Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.5
Average rejection rate (2021) – 81.35%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2010, vol. 47, nr 1, January-March, p. 23–29

Publication type: original article

Language: English

Comparative Analysis of Three Bone Substitute Materials Based on Co-Occurrence Matrix

Analiza porównawcza trzech materiałów kościozastępczych oparta na danych z macierzy zdarzeń

Marcin Kozakiewicz1,, Anna Marciniak-Hoffman1,, Marek Olszycki2,

1 Department of Maxillofacial Surgery, Medical University of Lodz, Poland

2 Department of Radiology, Medical University of Lodz, Poland

Abstract

Background. Nowadays, bone substitute materials have become more popular.
Objectives. This article covers the comparison of tree bone-substitute materials – ChronOS®, Cerasorb® and Straumann Bone Ceramic® (all pertain to β-tricalcium phosphates group), the quality of newly created bone was compared.
Material and Methods. For the purposes of this paper, the analysis of X-ray photographs of 110 patients was conducted. Intraoral periapical radiographs were made on the day of a surgery and 3, 6, 9 and 12 months after the surgery such as extraction, resection and cyst removal. In the comparative analysis co-occurrence matrix was used.
Results. The above-mentioned materials belong to the same group of tricalcium phosphates, but have different shape, size, and surface structure of granule, as a result of which there are slight differences in the bone regeneration activity observed during a few months post-operativelly. Moreover, Straumann Bone Ceramic contains hydroxylapatite, which is visible in all radiographic images during 12 months.
Conclusion. During 12 months of tests, only the place where ChronOS is applied does not differ from reference bone on radiographic images. Cerasorb and Straumann Bone Ceramic need longer period than 12 months in order to create a full-value bone.

Streszczenie

Wprowadzenie. Materiały kościozastępcze stają się obecnie coraz bardziej popularne.
Cel pracy. Porównanie 3 środków kościozastępczych – ChronOS®, Cerasorb® i Straumann Bone Ceramic® (wszystkie z grupy β-trójfosforanów wapniowych), pod względem jakości nowo powstałej kości.
Materiał i metody. W pracy dokonano analizy zdjęć RTG wykonanych u 110 pacjentów. Zdjęcia RTG zostały wykonane w dniu zabiegu oraz po 3, 6, 9 i 12 miesiącach po zabiegach, takich jak: ekstrakcja, resekcja lub usunięcie torbieli. W analizie porównawczej wykorzystano macierz zdarzeń.
Wyniki. Materiały te należą do jednej grupy β-trójwapniowych fosforanów, różnią się jednak między sobą kształtem, wielkością i strukturą powierzchni cząstek. Wpływa to na niewielkie zaobserwowane różnice w szybkości regeneracji kości w pierwszych miesiącach po zabiegu chirurgicznym. W składzie Straumann Bone Ceramic występuje ponadto hydroksyapatyt, który jest widoczny na wszystkich zdjęciach RTG z 12 miesięcy.
Wnioski. W ciągu 12 miesięcy badań tylko miejsce aplikacji materiału ChronOS nie różni się na zdjęciu RTG od kości referencyjnej. Cerasorb i Straumann Bone Ceramic potrzebują więcej czasu niż 12 miesięcy, aby uformowała się na ich miejscu nowa, pełnowartościowa kość.

Key words

bone substitute materials, β-tricalcium phosphates

Słowa kluczowe

materiały kościozastępcze, β-fosforany trójwapniowe

References (20)

  1. Antoun H., Chemaly C., Missika P.: Bone substitutes. In: Bone augmentation in oral implantology. Eds.: Khoury F., Antoun H., Missika P. Quintessence books Co, Ltd, London 2007, 341–372.
  2. Puchała P., Kucharski G., Jaremczuk B., Monkos-Jaremczuk E.: Przegląd biomateriałów na podstawie piśmiennictwa. TPS 2008, 10, 28–36.
  3. Kozakiewicz M., Klimek L.: Analiza powierzchni, składu chemicznego i fazowego materiału kościozastępczego ChronOs. Magazyn Stomatol. 2005, 15, 4, 30–33.
  4. Kozakiewicz M., Klimek L.: Analiza powierzchni, składu chemicznego i fazowego materiału kościozastępczego Cerasorb. Magazyn Stomatol. 2003, 9, 13, 44–47.
  5. Uchida A., Nade S.M.L., McCartney E.R., Ching W.: The use of ceramics for bone replacement. J. Bone Joint Surg. (Br.) 1984, 66, 269–275.
  6. Blitterswijk C.A., Grote J.J., Kuypers W.: Bioreactions at the tissue/hydroxyapatite apatite interface. Biomaterials 1985, 6, 243–251.
  7. Shimazaki K., Mooney V.: Comparative study of porous hydroxyapatite and tricalcium phosphate as bone substitute. J. Orthop. Res. 1985, 3, 301–310.
  8. Klein C.P.A.T., Drissen A.A., DeGroot K.: Biodegradation behaviour of various calcium phosphate material in bone tissue. J. Biomed. Mater. Res. 1983, 17, 769–784.
  9. Kozakiewicz M., Bogusiak K., Hanclik M., Denkowski M., Arkuszewski P.: Noise in subtraction images made from pairs of intraoral radiographs: a comparison between four methods of geometric alignment. Dentomaxillofac. Radiol. 2008, 37, 40–47.
  10. Dash M., Liu H.: Feature selection for classification Elsevier Science Inc. 1997 http://www−east.elsevier.com/ida/ browse/0103/ida00013/article.htm/
  11. Materka A., Strzelecki M.: Texture analysis methods – a review, COST B11 report (presented and distributed at MC meeting and workshop in Brussels, June 1998), Technical University of Lodz, Poland. Available from: http:// www.eletel.p.lodz.pl/programy/cost/pdf_1.pdf
  12. Materka A., Strzelecki M., Lerski R., Schad L.: Feature evaluation of texture test objects for magnetic resonance imaging. Workshop on Texture Analysis and Machine Vision, Oulu, Finland 1999, 13–19.
  13. Meyer U., Buchter A., Wiesmann H.P, Joos U., Jones D.B.: Basic reactions of osteoblasts on structured material surfaces. Eur. Cells Mat. 2005, 9, 39–49.
  14. Boyan B.D., Hummert T.W., Dean D.D., Schwartz Z.: Role of material surfaces in regulating bone and cartilage cell response. Biomaterials 1996, 17, 137–146.
  15. Meyer U., Meyer T., Jones D.B.: No mechanical role for vinculin in strain transduction in primary bovine osteoblasts. Biochem. Cell. Biol. 1997, 75, 81–87.
  16. Meyer U., Buchter A., Wiesmann H.P, Joos U., Jones D.B.: Basic reactions of osteoblasts on structured material surfaces. Eur. Cells Mat. 2005, 9, 39–49.
  17. Matlaga B.F., Yasenchak L.P., Salthouse T.N.: Tissue response to implanted polymers: the significance of sample shape. J. Biomed. Mater. Res. 1976, 10, 391–397.
  18. Misiek D.J., Kent J.N., Carr R.F.: Soft tissue responses to hydroxylapatite particles of different shapes. J. Oral Maxillofac. Surg. 1984, 42, 150–160.
  19. Hench L.L., Wilson J.: Surface-active biomaterials. Science 1984, 226, 630–636.
  20. Kozakiewicz M., Marciniak-Hoffman A., Denkowski M.: Long term comparison of application of two betatricalcium phosphates in oral surgery. Dent. Med. Probl. 2009, 46, 284–388.