleziona Strumenti >opzione Aggiungi/Rimuovi mesh , seleziona Scansione cera> Carica file e seleziona il file appena salvato nella cartella. Successivamente, fai clic su Modalità guidata a destra.
5. Nel nuovo modello STL risultante, creare una simulazione di difetto nell'alveolo del dente. Per fare ciò, fai clic su Aggiungi/Rimuovi sul lato sinistro. Seleziona la dimensione del pennello di forma ovale. Successivamente, crea il difetto sul modello utilizzando contemporaneamente Maiusc e clic sinistro. Regolare la lunghezza del difetto a 5 mm e la larghezza a 4,2 mm (corrispondente al diametro dell'impianto) sulla superficie vestibolare dell'impianto per i difetti di Classe 1A e 5-5-5 mm per i difetti di Classe 1B.
6. Per restringere la larghezza orizzontale del difetto, selezionare le cuspidi facendo clic su Anatomia sul lato sinistro e restringendo la larghezza vestibolare del difetto verso l'interno. Quindi, fai clic con il pulsante destro del mouse e salva la scena come file.
7. Per creare un modello finale, riavviare il programma e ricaricare la cartella salvata. Quindi selezionare l'opzione Modalità guidata e allineamento del modello a destra. Seleziona il tipo di modello come Digital Waxup Model a sinistra. Fare clic su Avanti più volte fino a raggiungere la sezione di progettazione del modello a sinistra. Seleziona l'opzione Modello completo e fai clic su Avanti due volte. Una volta completato il file del modello, aprilo con Esplora risorse ed è pronto per la stampa.
8. Inoltra i file STL del modello progettato alla stampante 3D. Stampa i modelli digitali creati utilizzando una resina per modelli.
9. Sciacquare i modelli sperimentali in etanolo al 96% per 5-10 minuti. Dopo il processo di pulizia, inserire i modelli nel dispositivo di polimerizzazione a emissione di luce e polimerizzare con la luce per 5 minuti alla dose impostata secondo le istruzioni del produttore.
   NOTA: Utilizzare un modello in resina con elevata resistenza alla trazione, alla flessione e alla compressione adatto per la perforazione di impianti. Pulire il modello stampato con soluzioni a base di alcol secondo le istruzioni del produttore e assicurarsi che sia adeguatamente fotopolimerizzato.

2. Colorazione degli impianti

1. Immergere gli impianti di prova in inchiostro rosso viscoso e resistente all'acqua. Assicurarsi che tutte le parti della superficie dell'impianto siano completamente e uniformemente ricoperte di inchiostro per 15 s. Rimuovere le protesi dal contenitore sterile utilizzando manipoli driver o perni d'impronta senza contatto con le mani.
   NOTA: Questa colorazione simulerà un surrogato di biofilm otticamente visibile per l'analisi fotografica.
2. Asciugare all'aria gli impianti colorati con una siringa ad aria per riunito in modo da avere una dispersione uniforme dell'inchiostro. Asciugare ulteriormente le protesi colorate per 24 ore a temperatura ambiente. Asciugare gli impianti in isolamento con i manipoli, senza contatto con le mani.

3. Posizionamento di protesi colorate

1. Regolare le impostazioni di un dispenser di fisioterapia dentale come segue: 800 giri/min, coppia 40 N senza irrigazione salina.
2. Creare l'alveolo dell'impianto con le frese per impianti chirurgici sui modelli sperimentali per posizionare gli impianti di 11 mm di lunghezza e 4,2 mm di larghezza. Preparare lo stesso alveolo implantare per i modelli con entrambi i tipi di difetti (modelli con difetti di Classe 1A e 1B).
3. Utilizzare le frese per impianti in sequenza secondo le istruzioni del produttore per ottenere la stabilità primaria. Pulire i detriti rimanenti dopo la perforazione con una siringa aria-acqua, quindi posizionare gli impianti. Stabilizzare i modelli sperimentali di perimplantite sulla piattaforma di lavoro con un morsetto per evitare il micromovimento degli impianti e per prevenire microcrepe sui modelli.
4. Inserire gli impianti con un manipolo portante negli alveoli. Lasciare 5 mm di area esposta sulla superficie buccale. Assicurarsi che gli impianti siano immersi allo stesso livello sulla cresta ossea linguale del modello. Evitare di toccare la superficie dell'impianto macchiata.

