Implant stability and marginal bone level of microgrooved zirconia dental implants: A 3-month experimental study on dogs

Abstract

Background/Aim. The modification of implant surfaces could affect mechanical implant stability as well as dynamics and quality of peri-implant bone healing. The aim of this 3-month experimental study in dogs was to investigate implant stability, marginal bone levels and bone tissue response to zirconia dental implants with two laser-micro-grooved intraosseous surfaces in comparison with nongrooved sandblasted zirconia and sandblasted, high-temperature etched titanium implants. Methods. Implant surface characterization was performed using optical interferometric profilometry and energy dispersive X-ray spectroscopy. A total of 96 implants (4 mm in diameter and 10 mm in length) were inserted randomly in both sides of the lower jaw of 12 Fox Hound dogs divided into groups of 24 each: the control (titanium), the group A (sandblasted zirconia), the group B (sandblasted zirconia plus microgrooved neck) and the group C (sandblasted zirconia plus all microgrooved). All the implants were immediately loaded. Insertion torque, periotest values, radiographic crestal bone level and removal torque were recorded during the 3-month follow-up. Qualitative scanning electon microscope (SEM) analysis of the bone-implant interfaces of each group was performed. Results. Insertion torque values were higher in the group C and control implants (p lt 0.05). Periotest values increased in all the periods in proportion to the extent of microgrooving as follows: the group C > the control > the group B > the group A (p lt 0.05). Radiographic measurements showed minimal crestal bone loss at 3 months for microgrooved zirconia implants (groups C and B) and control implants compared with the group A implants (p lt 0.05). The removal torque values increased with time for all the groups as follows: the group C > the control > the group B > the group A (p lt 0.05). SEM showed that implant surfaces of the groups B and C had an extra bone growth inside the microgrooves that corresponded to the shape and direction of the microgrooves. Conclusion. The addition of microgrooves to the entire intraosseous surface of zirconia dental implants enhances primary and secondary implant stability, promotes bone tissue in growth and preserves crestal bone levels.

Uvod/Cilj. Modifikacija površine implantata može uticati na njegovu mehaničku stabilnost kao i na dinamiku i kvalitet periimplantatnog koštanog zarastanja. Cilj ove tromesečne eksperimentalne studije na psima bio je da se ispita stabilnost implantata, nivo marginalne kosti i odgovor koštanog tkiva na cirkonijum endoosealne implantate sa dve intraosealne površine mikrostrukturirane laserom u poređenju sa peskiranim cirkonijum implantatima čija površina nije mikrostrukturirana kao i sa titanijum implantatima čije su površine peskirane i nagrižene visokom temperaturom. Metode. Karakterizacija površine implantata učinjena je optičkom interferometrijskom profilometrijom i analizom energetskog spektra pri difrakciji X-zračenja. Ukupno 96 implantata (prečnika 4 mm i dužine 10 mm) ugrađeno je nasumično i obostrano u donju vilicu kod 12 pasa (lisičara) i podeljeno u četiri grupe po 24: kontrolna (titanijum implantati); grupa A (peskirani cirkonijum implantati); grupa B (peskirani cirkonijum implantati sa mikrokanalima u koronarnoj trećini); grupa C (peskirani cirkonijum implantati sa mikrokanalima duž cele površine). Svi implantati su odmah opterećeni. Meren je obrtni momenat pri ugradnji implantata, vrednosti periotesta, radiografski nivo marginalne kosti i obrtni moment za uklanjanje implantata tokom tromesečnog perioda praćenja. Međuspoj kosti i implantata iz svake grupe ispitivan je kvalitativnom skenirajućom elektronskom mikroskopijom (SEM). Rezultati. Veći obrtni momenat zabeležen je pri ugradnji implantata kod grupe C i kontrolne grupe (p lt 0,05). U ispitivanom vremenskom periodu, vrednosti periotesta uvećavale su se srazmerno obimu mikrostrukturiranja površine i to: grupa C > kontrolna grupa > grupa B > grupa A (p lt 0,05). Radiografskom analizom utvrđen je minimalni gubitak marginalne kosti u trećem mesecu praćenja oko cirkonijum implantata sa mikrokanalima (grupa B i C) i kontrola u poređenju sa implantatima grupe A (p lt 0,05). Vrednosti obrtnog momenta za uklanjanje implantata vremenom su se uvećavale u svim grupama na sledeći način: grupa C > kontrolna grupa > grupa B > grupa A (p lt 0,05). Kod implantatnih površina grupa B i C, SEM je pokazala dodatni rast koštanog tkiva unutar mikrokanala koji odgovara njihovom obliku i pravcu. Zaključak. Formiranje mikrokanala duž cele intraosealne površine cirkonijum endoosealnih implantata povećava primarnu i sekundarnu implantatnu stabilnost, podstiče urastanje koštanog tkiva i održava nivo marginalne kosti.