Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.22
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 3, July-September, p. 365–372

Publication type: original article

Language: Polish

Zalety i ograniczenia związane z zastosowaniem materiałów wszczepowych w leczeniu zapaleń przyzębia ze szczególnym uwzględnieniem krzemowej pochodnej hydroksyetylocelulozy

Advantages and Limitations of Using Graft Materials in Periodontal Treatment with Particular Regard to Silated Hydroxyethylcellulose

Beata Wierucka-Młynarczyk1,, Hanna Hüpsch-Marzec1,, Magdalena Kubicka-Musiał1,

1 Zakład Chorób Przyzębia i Błony Śluzowej Jamy Ustnej Katedry Stomatologii Zachowawczej z Endodoncją Śląskiego Uniwersytetu Medycznego

Streszczenie

Wprowadzenie. Wykorzystanie różnych materiałów wszczepowych w medycynie rozpoczęło się wprawdzie przed wiekami, ale początków obecnego dynamicznego rozwoju można dopatrywać się dopiero w XX w.
Cel pracy. Przedstawienie rysu historycznego oraz najnowszych trendów dotyczących chirurgicznego leczenia zapaleń przyzębia z implantacją materiałów wszczepowych: autogennych, allogennych, heterogennych i alloplastycznych. Wśród materiałów alloplastycznych zwrócono uwagę na krzemową pochodną hydroksyetylocelulozy i możliwości jej zastosowania w stomatologii.
Materiał i metody. Krzemowa pochodna hydroksyetylocelulozy (SIL-HEC) została opracowana w Katedrze Fizykochemii i Technologii Polimerów Politechniki w Gliwicach pod kierownictwem prof. Mieczysława Łapkowskiego. Badany polimer tworzy przestrzenną sieć zbudowaną z łańcuchów hydroksyetylocelulozy powiązanych ze sobą grupami krzemowymi i zawieszonych w środowisku wodnym, co umożliwia penetrację nowo powstającej kości do wnętrza polimeru. Materiał jest po cyklu badań przedklinicznych.
Wyniki. Wyniki badań wskazują, że w przyszłości będzie można wykorzystać sieć krzemowej pochodnej hydroksyetylocelulozy jako materiał zawieszający dla wszczepów alloplastycznych, ułatwiając ich aplikację. Taki kompozyt mógłby znaleźć zastosowanie w periodontologii, chirurgii szczękowo-twarzowej oraz w endodoncji.
Wnioski. Na podstawie zebranego piśmiennictwa widać, że poszukiwania idealnego materiału wszczepowego w leczeniu zapaleń przyzębia nadal trwają.

Abstract

Background. Even though use of various implant materials in medicine originated ages ago, it was not until the 20th century since that branch observed the beginning of dynamical growth in development.
Objectives. The aim of the study was to draw a historical sketch and present new trends in autogenic, allogeneic, heterogenic and alloplastic implant materials used for periodontal surgical treatment.
Material and Methods. Among the available alloplastic materials, particular attention was drawn to silated hydroxyethyl cellulose and possibilities of its use in dentistry. Silated hydroxyethyl cellulose (SIL-HEC) was designed at the Department of Physiochemistry and Polymer Technology of the Silesian University of Technology in Gliwice by a team led by prof. Mieczysław Łapkowski. The designed polymer creates a spatial network of hydroxyethylcellulose chains that are bound to each other with silicon groups and suspended in water environment, which allows the newly generated bone to penetrate the inner area of the polymer. The material has undergone a clinical research cycle.
Results. Results of that research indicate that in future it will be possible to use silated hydroxyethylcellulose networks as a suspension material for alloplastic implants, simultaneously making their application easier. Such composite material could also prove useful in periodontics, face and jaw surgery and endodontics.
Conclusion. Collected literature shows that the search for an ideal implant material in periodontitis treatment continues caries.

Słowa kluczowe

materiały wszczepowe, zapalenie przyzębia, ubytki kostne, regeneracja przyzębia, krzemowa pochodna hydroksyetylocelulozy

Key words

bone graft materials, periodontitis, periodontal bone defects, regenerative therapy, silated hydroxyethylcellulose

References (64)