4. Decontaminazione degli impianti

1. Iniziare a decontaminare gli impianti in gruppi senza rimuoverli dai modelli sperimentali di difetto 1A e 1B.
2. Sistema abrasivo ad aria: Impostare il dispositivo alla massima potenza con irrigazione ad acqua con polvere di eritritolo da 14 μm. Tenere la punta del dispositivo a 2-3 mm dalla superficie dell'impianto e applicare la polvere in modo uniforme sul difetto di perimplantite esposto. Limitare il tempo di lavorazione a 2 minuti per difetti 1A e 3 minuti per difetti 1B.
3. Punta a ultrasuoni in polietereterchetone (PEEK): Impostare il dispositivo a 8 potenze (80%) con la massima irrigazione dell'acqua. Tenere il manipolo in PEEK in modo adatto all'uso a ultrasuoni. Eseguire la decontaminazione sulla superficie dell'impianto con movimenti lineari e paralleli. Applicare la punta in PEEK tra le filettature quanto consentito dal suo design. Limitare il tempo di lavorazione a 2 minuti per difetti 1A e 3 minuti per difetti 1B.
4. Curette in titanio: applicare contatti consecutivi con una pressione costante a 60°-90° sulla superficie dell'impianto con una forza di circa 0,75 N sulla superficie dell'impianto esposta di 5 mm per 2 minuti per difetti 1A e 3 minuti per difetti 1B.
5. Dopo la decontaminazione, rimuovere l'impianto utilizzando il pezzo di trascinamento senza contatto con le mani. Se i modelli si deformano dopo la decontaminazione, procedere ai modelli di backup. Stabilizzare i modelli sperimentali di perimplantite sulla piattaforma di lavoro con un morsetto.
   NOTA: Tutti i metodi devono essere calibrati e applicati da un singolo ricercatore.

5. Imaging fotografico

1. Rimuovere gli impianti dal modello con un pezzo di trascinamento dell'impianto compatibile. Asciugare gli impianti all'aria per 20 secondi per rimuovere eventuali particelle/residui allentati sulla superficie.
2. Posiziona gli impianti su modelli fotografici acrilici progettati su misura per scattare viste piatte, viste apicali a 30° e viste coronali a 30° per valutare le parti apicali e coronali delle filettature sulla superficie dell'impianto.
3. Posiziona la fotocamera su un treppiede e standardizza le impostazioni della fotocamera (distanza 15 cm, ISO 160, apertura f/16, tempo di esposizione 1/250 s). Assicurarsi che la stanza sia adeguatamente illuminata. È necessario stabilizzare la fotocamera con un treppiede.
4. Scatta le foto digitali in formato RAW con un flash. Ottenere un totale di 90 foto buccali (una piatta, una apicale a 30° e una coronale a 30° per ciascuna superficie dell'impianto) per i difetti di Classe 1A e 270 foto (piatte, apicali a 30° e coronali a 30° da ciascuna superficie buccale, mesiale e distale per ciascun impianto) per i difetti di Classe 1B. Deposita tutti i file di foto digitali su un disco rigido per un'ulteriore analisi delle immagini.

6. Analisi delle immagini

1. Eseguire tutte le analisi sul software di immagine digitale (ImageJ). Prima dell'analisi, rendere nero lo sfondo delle fotografie utilizzando un programma Photoshop (Photoroom) per assicurarsi che nell'immagine sia visibile solo l'impianto. Apri l'applicazione, quindi aggiungi ogni immagine dalla galleria. Rimuovi lo sfondo dall'immagine e seleziona Sfondo nero dalle opzioni.
2. Trascina e rilascia l'immagine su ImageJ. Disegna un quadrato nell'immagine per coprire 5 mm coronale all'impianto. Quindi fare clic su Immagine > Ritaglia per standardizzazione. Ripeti lo stesso processo per ogni immagine.
3. Convertire le immagini in formato a 8 bit facendo clic su Immagine ˃ Digitare ˃ 8 bit e regolare le soglie facendo clic su Immagine ˃ Regola ˃ Soglia per i calcoli dell'area.
4. Calcola l'intera superficie dell'impianto e l'area del residuo di colore rosso facendo clic su Analizza ˃ Misura ˃ Area.
5. Registra l'area dei pixel ottenuta in un file di foglio di calcolo. Crea un file di foglio di calcolo separato per registrare i dati dell'immagine non elaborata.
6. Per ottenere la percentuale di residui di colore rosso, moltiplicare l'area visualizzata in rosso per 100 e dividere per l'area totale della superficie dell'impianto.

