チタンインプラントの骨統合に及ぼす表面特性の影響．ミニチュアブタを用いた組織形態学的研究.

Influence of surface characteristics on bone integration of titanium implants. A histomorphometric study in miniature pigs.

• D Buser
• R K Schenk
• S Steinemann
• J P Fiorellini
• C H Fox
• H Stich

抄録

本研究の目的は、異なる表面特性がチタンインプラントの骨統合に及ぼす影響を評価することであった。6種類の異なる表面を持つ中空円筒型インプラントを6匹のミニチュアブタの脛骨と大腿骨の骨幹部に埋入した。3週間と6週間後、周囲の骨と一緒にインプラントを除去し、未石灰化の横断面で分析した。組織学的検査の結果、すべてのインプラントで骨とインプラントが直接接触していることが明らかになった。しかし、形態学的分析では、海綿骨で測定した場合、骨とインプラントの接触率に有意な差があることが示された。電解研磨されたインプラント、サンドブラストや酸漬け（中粒；HF/HNO3）のインプラント表面は、骨とインプラントの接触率が最も低く、平均値は20～25％であった。サンドブラスト処理された大粒径のインプラントとチタンプラズマスプレー処理されたインプラントでは、平均骨接触率が30～40％であった。骨とインプラントの界面の最も高い範囲は、サンドブラストと酸の攻撃を受けた表面（大グリット；HCl/H2SO4）で平均値が50〜60％、ヒドロキシラパタイト（HA）コーティングされたインプラントで平均値が60〜70％であった。しかし、HAコーティングは一貫して再吸収の兆候を示した。骨とインプラントの界面の程度は、インプラント表面の粗さの増加と正の相関があると結論づけられる。

The purpose of the present study was to evaluate the influence of different surface characteristics on bone integration of titanium implants. Hollow-cylinder implants with six different surfaces were placed in the metaphyses of the tibia and femur in six miniature pigs. After 3 and 6 weeks, the implants with surrounding bone were removed and analyzed in undecalcified transverse sections. The histologic examination revealed direct bone-implant contact for all implants. However, the morphometric analyses demonstrated significant differences in the percentage of bone-implant contact, when measured in cancellous bone. Electropolished as well as the sandblasted and acid pickled (medium grit; HF/HNO3) implant surfaces had the lowest percentage of bone contact with mean values ranging between 20 and 25%. Sandblasted implants with a large grit and titanium plasma-sprayed implants demonstrated 30-40% mean bone contact. The highest extent of bone-implant interface was observed in sandblasted and acid attacked surfaces (large grit; HCl/H2SO4) with mean values of 50-60%, and hydroxylapatite (HA)-coated implants with 60-70%. However, the HA coating consistently revealed signs of resorption. It can be concluded that the extent of bone-implant interface is positively correlated with an increasing roughness of the implant surface.