Гистологическое и гистоморфометрическое исследование имплантатов PEEK с наночастицами SiO₂ и их влияние на остеоинтеграцию у кроликов

ВВЕДЕНИЕ. Металлические, полимерные и керамические имплантаты являются примерами биосовместимых имплантатов, которые часто рекомендуются для улучшения остеоинтеграции и стимуляции формирования костной ткани.

ЦЕЛЬ. Повышение остеоинтеграции за счет разработки нового интерфейса, который формируется между костной тканью и полимерным компонентом. В этой работе на пластик PEEK (полиифенилсульфонэтилкетон) наносится покрытие из диоксида кремния.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Тридцати кроликам породы Новая Зеландия имплантировали в общей сложности шестьдесят имплантатов. У каждого кролика были по два имплантата в большеберцовой кости. Десять кроликов забивали на сроках 2, 4 и 6 недель после имплантации. Имплантат в левой большеберцовой кости был экспериментальным (покрыт диоксидом кремния), а в правой – контрольным (без покрытия). После окрашивания гематоксилином и эозином каждый срез подвергался гистологическому исследованию и гистоморфометрическому анализу для подсчета костных клеток (остеобластов, остеоцитов и остеокластов) и оценки площади вновь образованной кости.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В сравнении с контрольными группами, гистологические данные показали, что имплантаты PEEK с покрытием из диоксида кремния способствовали более быстрому росту кости, минерализации и ее созреванию. Различия по всем гистоморфометрическим параметрам костной ткани между контрольной и экспериментальной группами были высокими на всех этапах заживления.

ВЫВОДЫ. Согласно результатам исследования, нанопокрытие из диоксида кремния ускоряет остеоинтеграцию по сравнению с непокрытыми имплантатами, улучшает формирование костной ткани и повышает скорость заживления.

1. Liu Y., Rath B., Tingart M., Eschweiler J. Role of implants surface modification in osseointegration: A systematic review. J Biomed Mater Res A. 2020;108(3):470–484. https://doi.org/10.1002/jbm.a.36829

2. Jani G.H., Fatalla A.A. Surface Characterization of PEKK Modified by stron-tium – hydroxyapatite coating as implant material Via the magnetron sputtering Deposition technique. Journal of Baghdad College of Dentistry. 2022;34(2):25–36. https://doi.org/10.26477/jbcd.v34i2.3143

3. Oshida Y, Tuna EB, Aktören O, Gençay K. Dental implant systems. Int J Mol Sci. 2010;11(4):1580–678. https://doi.org/10.3390/ijms11041580

4. Alheeti O.A.R., Jani G.H., Qustanteen F.R. The effects of selenium nanoparticles on the osseointegration of a titanium implant in rabbits: A histomorphometric investigation. Dentistry 3000. 2024;12(2):730. https://doi.org/10.5195/d3000.2024.730

5. Papaspyridakos P., Mokti M., Chen C.J., Benic G.I., Gallucci G.O., Chronopoulos V. Implant and prosthodontic survival rates with implant fixed complete dental prostheses in the edentulous mandible after at least 5 years: a systematic review. Clin Implant Dent Relat Res. 2014;16(5):705–717. https://doi.org/10.1111/cid.12036

6. Frisardi G., Barone S., Razionale A.V., Paoli A., Frisardi F., Tullio A. et al. Biomechanics of the press-fit phenomenon in dental implantology: an image-based finite element analysis. Head Face Med. 2012;8(1):18. https://doi.org/10.1186/1746-160X-8-18

7. Kamil N.B., AL-Ghaban N.M., Aamery A. Osseointegration effects of whey protein (histological and histomorphological observations): An experimental study on rabbits. Journal of Baghdad College of Dentistry. 2023;35(3):28–36. https://doi.org/10.26477/jbcd.v35i3.3449

8. Kamil N.B., AL-Ghaban N.M. Evaluation of the effects of whey protein and moringa oleifera leaves extract mixture on osseointegration in rabbits. Iran Biomed J. 2023;28(2-3):82–89. https://doi.org/0.61186/ibj.4025

9. Jemat A., Ghazali M.J., Razali M., Otsuka Y. Surface modifications and their effects on titanium dental implants. Biomed Res Int. 2015;2015:791725. https://doi.org/10.1155/2015/791725

10. Goyal N., Kaur R. Effect of various implant surface treatments on osseointegration – A literature review. Indian J Dental Sci. 2012;4(1):154–157.