7. Analisi SEM

1. Conservare tutte le protesi nelle loro scatole sterili fino al giorno dell'analisi.
2. Prima dell'analisi SEM, selezionare casualmente un campione rappresentativo da ciascun gruppo di trattamento. Oltre ai campioni selezionati da ogni gruppo, aggiungere un impianto sterile e solo l'impianto completamente ricoperto di inchiostro. Pertanto, preparare un totale di otto campioni di impianto per l'analisi SEM.
3. Spruzzare azoto gassoso con una pistola a gas per 20 s al fine di rimuovere eventuali micro-polveri sulla superficie dell'impianto prima dell'analisi SEM.
   NOTA: Non è stato applicato alcun rivestimento d'oro aggiuntivo a causa della tecnologia avanzata del dispositivo.
4. Montare ogni impianto su tronchetti SEM con dischi adesivi conduttivi in carbonio in modo da consentire l'analisi della superficie piana buccale senza decontaminazione manuale. Disponili in ordine di numero per evitare confusione tra i gruppi.
5. Seleziona un'area tra gli impianti posizionati nello strumento e acquisisci immagini con diversi ingrandimenti. Ripetere la stessa procedura per diverse regioni delle superfici dell'impianto (mesiale o distale). Utilizzare l'ingrandimento 100x, 1000x e 5000x per le immagini che utilizzano un dispositivo SEM funzionante a 10-30 kV con una distanza di lavoro media di 12 mm.
   NOTA: Per ogni impianto sono stati selezionati il secondo microfilamento dall'area del colletto e il secondo macrofilamento dal corpo per garantire la standardizzazione durante l'analisi SEM. Per alcune immagini, si consiglia di eseguire l'analisi elementare (EDS) durante l'imaging per il confronto.

Figura 2: Diagramma di flusso dello studio. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

8. Analisi statistica

1. Esprimi le variabili categoriali come numeri e percentuali e le variabili continue come media e deviazione standard. Confermare la normalità della distribuzione per variabili continue con il test di Shapiro-Wilk.
2. Per il confronto di variabili continue tra gruppi di difetti, utilizzare il test t di Student. Per il confronto di più di due gruppi, utilizzare l'ANOVA unidirezionale o il test di Kruskal Wallis a seconda che le ipotesi statistiche siano state soddisfatte o meno.
3. Per i dati normalmente distribuiti, riguardanti l'omogeneità delle varianze, utilizzare i test di Tukey per confronti multipli di gruppi. Per dati distribuiti in modo non normale, utilizzare il test U di Mann-Whitney aggiustato per Bonferroni per confronti multipli di gruppi. Tutte le analisi statistiche sono state effettuate utilizzando IBM SPSS 20. Il livello statistico di significatività per tutti i test è stato considerato pari a 0,05.

Il protocollo sperimentale qui descritto per l'analisi della decontaminazione delle superfici implantari ha rivelato differenze significative tra le varie procedure di trattamento. Inoltre, il protocollo SEM post-trattamento ha mostrato cambiamenti significativi sulle superfici implantari con gradi variabili tra i gruppi di studio.

