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賴泓璋 醫師

汐止蒔美院長/三重蒔美主治醫師/板橋蒔美主治醫師

植牙要快速達到骨整合,和植體本身的特殊親水性材質有關,植體置入後,免疫系統的初期發炎反應是影響傷口癒合時間與植體成功的關鍵因素。現在,就讓我們透過這份研究,來探討鈦表面的親水性對人類嗜中性白血球反應的影響。

Investigating the Response of Human Neutrophils to Hydrophilic and Hydrophobic Micro-Rough Titanium Surfaces
Karim El Kholy,1,2,* Daniel Buser,3 Julia-Gabriella Wittneben,4 Dieter D. Bosshardt,3 Thomas E. Van Dyke,1,2 and Michael J. Kowolik5

探討人類嗜中性白血球對親水性及疏水性微粗糙鈦植體表面的反應

研究目的:

已有許多處理技術可改變鈦植體的表面形貌與化學特性,以提升細胞反應並縮短癒合時間,但迄今為止,多數研究仍將重心放於後期發生在植體周圍的骨癒合上。事實上,植體置入後免疫系統的初期發炎反應,是影響傷口癒合時間與植體成功的關鍵因素。其中,嗜中性白血球作為發炎反應的第一線防禦細胞,除了具有清除病菌的功能外,卻也可能對鄰近組織造成傷害。適度的白血球作用,有利於傷口癒合的發展,但過度活化與促發時,氧化爆發(respiratory burst)過程所釋放的氧自由基(oxygen radicals)也可能對組織造成傷害,而延後傷口癒合的時間。

本研究的目是透過監測氧自由基產生的情況,來探討鈦表面的親水性對人類嗜中性白血球反應的影響。

方法與材料:

使用雙重蔗糖梯度法(double sucrose gradient method)將嗜中性白血球從血沉棕黃層(buffy coat) 中分離出來。在本實驗中,所有植體皆經噴砂、酸蝕處理,但包含親水性與疏水性兩種不同的表面特性。用以探討植體在與人類血清接觸或不接觸的情況下,親水性與疏水性表面對白血球細胞反應的影響。

因此,本次實驗共可分為六組,包括兩種不同的植體表面、植體是否與血清接觸,以及兩組對照組:僅具有細胞的主動對照(active control)與不具有細胞的被動對照(passive control)。

由於白血球吞噬細菌時有發光特性,本次研究採用靈敏度高的化學發光分析法(Chemiluminescence) 來測定氧自由基的含量,並以ANOVA分析數值差異。而每組的兩個樣本也使用掃描式電子顯微鏡進行觀察。

研究結果:

在植體沒有接觸血清的情況中,白血球細胞對親水性與疏水性表面的反應無顯著差異。

然而,在植體有接觸血清的情況中,相比疏水性表面,親水性表面之兩項測定值(Active CL、Mean CL)皆有顯著降低。(見下表1及圖1~2)

本次研究中發現「Cells+CMR+Serum」在植體有接觸血清的情況中,親水性表面之測定值是相對較低的,也代表會影響組織破壞的“氧化爆發”的數值相對較低。

截圖 2021-10-13 下午2.43.00

表1:六組的各項測定結果(MR:表面經噴砂加酸蝕處理的疏水性植體 / CMR:表面經噴砂加酸蝕處理的親水性植體)

2

圖1:active CL

未命名設計 (2)

圖2:mean CL

從以上表格圖1、圖2可以看出看出「Cells+CMR+Serum 」在植體有接觸血清(Serum)的情況中,親水性表面(CMR)之CL測定值是相對較低的。

結論:

SLActive®親水性特殊處理對於骨整合及傷口癒合有相當大的幫助,親水性植體提供早期癒合較好的條件,可提升血清中蛋白質的吸附,避免過度刺激免疫細胞反應,減少氧化爆發與氧自由基的形成,進而降低對組織的破壞。這樣的結果可解釋為何親水鈦金屬植體能達到較快速的傷口癒合及骨整合。

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