Masticatory performance with different types of rehabilitation of the edentulous mandible

Abstract Aim: To compare the masticatory performance associated with different rehabilitation strategies for patients with edentulous mandibles. Methods: one portion of the test food "Optocal" was provided to groups: Natural Dentition (n = 15), Mandibular Fixed Implant-Supported Prosthesis with Maxillary Fixed Prosthesis (n = 8), Mandibular Fixed Implant-Supported Prosthesis with Maxillary Removable Prosthesis (n = 14), Mandibular Implant-Retained Overdenture with Maxillary Removable Prosthesis (n = 16), and Complete Dentures (n = 16). The portion was collected after 40 chewing strokes, and then passed through a stack of eight sieves with decreasing apertures. Masticatory performance was determined by weighing the portion of food on each sieve. Results: the masticatory performance was: 71.00% for Natural Dentition, 41.57% for Mandibular Fixed Implant-Supported Prosthesis with Maxillary Fixed Prosthesis, 31.44% for Mandibular Fixed Implant-Supported Prosthesis with Maxillary Removable Prosthesis, 27.70% for Mandibular Implant-retained Overdenture, and 14.33% for Complete Dentures. The data were statistically compared using Student's t-test (p < 0.05). Natural Dentition and Complete Denture groups were statistically different from all other groups, with the Natural Dentition and Complete Denture groups exhibiting the highest and lowest masticatory performance values, respectively. Conclusions: Osseointegrated implants improved the masticatory performance of all implant-supported groups compared to the Complete Dentures group.

Efeitos da diferenciação de células-tronco mesenquimais humanas sobre superfícies de implantes hidrofílicas / Effect of hydrophilic implant surfaces on differentiation of human mesenchymal stem cells

Novas superfícies de implantes foram desenvolvidas para melhorar o processo de osseointegração guiando principalmente a diferenciação de células-tronco mesenquimais humanas (CTMh) em osteoblastos. Este estudo avaliou o efeito de diferentes superfícies de implantes na diferenciação de CTMh em osteoblastos. Uma nova superfície de implante (Acqua) foi comparada com a superfície NeoPoros. As CTMh foram cultivadas em discos de titânio preparados com duas superfícies, e experimentos diferentes foram realizados para avaliar a viabilidade celular, a proliferação, a atividade de fosfatase alcalina, a mineralização e a expressão dos genes relacionados aos osteoblastos. Além disso, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoelétrons de raio X foram feitas para avaliar a composição química e a topografia das superfícies. Após três e sete dias, a superfície Acqua mostrou níveis mais altos de proliferação celular, quando comparada com a superfície NeoPoros (p < 0,05). A atividade da fosfatase alcalina foi seis vezes maior na superfície Acqua após 14 dias de cultura celular (p < 0,05). Além disso, a quantidade de cálcio depositado nas superfícies, devido ao processo de mineralização, foi o dobro na superfície Acqua após 14 e 28 dias (p < 0,05). Para a análise da expressão gênica, os níveis de mRNA do genes da fosfatase alcalina (ALP) e sialoproteína óssea (BSP) foram maiores para Acqua aos três, sete e 14 dias, em comparação com a superfície NeoPoros. Dentro das limitações deste estudo, a superfície Acqua foi capaz de induzir melhor diferenciação das CTMh em osteoblastos, comparadas com a superfície NeoPoros. Uma maior expressão de genes marcadores de osteoblastos, bem como maior atividade de fosfatase alcalina e teor de cálcio, foram observados para a superfície Acqua...