Confronti a livello di impianto (media totale dell'impianto) dopo la decontaminazione
I confronti a livello di impianto sono stati effettuati confrontando le medie generali di ciascun impianto (le medie di misurazione delle superfici vestibolari nei difetti di Classe 1A e le medie di misurazione della superficie buccale, mesiale e distale nei difetti di Classe 1B). Di conseguenza, la decontaminazione più efficace è stata ottenuta con AA nei difetti 1A (0,19 ± 0,02) (p < 0,001). Questo gruppo è stato seguito da AA-1B (0,29 ± 0,04), PI-1B (0,38 ± 0,04) e PI-1A (0,43 ± 0,03). La decontaminazione minima è stata rilevata nei gruppi TIT-1A (0,53 ± 0,03) e TIT-1B (0,56 ± 0,03). Sebbene non vi fosse alcuna differenza significativa tra i gruppi di curette in titanio (1A-1B), i confronti a coppie di tutti gli altri gruppi sono statisticamente significativi (p < 0,001; Tabella 1; Figura 3).

Figura 3: Grafico a violino dei gruppi sperimentali e mezzi totali di impianto. Abbreviazioni: AA = Air-Abrasive, PI = Punta in PEEK, TIT = Curette in titanio. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Confronti a livello di superficie dell'impianto dopo la decontaminazione
Analogamente ai confronti a livello di impianto, l'abrasivo ad aria (AA) ha fornito statisticamente la decontaminazione più efficace sulle superfici buccali di tutti i campioni (1A + 1B) rispetto a PI e TIT (p < 0,001). Sebbene sia stata ottenuta una migliore decontaminazione con PI rispetto a TIT sulle superfici buccali (p < 0,001), non è stata rilevata alcuna differenza tra i gruppi buccali TIT 1A e 1B.

La decontaminazione più efficace sulle superfici mesiali dei difetti 1B è stata fornita dall'AA rispetto a PI e TIT, e la differenza tra tutti i gruppi è stata statisticamente significativa (p < 0,001). È stato riscontrato che i protocolli AA e PI erano altrettanto efficaci sulle superfici distali dei difetti 1B (p ˃ 0,05) ed entrambi i gruppi sono stati osservati per essere più efficaci del gruppo TIT (p < 0,001; Tabella 1).

Confronti a livello di protocollo di trattamento dopo la decontaminazione
Indipendentemente dai gruppi di difetti, i confronti del protocollo di trattamento hanno mostrato che l'AA (0,24 ± 0,06) era statisticamente significativamente più efficace nella decontaminazione della superficie dell'impianto rispetto a PI e TIT (p < 0,001). Inoltre, le misurazioni PI (0,41 ± 0,04) erano statisticamente migliori di TIT (0,55 ± 0,03; p < 0,001; Tabella 1).

Confronto dei livelli di difetto dopo la decontaminazione
Indipendentemente dai protocolli di trattamento, i confronti dei tipi di difetto hanno mostrato che i tipi di difetto di perimplantite di Classe 1A e Classe 1B hanno portato a un'efficienza di decontaminazione simile (p ˃ 0,388). D'altra parte, nei difetti di Classe 1B, l'efficacia dei protocolli di trattamento è stata osservata statisticamente migliore sulle superfici buccali (0,34 ± 0,17) rispetto alle superfici distali (p ˃ 0,388; Tabella 1).

Tabella 1: Confronto della percentuale di inchiostro rimanente e dei risultati della decontaminazione in base ai gruppi di trattamento e ai tipi di difetto. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Confronto degli angoli di analisi fotografica dopo la decontaminazione
Quando sono state confrontate le misurazioni delle fotografie di 90° frontale (F-90°), 30° apicale (A-30°) e 30° coronale (C-30°), non è stato possibile rilevare alcuna differenza tra i gruppi tra A-30° e C-30°. Una decontaminazione più efficace è stata registrata nei campioni fotografici C-30° e F-90° delle superfici buccali nel gruppo AA, nei campioni fotografici A-30° e C-30° nel gruppo PI e nei campioni fotografici F-90° vestibolare e mesiale nel gruppo TIT (Tabella 2).