11. Rupp F., Liang L., Geis-Gerstorfer J., Scheideler L., Hüttig F. Surface characteristics of dental implants: A review. Dent Mater. 2018;34(1):40–57. https://doi.org/10.1016/j.dental.2017.09.007

12. Bosco R., Van Den Beucken J., Leeuwenburgh S., Jansen J. Surface engineering for bone implants: A trend from passive to active surfaces. Coatings. 2012;2(3):95–119. https://doi.org/10.3390/coatings2030095

13. Schupbach P., Glauser R., Bauer S. Al2O3 particles on titanium dental implant systems following sandblasting and acid-etching process. Int J Biomater. 2019;2019:6318429. https://doi.org/10.1155/2019/6318429

14. Owonubi S.J., Agwuncha S.C., Fasiku V.O., Mukwevho E., Aderibigbe B.A., Sadiku E.R., Bezuidenhout D. Biomedical applications of polyolefins. In: Ugbolue S.C.O. (ed.) Polyolefin Fibres. 2 nd ed. Elsevier Ltd.; 2017, pp. 517–538. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101132-4.00017-5

15. Durham J.W. 3 rd , Montelongo S.A., Ong J.L., Guda T., Allen M.J., Rabiei A. Hydroxyapatite coating on PEEK implants: Biomechanical and histological study in a rabbit model. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2016;68:723–731. https://doi.org/10.1016/j.msec.2016.06.049

16. Torres J.L., Gehrke S., Guirado J.L.C., Aristazábal L.F.R. Evaluation of four designs of short implants placed in atrophic areas with reduced bone height: A three-year, retrospective, clinical and radiographic study. Br J Oral Maxillofac Surg. 2017;55(7):703–708. https://doi.org/10.1016/j.bjoms.2017.05.012

17. Tomaszewski P.K., Lasnier B., Hannink G., Verkerke G.J., Verdonschot N. Experimental assessment of a new direct fixation implant for artificial limbs. J Mech Behav Biomed Mater. 2013;21:77–85. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2013.02.012

18. Jeong S.-M., Choi B.-H., Li J., Kim H.-S., Ko C.-Y., Jung J.-H. et al. Flapless implant surgery: an experimental study. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2007;104(1):24–28. https://doi.org/10.1016/j.tripleo.2006.11.034

19. Jawad S.N., Abdullah B.H. Computer assisted immunohistochemical score prediction via simplified image acquisition technique. J Bagh Coll Dent. 2017;29(1):83–88. https://doi.org/10.12816/0038631

20. Atsumi M., Park S.H., Wang H.L. Methods used to assess implant stability: current status. Int J Oral Maxillofac Implants. 2007;22(5):743–754.

21. Jassim M.M., Hamad T.I. In vitro assessment of some properties of biocompatable polymer dental implant consisting from poly ether ketone (Peek) and silicon carbide nanofiller. Indian J Public Health Res Dev. 2019;10(10):2772–2777. https://doi.org/10.5958/0976-5506.2019.03289.3

22. Ghiban B., Jicmon G., Coşmeleaţa G. Structural investigation of electrodeposited hydroxyapatite on titanium supports. Rom J Physiol. 2006;51;(1-2):187–196. Available at: https://rjp.nipne.ro/2006_51_1-2/0187_0196.pdf (accessed: 15.12.2025).

23. Ibrahim S.W., Al-Nakkash W.A., Al Ghaban N.M. Histological assessment of nano hydroxyapatite, chitosan and collagen composite coating on commercially pure dental implants in comparison with nanohyroxyapatite coating. Int J Sci Res. 2017;6(7):ART20175552. https://doi.org/10.21275/art20175552

24. Inzunza D., Covarrubias C., Von Marttens A., Leighton Y., Carvajal J.C., Valenzuela F. et al. Synthesis of nanostructured porous silica coatings on titanium and their cell adhesive and osteogenic differentiation properties. J Biomed Mater Res A. 2014;102(1):37–48. https://doi.org/10.1002/jbm.a.34673

25. Jani G.H., Al-Ameer S.S., Jawad S.N. Histological and histomorphometric analysis of strontium chloride coated commercially pure titanium implant compared with hydroxyapatite coating. Journal of Baghdad College of Dentistry. 2015;27(1):26–31. Available at: https://jbcd.uobaghdad.edu.iq/index.php/jbcd/article/view/631 (accessed: 15.12.2025).