  1. Kuś H., Góra G.: Materiały i wyroby biomedyczne. Polim. Med. 1979, 9, 19–30.
  2. Kawecki K., Kędra H., Kuś H.: Współczesne poglądy na onkogenne działanie materiałów alloplastycznych w chirurgii. Pol. Tyg. Lek. 1967, 22, 1622–1625.
  3. Becker R., Neumann G.: Application of polyurethanes to medical use. Chem. Stos. 1990, 34, 23–30.
  4. Kopecek J.: Soluble biomedical polymers. Polim. Med. 1977, 7, 191–220.
  5. Paluch D.: Badania porównawcze in vitro działania toksycznego wyciągów wodnych z tworzyw sztucznych w testach biologicznych na żywych komórkach. Polim. Med. 1982, 12, 79–128.
  6. Kuś H.: In vivo testing of biocompatibility of biomedical polymers – 28 years experience. Polim. Med. 1988, 18, 110–112.
  7. Pihut M., Wiśniewska G.: Zagadnienia biokompatybilności i osteointegracji we współczesnej protetyce. Prot. Stomatol. 1996, 46, 28–32.
  8. Jaworski Z., Kuś H.: Wskazania do użycia wszczepów alloplastycznych z tworzyw sztucznych. Polim. Med. 1974, 4, 169–170.
  9. Bowers G.M., Granet M., Stevens M., Emerson J., Corio R., Melloning J., Lewis S.B.: Histologic evaluation of new attachment in humans. A preliminary report. J. Periodontol. 1985, 56, 381–396.
  10. Ellegaard B., Karring T., Listgarten M., Löe H.: New attachment after treatment of interradicular lesions. J. Periodontol. 1973, 44, 209–217.
  11. Galgut P.N., Waite I.M., Brookshaw J.D., Kingston C.P.: A 4-year controlled clinical study into the use of ceramic hydroxylapatite implant material for the treatment of periodontal bone defects. J. Clin. Periodontol. 1992, 19, 570–577.
  12. Hawley Ch.E., Miller J.: A histologic examination of a free osseous autograft. J. Periodontol. 1975, 46, 289–293.
  13. Döri F., Huszar T., Nikolidakis D., Tihanyi D., Horvath A., Arweiler N.B., Gera I., Sculean A.: Effects of platelet-rich plasma on the healing of intrabony defects treated with beta tricalcium phosphate and expanded polytetrafluoroethylene membranes. J. Periodontol. 2008, 79, 660–669.
  14. Freemen E., Turnbull R.S.: The value of osseous coagulum as a graft material. J. Periodont. Res. 1973, 8, 229–236.
  15. Lang N.P., Karring T., Lindhe J.: Chemicals in Periodontology „Proceedings of the 2nd European Workshop on Peiodontology”. Quintessence Books 1996, 313–352.
  16. Krzymański G.: Wstępna ocena złożonych przeszczepów autogennego szpiku i hydroksyapatytu użytych do odbudowy zanikłych wyrostków zębodołowych szczęk. Czas. Stomatol. 1994, 47, 848–855.
  17. Schallhorn R.G.: Postoperative problems associated with iliac transplants. J. Periodontol. 1972, 43, 3–9.
  18. Bowers G.M., Chadroff B., Carnevale R., Melloning J., Corio R., Emerson J., Stevens M., Romberg E.: Histologic evaluation of new attachment apparatus formation in humans. Part II. J. Periodontol. 1989, 60, 675–682.
  19. Moskow B.S., Karsh F., Stein S.D.: Histological assessment of autogenous bone graft. J. Periodontol. 1979, 50, 291–300.
  20. Listgarten M.A., Rosenberg M.M.: Histological study of repair following new attachment procedures in human periodontal lesions. J. Periodontol. 1979, 50, 333–344.
  21. Hiatt W.H., Schallhorn R., Aaronian A.J.: The induction of new bone and cementum formation. J. Periodontol. 1978, 49, 495–512.
  22. Cross W.G.: Bone implants in periodontal diseases – a further study. J. Periodontol. 1957, 28, 184–191.
  23. Adams D.H., Edgar W.M.: Transmission of agent of Creutzfeldt-Jakob disease. Br. Med. J. 1978, 3, 987.
  24. Angermann P., Jepsen O.B.: Procurement, banking and decontamination of bone and collagenous tissue allografts: guidelines for infection control. J. Hosp. Infect. 1991, 17, 159–169.
  25. Craig L., Gher M.E., Quintero G., Lafferty T.A.: A comparison of polylactic acid granules and decalcified freeze-dried bone allograft in human periodontal osseous defects. J. Periodontol. 1993, 64, 103–109.