Tabella 2: Confronto della percentuale di inchiostro rimanente e dei risultati della decontaminazione in base agli angoli della foto. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Risultati SEM e analisi EDS dopo la decontaminazione
L'analisi SEM dei campioni rappresentativi ha mostrato che tutte le modalità di trattamento avevano influenzato la superficie dell'impianto. Il trattamento con AA ha causato alterazioni trascurabili sia nelle strutture micro-thread che in quelle macro-thread nei siti buccali, indipendentemente dal gruppo di difetti (Figura 4, Figura 5). Tuttavia, nelle aree mesiale e distale del gruppo dei difetti 1B, sono stati trovati più residui di inchiostro sotto le filettature rispetto all'area buccale (Figura 5). Inoltre, è stata osservata una particella di polvere nel sito della microfilettatura vestibolare del gruppo di difetti 1B (Figura 6). La punta ultrasonica in plastica/carbonio PEEK ha causato un appiattimento da lieve a moderato della struttura topografica nel sito buccale rispetto al metodo AA, indipendentemente dal gruppo di difetti. Inoltre, nel gruppo PEEK, è stato osservato un aspetto più sfocato e perforato, diverso dalla struttura ruvida, in particolare a causa dei residui di inchiostro che rimangono tra i microfili (Figura 4, Figura 5). Tuttavia, il trattamento con PEEK ha prodotto risultati simili all'AA nelle aree mesiali e distali del gruppo dei difetti 1B con ingrandimenti di 1000x e 5000x (Figura 5). Inoltre, non sono stati trovati oggetti estranei nel gruppo PEEK. D'altra parte, le curette in titanio causavano ampie alterazioni della superficie rispetto ad altri metodi. Nel gruppo dei difetti 1A, la struttura ruvida non poteva essere distinta nella struttura a micro-filettatura nell'area vestibolare a causa della scarsa decontaminazione (Figura 4). In altri siti sono stati rilevati appiattimenti e graffi longitudinali/orizzontali (Figura 4, Figura 5). Nei siti mesiali e distali del gruppo dei difetti 1B, la struttura ruvida è scomparsa e il numero di graffi è aumentato (Figura 5). Inoltre, è stata condotta un'analisi elementare (EDS) dell'impianto di riferimento sterile, che ha rivelato un contenuto di titanio del 99,2% (Figura 7). L'analisi elementare è stata eseguita anche sulle strutture notevoli (buchi neri) in altri gruppi e sulla superficie dell'impianto non trattata completamente ricoperta di inchiostro, mostrando un risultato dominante di carbonio in quelle aree, presumibilmente a causa della vaporizzazione dell'inchiostro (Figura 8 A-C).

Figura 4: Immagini SEM di campioni di impianti del gruppo di difetti di Classe 1A. (A) Immagini con ingrandimento 100x, 1000x, 5000x della microfilettatura del difetto buccale 1A. (B) Immagini con ingrandimento 100x, 1000x, 5000x del macrofilo del difetto buccale 1A. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Immagini SEM di campioni di impianto del gruppo dei difetti di Classe 1B. (A) Immagini con ingrandimento di 100x, 1000x, 5000x della microfilettatura del difetto buccale 1B. (B) Immagini con ingrandimento 100x, 1000x e 5000x della macrofilettatura del difetto buccale 1B. (e) Immagini con ingrandimento 100x, 1000x, 5000x del sito mesiale del difetto 1B. (D) Immagini con ingrandimento 100x, 1000x, 5000x del sito distale del difetto 1B. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 6: Immagine della particella di polvere di eritritolo riconosciuta sul sito del colletto dell'impianto. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 7: Analisi EDS di un campione di impianto di riferimento sterile e non trattato. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 8: Analisi EDS. (A) Analisi EDS di un campione di impianto non trattato rivestito di inchiostro. (B) Analisi EDS del campione di impianto del gruppo PEEK (gruppo 4). (C) Analisi EDS del campione di impianto dalla curette in titanio. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