New implant surfaces have been developed to improve the osseointegration process mainly guiding the differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSC) into osteoblasts. This study evaluated the effect of different implant surfaces in hMSC differentiation into osteoblasts. A novel implant surface (Acqua) was compared to Neoporos surface. hMSCs were cultured on titanium disks prepared with the two different surfaces and experiments to evaluate cell viability and proliferation, alkaline phosphatase activity, mineralization and gene expression of osteoblast marker genes were conducted. Also, scanning electron microscopy and X-ray Photoelectron Spectroscopy were conducted to evaluate the topography and chemical composition of both surfaces. After three and seven days, Acqua surface showed higher levels of cell proliferation compared to Neoporos surface (p < 0.05). Alkaline phosphatase activity was 6-fold higher on Acqua surface after 14 days of cell culture (p < 0.05). Also, the amount of calcium deposited on the surfaces due to the mineralization process was 2-fold higher for Acqua surface after 14 and 28 days (p < 0.05). For gene expression analysis, alkaline phosphatase (ALP) and bone sialoprotein (BSP) mRNA levels were higher for Acqua at three, seven and 14 days compared to Neoporos surface. Within the limitations of this study, the Acqua surface was able to better induce the differentation of hMSCs into osteoblasts compared to the Neoporos surface. Higher expression of osteoblast marker genes as well as higher alkaline phosphatase activity and calcium content were observed for Acqua...

Avaliação do comportamento de células mesenquimais humanas sobre superfícies de implantes dentários / Evaluation of differentiation and mineralization of human mesenchymal cells plated on dental implant surfaces

O objetivo deste estudo foi avaliar uma superfície de implante dentário compatível biologicamente e que aumente a resposta celular de osteoblastos de maneira a estimular o processo de diferenciação do tecido ósseo. Neste estudo foram utilizados discos de titânio comercialmente puro (cpTi) grau IV (6,0 mm x 1,0 mm) divididos em três grupos. Estes discos foram somente usinados (grupo U) ou usinados e subsequentemente tratados com ataque ácido (grupo Ac) ou usinado, jateamento e ataque ácido (grupo J/Ac). Células mesenquimais humanas indiferenciadas foram cultivadas sobre os discos e diferenciadas em osteoblastos. Os níveis de expressão de genes relacionados à diferenciação do tecido ósseo (Fostatase Alcalina-ALP; Sialoproteína Óssea-BSP; e Runx2) foram avaliados após sete e 21 dias através de PCR-tempo real (o gene GAPDH foi utilizado como controle endógeno). Após 35 dias avaliou-se a formação de nódulos de mineralização corados com Alizarin Red S. Observou-se um aumento relativo nos níveis de expressão dos genes ALP, BSP e Runx2 para a superfície com J/Ac quando comparada com as superfícies U e Ac. Após 21 dias a expressão de ALP estava 80 vezes maior na superfície J/Ac e o aumento no nível de BSP foi de 25 vezes. Após 35 dias a área mineralizada foi de 18%, 71% e 80%, para as superfícies U, Ac e J/Ac, respectivamente. Estes resultados sugerem que o jateamento da superfície previamente ao ataque ácido permitiu um maior nível de expressão de genes relacionados à cascata de diferenciação do tecido ósseo e formação de nódulos de mineralização in vitro, podendo levar a uma maior e melhor resposta de osseointegração destas superfícies.

Novel implant surfaces have been developed to improve/accelerate the osseointegration process. The mechanism by which implant surface improves osteoblast response at endosseous titanium implants is not fully understood. One of the mechanisms is related to induction of expression of bone-tissue specific genes inducing cells to differentiate into osteoblasts. The aim of this study was to evaluate a biologically compatible implant surface that can improve osteoblast responses and leads to a faster osseointegration. Commercially pure grade IV titanium disks (6.0x1.0mm) were machined (U) or machined acid etching (Ac) or sandblasted/acid etching (J/Ac), and divided into three groups. Human Mesenchymal Stem Cells were plated onto the disks and differentiated into osteoblasts. The expression levels of osteoblast-specific genes were evaluated by Real Time PCR to measure the mRNA levels of alkaline phosphatase (ALP), bone sialoprotein (BSP), and Runx2 after 7 and 21 days. The housekeeping gene GAPDH was used as a control. At 35 days, mineralization nodules were evaluated by Alizarin Red S staining. After 21 days, the expression levels of ALP for J/Ac and BSP were upregulated 80-fold and 25-fold, respectively. After 35 days, the mineralized area U, Ac and J/Ac was 18%, 71%, and 80%, for, respectively. The results demonstrated that a sandblasted/acid etched surface can affect adherent cell-bone specific gene expression, leading to a higher expression of osteoblast-specific genes and an increased in vitro mineralization response.