Fraktalna površina titanija podigla mineralizaciju 60–80 % in vitro
Na titaniju s fraktalnim uzorkom izrađenim selektivnim laserskim taljenjem aktivnost alkalne fosfataze i mineralizacija bile su 60 do 80 % više nego na glatkoj kontroli, a fraktalna dimenzija doprinosila je proliferaciji neovisno o hrapavosti.
Geometrija površine radi ono što hrapavost sama ne može
Površina implantata desetljećima se optimira brušenjem, jetkanjem i pjeskarenjem — dakle nasumičnom hrapavošću. Skupina oko Chena krenula je drugim putem: umjesto slučajne teksture, na titanij su selektivnim laserskim taljenjem (SLM) otisnuli matematički definirane fraktale, Kochovu pahulju i Sierpinskijev peterokut, i to u nekoliko hijerarhijskih iteracija.
Na tako pripremljene uzorke, uz glatki titanij kao kontrolu, nasađene su mezenhimske matične stanice koštane srži štakora. Praćeni su citotoksičnost, prianjanje, proliferacija i osteogena diferencijacija — testom CCK-8, bojenjem živo/mrtvo, kvantifikacijom DNA, aktivnošću alkalne fosfataze, bojenjem alizarinskim crvenilom i izražajem gena BMP2, RUNX2, OCN i COL-1.
Fraktalne su površine imale izraženiju hijerarhijsku hrapavost i bolju hidrofilnost od kontrole, uz urednu citokompatibilnost. Od sedmog dana nadalje prianjanje, proliferacija i osteogena aktivnost bili su značajno viši, a više iteracije davale su bolji rezultat od nižih. Najzanimljiviji nalaz dolazi iz višestruke regresije: fraktalna je dimenzija doprinosila proliferaciji stanica neovisno o samoj hrapavosti (β = 0,38; p = 0,04). Kod viših iteracija aktivnost alkalne fosfataze i mineralizacija bile su 60 do 80 % više nego na glatkoj kontroli. Mehanizam autori vežu uz mehanotransdukciju — fraktalna geometrija aktivirala je mehanoosjetljive kanale Piezo1 i pojačala izražaj ATF4.
Ograničenja
In vitro rad na životinjskim stanicama, bez opterećenja, bez kosti i bez biofilma; do zaključka o oseointegraciji kod pacijenta stoji cijeli lanac pretkliničkih i kliničkih koraka.
Za ordinaciju
- Praktične promjene danas nema — riječ je o laboratorijskom konceptu, a ne o dostupnom proizvodu.
- Vrijedi zapamtiti tvrdnju rada: hrapavost i geometrija nisu isto, pa jedan broj o hrapavosti u katalogu ne opisuje cijelu površinu.
- Kod pacijenata s upitnim potencijalom cijeljenja i dalje presuđuju poznati čimbenici — primarna stabilnost, kirurški protokol i kontrola opterećenja.