La metodologia dell'analisi in vitro della superficie degli impianti dentali affetti da malattia perimplantare è sempre stata impegnativa a causa della natura infiammatoria e batterica dei meccanismi patogenetici che si verificano sulle superfici ruvide dell'impianto. Diverse preoccupazioni includono la scelta del materiale del campione, l'imitazione del biofilm sulla superficie, la scelta del tipo di difetto di perimplantite, la rappresentazione delle condizioni cliniche durante le procedure in vitro, le variazioni delle procedure di decontaminazione e i metodi per determinare la quantità di decontaminazione e gli effetti delle procedure sulla rugosità della superficie dell'impianto. Ogni marca di impianti ha caratteristiche superficiali uniche come il tipo di metallo (titanio, zirconio), le caratteristiche di rugosità superficiale, l'energia libera superficiale, la bagnabilità, la profondità, la larghezza e le lunghezze della filettatura, che hanno un impatto diretto sull'efficacia dei protocolli di decontaminazione. Per superare questa preoccupazione, alcuni studi hanno utilizzato dischi colorati o contaminati invece di impianti. Tuttavia, la capacità di rimuovere il biofilm batterico da una superficie piana (disco) rispetto a una caratteristica di tipo a vite (impianto) non presenterebbe la situazione clinica reale^16,20. Sebbene l'efficacia della decontaminazione di diverse marche di impianti sia stata valutata in letteratura²¹, nel presente studio sono stati utilizzati impianti con caratteristiche standard e di fascia alta.

Il modello di inchiostro permanente utilizzato in questo studio è il metodo più comune per imitare il biofilm sugli impianti 13,14,15,16,17,19,22. Tuttavia, l'uso dell'inchiostro può rappresentare un pregiudizio in quanto è facilmente visibile all'operatore, il che contraddice le condizioni cliniche. Inoltre, questo biofilm simulato non aderisce alla superficie dell'impianto allo stesso modo dei biofilm naturali e non è calcificato, il che rende lo sbrigliamento fisico più facile rispetto ai contesti clinici reali. Rivestire la superficie dell'impianto con il tartaro artificiale²³ può essere una soluzione per questo, ma ottenere uno spessore uniforme e uniforme del tartaro può ancora rappresentare una limitazione. Diversi studi hanno utilizzato batteri patogeni parodontali vitali diretti in vivo²⁴ o in vitro²⁵ contaminazione della superficie in titanio. Poiché la perimplantite è una malattia multibatterica complessa, l'uso di biofilm monobatterici o multibatterici sulla superficie può influenzare i risultati delle procedure di decontaminazione²⁶. Inoltre, l'affinità dei batteri ad attaccarsi a diversi materiali della superficie dell'impianto (zirconia, titanio) può differire a causa della rugosità superficiale e dell'energia libera dalla superficie²⁶. Entro queste limitazioni, il metodo di colorazione dell'inchiostro offre diversi vantaggi, come la misurazione digitale diretta dei residui di inchiostro e la possibilità di confrontare quantitativamente tra i metodi di decontaminazione.

È stato riportato che il tipo di difetto di perimplantite e la presenza di pareti difettose influenzano l'effetto dei protocolli di sbrigliamento meccanico 15,18,27. Difetti sopracrestali o circonferenziali con varie angolazioni sono stati utilizzati in precedenti studi in vitro^15,28. Il problema principale con questi modelli difettosi è che l'accesso alla superficie dell'impianto durante la strumentazione è lo stesso in tutte le aree; Tuttavia, questo non riflette i difetti clinici. Nel presente studio sono stati utilizzati difetti intraossei di classe 1A e Classe 1B¹⁸, che sono il tipo più comune di difetti di perimplantite. Inoltre, nel presente studio sono stati simulati i setting chirurgici come raccomandato dalle linee guida EFP⁵, in cui, clinicamente, la sovrastruttura protesica viene rimossa e i lembi mucoperiostali vengono sollevati per la visione diretta dei difetti della perimplantite.