  26. Ganeles J., Listgarten M.A., Evian C.I.: Ultrastructure of durapatite-periodontal tissue interface in human intrabony defects. J. Periodontol. 1986, 57, 133–140.
  27. Banach J., Dembowska E., Górska R., Jańczuk Z., Konopka T., Szymańska J., Ziętek M.: Praktyczna periodontologia kliniczna, Wydawnictwo Kwintesencja, Warszawa 2004, 186–197.
  28. Callan D.P., Rohrer M.D.: Use of bovine-derived hydroxyapatite in the treatment of edentulous ridge defects: a human clinical and histologic case report. J. Periodontol. 1993, 64, 575–582.
  29. Meffert R.M., Thomas J.R., Hamilton K.M., Brownstein C.N.: Hydroxylapatite as an alloplastic graft in the treatment of human periodontal osseous defects. J. Periodontol. 1985, 56, 63–73.
  30. Ferraro J.W.: Experimental evaluation of ceramic calcium phosphate as a substitute for bone grafts. Plast. Reconstr. Surg. 1979, 63, 634–640.
  31. Nery E.B., Lynch K.L.: Preliminary clinical studies of bioceramic in periodontal osseous defects. J. Periodontol. 1978, 49, 523–527.
  32. Cui P., Ohsaki K., It K., Tenshin S., Kawata T.: Subcutaneous tissue reaction to synthetic auditory ossicle (Apaceram®) in rats. J. Laryngol. Otol. 1995, 109, 14–18.
  33. Kawaguchi H., Ogawa T., Okamoto M., Akisaka T.: Ultrastructural and ultracytochemical charateristics of multinucleated cells after hydroxyapatite implantation into rat periodontal tissue. J. Periodont. Res. 1992, 27, 48–54.
  34. Arentowicz G., Halczy-Kowalik L.: Wgajanie się wszczepu wewnątrzkostnego. Czas. Stomatol. 1992, 45, 597–601.
  35. Ziętek M., Gedrange T., Mikulewicz M.: Long term evaluation of biomaterial application in surgical treatment of periodontics. J. Physiol. Pharmacol. 2008, 59, Suppl. 5, 81–86.
  36. Konopka T., Ziętek M., Radwan-Oczko M., Potoczek J.: Ocena hydroksylapatytu jako alloplastycznego wszczepu w leczeniu zapaleń przyzębia. Wrocł. Stomatol. 1994, 175–181.
  37. Knychalska-Karwan Z., Pawlicki R., Fijał D., Kwapińska H.: Zastosowanie krakowskiej bioceramiki hydroksyapatytowej w leczeniu hipoplazji szkliwa. Magazyn Stomatol. 1995, 5, 5, 21–23.
  38. Hamamoto N., Hamamoto Y., Nakajima T., Ozawa H.: Histological, histocytochemical and ultrastructural study on the effects of surface charge on bone formation in the rabbit mandible. Arch. Oral. Biol. 1995, 40, 97–106.
  39. Konopka T., Ziętek M.: Kliniczne wyniki sterowanej regeneracji tkanek przyzębia. Stomatol. Współczesna 1996, 3, 5, 373–378.
  40. Sautier J.M., Nefussi J.R., Forest N.: Surface-reactive biomaterials in osteoblast cultures: an ultrastructural study. Biomaterials 1992, 13, 400–402.
  41. Zaner D.J., Yukna R.A.: Particle size of periodontal bone grafting materials. J. Periodontol. 1984, 55, 406–409.
  42. Froum S.J., Kushner L., Scopp I.W., Stahl S.S.: Human clinical and histologic responses to Durapatite implants in intraosseous lesions. Case reports. J. Periodontol. 1982, 53, 719–725.
  43. Dewan P., Byard R.W.: Histological response to injected Polytef and Bioplasique in a rat model. Br. J. Urol. 1994, 73, 370–376.
  44. Frame J.W., Rout P.G.J., Browne R.M.: Ridge augmentation using solid and porous hydroxylapatite paricles with and without autogenous bone or plaster. J. Oral Maxillofac. Surg. 1987, 45, 771–777.
  45. Galgut P.N.: A technique for treatment of extensive periodontal defects: a case study. J. Oral Rehabil. 1994, 21, 27–32.
  46. Novales A.B.Jr., Gutierrez F.G., Francischetto I.F., Novales A.B.: Bacterial colonization of external and internal sulci and of cellulose membranes at time of retrieval. J. Periodontol. 1995, 66, 864–869.
  47. Matthew I.R., Browne R.M., Frame J.W., Millar B.G.: Subperiosteal behaviour of alginate and cellulose wound dressing materials. Biomaterials 1995, 16, 275–278.
  48. Dönges R.: Non-ionic celulose ethers. Br. Polimer J. 1990, 23, 315–326.
