5種類のインプラントアバットメントの化学的および地形的表面分析

Chemical and topographical surface analysis of five different implant abutments.

抄録

歯肉粘膜を貫通して口腔内に露出するインプラントアバットメントの表面特性は、生体適合性だけでなく、細菌の付着や停滞にも重要な役割を果たす。本研究の目的は、Brånemark（Nobel Biocare社、スウェーデン、ヨーテボリ）、Astra（AstraTech社、スウェーデン、Mölndal）、IMZ（Friatec社、ドイツ、Mannheim）、STERI-OSS（Denar社、アメリカ、カリフォルニア）、POI（京セラ、日本、京都）の5種類の市販インプラントアバットメントの表面特性を調査することである。表面形状の3次元イメージングと分析は、共焦点レーザー走査型プロフィロメーター（TopScan 3D）を用いて行った。支台歯表面の化学組成はオージェ電子分光法（AES）で分析した。その結果、3次元画像には全く異なる表面の特徴が示された。これらの特徴は粗さパラメータを反映していた。これらの支台歯のSaとScxの値（ミクロン単位）は、Brånemark（0.23±0.09、7.76±0.64）、Astra（0.23±0.05、7.92±0.25）、IMZ（0.18 +/- 0.03、7.76 +/- 0.80）、STERI-OSS（0.15 +/- 0.01、10.22 +/- 0.90）、POI（0.24 +/- 0.01、8.08 +/- 0.77）であった。化学元素分析の結果、陽極酸化チタン合金であるPOIを除き、すべての試料は薄い酸化チタン層（およそ4～7nm）を有しており、そのためかなり厚い酸化物層（95～110nm）を有していた。最外層には微量の元素（S、Si、P）も見られた。本研究で調査した試料は、その地形と元素組成にばらつきがあった。これらのばらつきは、粉砕、研磨、洗浄、時には酸化法などの製造工程に強く起因している。

The surface characteristics of the dental implant abutment which penetrates through the gingival mucosa and is exposed to the oral cavity play an important role not only for the biocompatibility but also for the bacterial adhesion and stagnation. The purpose of this study was to investigate the surface characteristics of 5 commercially available implant abutments which were Brånemark (Nobel Biocare, Gothenburg, Sweden), Astra (AstraTech, Mölndal, Sweden), IMZ (Friatec, Mannheim, Germany), STERI-OSS (Denar, CA, USA) and POI (Kyocera, Kyoto, Japan). The three dimensional imaging and analysis of the surface topography were carried out using a confocal laser scanning profilometer (TopScan 3D). The chemical composition of abutment surfaces was analyzed by Auger Electron Spectroscopy (AES). The results indicated that quite different surface features were shown in three dimensional images. These features reflected roughness parameters. Sa and Scx values of these abutments in micron were Brånemark (0.23 +/- 0.09, 7.76 +/- 0.64), Astra (0.23 +/- 0.05, 7.92 +/- 0.25), IMZ (0.18 +/- 0.03, 7.76 +/- 0.80), STERI-OSS (0.15 +/- 0.01, 10.22 +/- 0.90) and POI (0.24 +/- 0.01, 8.08 +/- 0.77), respectively. The chemical elemental analysis showed all specimens to have thin titanium oxide layers (approximately 4 to 7 nm) except POI which is anodized titanium alloy, hence it has rather a thick oxide layer (95 to 110 nm). Some minor elemental traces (S, Si and P) were also seen on the outermost layer. The specimens which were investigated in this study varied in their topography and elemental composition. These variations were strongly due to the manufacturing processes which were milling, polishing, cleaning and sometimes oxidation methods.