Il successo dei protocolli di decontaminazione della superficie dell'impianto dipende dalla loro capacità di avere accesso alle superfici interne ruvide delle filettature dell'impianto. Finora, diversi metodi di decontaminazione sono stati studiati con vari gradi di successo. Tra questi, i sistemi abrasivi ad aria, le spazzole in titanio e le curette sono stati segnalati come i protocolli di trattamento più efficaci⁸. Tuttavia, tutti questi trattamenti inducono cambiamenti nella rugosità della superficie dell'impianto, come cambiamenti nella consistenza e nello spessore dello strato di ossido. Queste alterazioni micro-topografiche possono eventualmente avere implicazioni cliniche negative. Pertanto, il metodo di decontaminazione ottimale per le superfici implantari deve ancora essere determinato. Sebbene non sia possibile un confronto diretto dei risultati attuali con studi precedenti a causa del tipo di difetto specifico e della simulazione del modello della mascella, si possono notare somiglianze nella componente intraossea. I risultati del presente studio sono in linea con la letteratura, indicando che l'AA è più efficace sulle superfici buccali, dove viene applicato perpendicolarmente con un angolo di 90° rispetto alla superficie dell'impianto, mentre la sua efficacia diminuisce sulle superfici mesiali e distali, dove la componente intraossea richiede un'applicazione angolata 14,16,17,29. Inoltre, questo può essere spiegato dall'effetto rimbalzo descritto da Petersilka nel 2011³⁰, che si verifica quando l'AA, lavorando secondo il principio della polvere pressurizzata e dell'acqua, viene applicato alle superfici.

L'efficacia del tipo di polvere utilizzato nelle procedure AA è stata studiata in molti studi. Mentre la glicina è la polvere più comunemente usata nella ricerca clinica e in vitro fino ad oggi, altri tipi includono bicarbonato di sodio, bicarbonato di calcio, fosfato tricalcico ed eritritolo⁷. Tuttavia, è stato osservato che le polveri con particelle di dimensioni maggiori, oltre a fornire una decontaminazione più efficace sulla superficie dell'impianto, causano anche più cambiamenti superficiali come alterazioni macrostrutturali e aumento dei graffi ^13,31. Un recente studio in vitro di Pujarern et ^al.9 non ha mostrato alcuna differenza nell'efficacia della decontaminazione del biofilm tra eritritolo e polveri di bicarbonato di sodio sulle superfici degli impianti. Inoltre, è stato riportato che le particelle più piccole si dissolvono più facilmente nella miscela aria-acqua, riducendo il rischio di danni alla superficie e facilitando la penetrazione in spazi ristretti della filettatura rispetto alle particelle più grandi¹³. Nonostante i vantaggi dei sistemi abrasivi ad aria, come l'essere un metodo efficace per la rimozione del biofilm dalle superfici dell'impianto, causando danni superficiali minimi, riducendo il trauma dei tessuti molli e la bassa morbilità post-operatoria del paziente, è necessario notare alcune limitazioni. Questi includono le difficoltà nella rimozione di depositi calcificati o accumuli batterici ben aderenti³², difficoltà nel raggiungere angoli appropriati nelle regioni posteriori e linguali/palatali e il rischio di enfisema sottocutaneo a causa dell'aria pressurizzata durante la procedura³³. Pertanto, sono necessarie ulteriori prove a sostegno dell'uso di routine dei sistemi abrasivi ad aria⁵.

In situazioni in cui non è possibile utilizzare sistemi di polvere abrasiva ad aria, alternative come spazzole in titanio, curette metalliche o punte a ultrasuoni possono essere preferite o richieste come trattamento aggiuntivo²¹. Tuttavia, gli strumenti metallici utilizzati per la decontaminazione meccanica possono creare una superficie più ruvida graffiando la superficie in titanio, favorendo potenzialmente l'adesione microbica e l'accumulo di placca. Pertanto, è necessario utilizzare e approfondire alternative come strumenti rivestiti in teflon, plastica e PEEK. Nel presente studio, è stata valutata l'efficacia di una punta a ultrasuoni in PEEK/carbonio sviluppata di recente, progettata specificamente per le superfici implantari. In studi recenti coerenti con la nostra metodologia, le punte in plastica PEEK soniche e ultrasoniche, così come i sistemi in polvere abrasiva ad aria, hanno ottenuto i migliori risultati su diverse superfici implantari^12,34. La punta PI MAX utilizzata nel presente studio differisce dalla precedente punta in PEEK del produttore in quanto contiene il 30% di carbonio e ha un design più sottile e flessibile. I limitati dati disponibili su questo nuovo design evidenziano l'importanza di confrontarlo con i due metodi più studiati (abrasione ad aria e curette in titanio) nel presente studio.