  49. Knychalska-Karwan Z.: Przyczynek do badań nad hydroksyapatytem. Magazyn Stomatol. 1997, 7, 10, 19–24.
  50. Shen K., Gangloff R.K.: Collagen tube containers: an affective means of controlling particulate hydroxyapatite implants. J. Prosthetic Dent. 1986, 56, 65–70.
  51. Trombelli L., Farina R., Franceschetti G., Calura G.: Single flap approach with buccal access in periodontal reconstructive procedures. J. Periodonol. 2009, 80, 353–360.
  52. Schwarz F., Bieling K., Latz T., Nuesry E., Becker J.: Healing of intrabony periimplantitis defects following application of nanocrystalline hydroxyapatite (OstimTM) or a bovine-derived xenograft (Bio-OssTM). A case series. J. Clin. Periodontol. 2006, 33, 491–499.
  53. Wierucka-Młynarczyk B., Bulek-Juranek G., Kubicka-Musiał M., Hüpsch-Marzec H.: Application of silated hydroxyethylcellulose as a carrier of alloplastic implantation materials – pre-clinical examinations. Pol. J. Environ. Stud. 2007, 6, C, 329–332.
  54. Sarment D.P., Cooke J.W., Miller S.E., Jin Q., McGuire M.K., Kao R.T., McClain P.K., McAllister B.S., Lynch S.E., Giannobile W.V.: Effect of rhPDGF-BB on bone turnover during periodontal repair. J. Clin. Periodontol. 2006, 33, 135–140.
  55. Oi Y., Ota M., Yamamoto S., Shibukawa Y., Hamada S.: β-tricalcium phosphate and basic fibroblast growth factor combination enhances periodontal regeneration on intrabony defects in dog. Dent. Mater. J. 2009, 28, 162–169.
  56. Clergeau L.P., Danan M., Clergeau-Guerithault S., Brion M.: Healing response to anorganic bone implantation in periodontal intrabony defects in dogs. Part I. Bone regeneration. A microradiographic study. J. Periodontol. 1996, 67, 140–149.
  57. Zafiropoulos G-G.K., Hoffmann O., Kasaj A., Willershausen B., Weiss O., Van Dake T.E.: Treatment of intrabony defects using guided tissue regeneration and autogenous spongiosa alone or combined with hydroxyapatite/β-tricalcium phosphate bone substitute or bovine-derived xenograft. J. Periodontol. 2007, 78, 2216–2225.
  58. Harnack L., Boedeker R.H., Kurtulus I., Boehm S., Gonzales J., Meyle J.: Use of platelet-rich plasma in periodontal surgery – a prospective randomized double blind clinical trial. Clin. Oral Invest. 2009, 13, 179–187.
  59. Sculean A., Windisch P., Szendröi-Kiss, Horvath A., Rosta P., Becker J., Gera I., Schwarz F.: Clinical and histological evaluation of an enamel matrix derivative combined with biphasic calcium phosphate for treatment of human intrabony periodontal defects. J. Periodontol. 2008, 79, 1991–1999.
  60. Döri F., Arweiler N.B., Gera I., Sculean A.: Clinical evaluation of an enamel matrix protein derivative combined with either a natural bone mineral or β-tricalcium phosphate. J. Periodontol. 2005, 76, 2236–2243.
  61. Bokan I., Bill J.S., Schlagenhauf U.: Primary flap closure combined with Emdogain® alone or Emdogain® and Cerasorb® in the treatment of intra-bony defects. J. Clin. Periodontol. 2006, 33, 885–893.
  62. Jepsen S., Topoli H., Heinz B., Teich M., Hoffmann T., Al-Machot E., Meyle J., Jervoe-Storm P-M.: Clinical outcomes after treatment of intra-bony defects with EMD/synthetic bone graft or EMD alone: a multicentre randomized-controlled clinical trial. J. Clin. Periodontol. 2008, 35, 420–428.
  63. Crespi R., Capare P., Gherlone E.: Magnesium-enriched hydroxyapatite compared to Calcium Sulfate in the healing of human extraction sockets: radiographic and histomorphometric evaluation at 3 month. J. Periodontol. 2009, 80, 210–218.
  64. Shirakata Y., Setoguchi T., Machigashira M., Matsuyama T., Furuichi Y., Hasegawa K., Yoshimoto T., Izumi Y.: Comparison of injectable calcium phosphate bone cement grafting and open flap debridement in periodontal intrabony defects: a randomized clinical trial. J. Periodontol. 2008, 79, 25–32.