The early stages of peri-implant bone formation play an essential role in the osseointegration and long-term success of dental implants. By incorporating bioactive coatings, this biofunctionalization of implant surfaces may enhance the attachment of the implant to the surrounding bone and stimulate bone regeneration.To demonstrate faster osseointegration, the surfaces of dental implants were grit-blasted and acid-etched. They were then coated with hydroxyapatite (HA) and experimental implants were further coated with a biomimetic active peptide (P-15) in one of two concentrations. These biofunctionalized samples and controls with no peptide were placed in the forehead region of 12 adult pigs. Six animals were evaluated for a period of 14 or 30 days.Histomorphometric analysis demonstrated that the implants with the high concentration of P-15 had significantly higher percentage of bone-to-implant contact (BIC) at 14 (P=0.018) and 30 (P=0.015) days compared with the other groups. Both concentrations of P-15 showed increased peri-implant bone density compared to the control group at 30 days.Biofunctionalization of the implant surface with a biomimetic active peptide leads to significantly increased BIC rates at 14 and 30 days and higher peri-implant bone density at 30 days.
Abstract Objectives The overall aim of the study was to investigate a biofunctionalized implant surface with electrochemically deposition of hydroxyapatite and the synthetic peptide (P‐15) and its effect on osseointegration. Material and methods Three modified implant types of ANKYLOS ® C/X implants were used; (1) machined implants used as negative control (M, n = 20), (2) implants with the FRIADENT ® plus surface (grit blasted and acid‐etched) used as positive control (P, n = 20), and (3) implants with a biomimetic surface consisting of hydroxyapatite and the synthetic 15 aminoacids containing peptide P‐15 ( BP , n = 40). The implants were randomly inserted in the mandibles of 10 beagle dogs following 4 months after tooth extraction (P1‐P4). Three animals were sacrificed 2 and 7 days after implant insertion, respectively, and four animals were sacrificed 6 months post implant insertion. Bone‐to‐implant contacts ( BIC s) were analyzed via histomorphometrical analyses at five different region of interests ( ROI s); two at the middle part on either side of the implant ( ROI 1/4), two at the apical part of the implant at each side ( ROI 2/3), and one at the tip of the implant ( ROI 5). Results All implant surfaces showed a high level of osseointegration and osteoconductivity. The cumulative implant survival rate ( CSR ) was 93.8%, 100% in the M, 85% in the P, and 95% in the BP group. No statistical difference in BIC s at ROI 1/4, 2/3, and 5 could be shown between implant types following 2 and 7 days of healing. BIC values increased in all groups over time. After 6 months of healing the BP group showed superiority in BIC in ROI 2/3 (73.2 ± 15.6%) compared to the P (48.3 ± 10.6%) and M group (66.3 ± 30.2%) with a significant difference between BP and P ( P = 0.002). Conclusion It is hypothesized, that the surface biofunctionalization improves peri‐implant bone formation and remodeling, leading to an increased bone‐to implant contact. However, within the limitations of the study set‐up no benefit in the early phase of osseointegration could be established for dental implants with P‐15 containing surface in this study.
Das antioxidative Potenzial eines roten Mehrfruchtsaftes mit hohem Anthocyan-/Polyphenolanteil wurde in zwei humanen Interventionsstudien mit Biomarkern oxidativer Zellschadigung und Zellantwort charakterisiert. Erganzend wurden ein Mehrfruchtsaftextrakt (ME) und ausgewahlte potentiell antioxidativ wirksame Mehrfruchtsaftinhaltsstoffe (Anthocyane) in in vitro-Experimenten untersucht. In einer Interventionsstudie nahmen 18 mannliche Probanden nach einer 3-wochigen Run-in-Phase uber vier Wochen taglich 700 mL eines anthocyanreichen Mischfruchtsaftes (TEAC 19,1 mmol/L Trolox) auf. Anschliesend folgte eine 3-wochige Wash-out-Phase ohne Saftaufnahme. Neun der 18 Probanden nahmen zusatzlich an einer zweiten Interventionsstudie mit identischem Design teil, jedoch unter Verwendung eines Kontrollsaftes, in dem die phenolische Fraktion weitgehend technologisch entfernt wurde. Wochentliche