Le curette metalliche, oggi ampiamente utilizzate e considerate il gold standard per lo sbrigliamento meccanico nei trattamenti parodontali, sono anche comunemente utilizzate intorno agli impianti dentali. Molti produttori hanno sviluppato curette in titanio appositamente progettate per rimuovere il biofilm e altri residui senza danneggiare la superficie dell'impianto³⁵. Le simulazioni in vitro hanno concluso che la strumentazione meccanica ripetuta non porta a cambiamenti cumulativi nella rugosità della superficie dell'impianto³⁶. Tuttavia, in alcuni casi, le curette in titanio possono avere un'efficacia limitata nella rimozione di depositi induriti o mineralizzati. Inoltre, la pulizia con curette manuali in titanio può richiedere molto tempo ed essere soggetta a variabilità a seconda del livello di abilità dell'operatore³⁷. Sulla base delle prove attuali, è difficile tradurre i risultati di questi studi nella pratica clinica a causa dell'elevata eterogeneità dei disegni micro e macroscopici degli impianti.

La crescente prevalenza della malattia perimplantare dovuta all'elevato numero di impianti dentali inseriti richiede un approccio prevedibile supportato da dati basati sull'evidenza per il trattamento delle superfici contaminate. I metodi di decontaminazione devono considerare che le superfici implantari più comunemente utilizzate presentano un alto grado di rugosità, che favorisce l'osteointegrazione, e che la quantificazione e la successiva eliminazione del biofilm batterico devono essere standardizzate senza causare danni superficiali significativi⁸. I metodi in vitro più comuni utilizzati per valutare la nanotopografia dei materiali dentali e la rugosità delle superfici implantari sono la profilometria meccanica e ottica 3D (a contatto e senza contatto) per l'analisi quantitativa e la microscopia elettronica a scansione (SEM) per la valutazione qualitativa 12,38,40. La complessità della misurazione e della ricerca della rugosità superficiale degli impianti è dovuta alla presenza di vuoti e imperfezioni senza alcun modello visibile esatto⁴¹.

I risultati del SEM del presente studio erano in accordo con i risultati precedenti secondo cui il trattamento con AA causava lievi cambiamenti superficiali^17,31, mentre un significativo appiattimento della topografia superficiale è stato osservato con curette in titanio²³. Il SEM fornisce una gamma dinamica utilizzando un campo visivo più ampio con una maggiore profondità di campo e un maggiore ingrandimento. I dettagli della superficie, come la struttura topografica e il contrasto del materiale, possono essere valutati fino a una risoluzione nanometrica. Tuttavia, il SEM non è una tecnica quantitativa a sé stante e si possono ottenere dati più affidabili quando viene combinato con altre tecniche quantitative, di cui la profilometria è il metodo più comune. Recentemente, la stereofotogrammetria^{3D 42} e l'innovativo software di analisi delle immagini basato sull'intelligenza artificiale⁴³ sono stati utilizzati per misurazioni quantitative SEM dirette.

In conclusione, entro i limiti, i risultati suggeriscono che la scelta del metodo di decontaminazione per le applicazioni cliniche dovrebbe essere determinata in base all'obiettivo finale del trattamento della perimplantite. Di conseguenza, mentre il sistema di polvere di eritritolo abrasivo ad aria sembra essere un'opzione più delicata per la superficie dell'impianto nelle terapie rigenerative e fornisce un'accessibilità e una decontaminazione più efficaci, le curette in titanio, che appiattiscono la superficie, possono essere raccomandate per lo sbrigliamento delle granulazioni dei tessuti molli perimplantari e nelle terapie resettive in cui la superficie dell'impianto viene lasciata esposta all'ambiente orale. Le punte in PEEK a ultrasuoni sono consigliate anche per la rimozione di depositi calcificati sulle creste della filettatura dell'impianto e sulle superfici transmucose lisce. L'uso combinato dei metodi di decontaminazione disponibili, piuttosto che il loro uso isolato, può rappresentare l'approccio più efficace.

Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.

Gli impianti utilizzati nello studio sono stati supportati da Dentsply Sirona.