wurde Blut entnommen zur Bestimmung der Biomarker (oxidative) DNA-Schadigung, Lipidperoxidationsprodukte Malondialdehyd, Thiobarbitursaure-reaktive Substanzen und Isoprostane (Urin), Glutathionspiegel/-status und DNA-Bindungsaktivitat des Transkriptionsfaktors NFkappaB. Erganzend wurden die Konzentrationen der Carotinoide und des alpha-Tocopherols in Plasma bestimmt. In den in vitro-Experimenten kam ein zweistufiges Inkubationsprotokoll in humanen Blut- bzw. Kolonzelllinien (Jurkat, Caco-2) zur Anwendung: basierend auf einer 24 h bzw. 1 h Behandlung mit phenolischem Antioxidans, gefolgt von einer Induktion von oxidativem Stress (durch Menadion, 1 h bzw. tert-Butylhydroperoxid, 40 min), um eine pathologische in vivo Situation nachzustellen. Untersucht wurde neben der zellfreien Bestimmung der antioxidativen Kapazitat (TEAC), die Modulation (oxidativer) DNA-Schadigung und des ROS-Levels in der Zelle. Die Ergebnisse der Interventionsstudie mit Mehrfruchtsaft zeigten eine signifikante Abnahme oxidativer DNA-Schaden (p< 0,0005), Zunahme des tGSH-Spiegels (p< 0,0005) und Anstieg des Glutathionstatus (p< 0,05) wahrend der 4-wochigen Saftaufnahme im Vergleich zu den 3-wochigen Run-in-/Wash-out-Phasen. Eine signifikante Abnahme der Lipidperoxidation dagegen wurde nicht beobachtet. Es zeigte sich lediglich eine deutliche Tendenz zu einer Abnahme der Isoprostangehalte wahrend der Saftaufnahme. Eine Verringerung der DNA-Bindungsaktivitat von NFkappaB durch Saft war nicht nachweisbar. Die Plasmagehalte der Carotinoide und des alpha-Tocopherols, als mogliche und bekanntermasen antioxidativ wirksame Substanzen, blieben wahrend aller Interventionsphasen unverandert. Fur die beobachteten protektiven Effekte scheinen die phenolischen Substanzen des Mehrfruchtsaftes verantwortlich zu sein, da in der Studie mit Kontrollsaft keine Reduktion von oxidativen Schaden nachgewiesen werden konnte. Der ME zeigte eine ausgepragte antioxidative Kapazitat (4,64 mM Trolox) im zellfreien Testsystem. Der zellulare ROS-Level wurde in vitro durch den Extrakt (bei 100-250 µg/mL) signifikant verringert (p< 0,05). Oxidative DNA-Schaden in Jurkat-/Caco-2-Zellen wurden durch den Extrakt nicht signifikant vermindert; es zeigte sich lediglich die Tendenz einer protektiven Wirkung (bei 10 µg/mL). Von den vergleichend in Jurkat-Zellen getesteten Anthocyanidinen zeigten Malvidin und Delphinidin nach 24 h Inkubation kein Potenzial zur Verringerung von DNA-Schaden. Bei einstundiger Antioxidansbehandlung dagegen, konnte ein einheitlicher Trend einer protektiven Modulation (bei 10-100 µM) beobachtet werden. Zusammenfassend besitzt der flavonoid/polyphenolreiche rote Mischfruchtsaft ein eindeutiges Potential zur Verringerung oxidativer Zellschadigung in gesunden Probanden. Dieses geht, begrundet aus den Ergebnissen der Saft-/Kontrollsaftstudie, vermutlich auf die phenolische Fraktion des Saftes zuruck. Aufgrund der in vitro erhaltenen Daten kann die antioxidative Wirksamkeit jedoch nicht masgeblich auf die untersuchte Substanzgruppe der Anthocyane zuruckgefuhrt werden. Dies legt nahe, dass auch bisher nicht charakterisierte Substanzen/Stoffgruppen einen Beitrag zu der antioxidativen Wirksamkeit leisten.
Abstract Objective This study aimed at identifying the ideal concentration of a biofunctional surface coating of dental implants with a synthetic peptide (P‐15). In a previous study, P‐15 was shown to enhance osseointegration parameters. Material and methods Implants (modified ANKYLOS ® A8; FRIADENT Plus ® surface) with five different concentrations (0–400 μg/ml) of a P‐15 coating as well as uncoated controls were inserted in the frontal bone of 45 adult domestic pigs. The histomorphometric and microradiographic findings for the coated implants were compared to those for the uncoated ones after 7, 14, and 30 days. Results No significant differences were observed comparing the peri‐implant bone density between the coated and uncoated implants The bone‐to‐implant contact, as the primary histological parameter for osseointegration, showed high rates for all surfaces investigated (between 73.3 ± 17.9% for the control and 81.9 ± 15.2% for P15 20 μg/ml after 30 days). Conclusions No significant benefit on osseointegration of a biofunctional P‐15 coating of dental implants could be displayed in the present study.
