Survival rate and stability of surface-treated and non-surface-treated orthodontic mini-implants: a randomized clinical trial

ABSTRACT Objectives: This clinical trial was conducted to evaluate the stability and failure rate of surface-treated orthodontic mini-implants and determine whether they differ from those of non-surface-treated orthodontic mini-implants. Trial Design: Randomized clinical trial with a split-mouth study design. Setting: Department of Orthodontics, SRM Dental College, Chennai. Participants: Patients who required orthodontic mini-implants for anterior retraction in both arches. Methods: Self-drilling, tapered, titanium orthodontic mini-implants with and without surface treatment were placed in each patient following a split-mouth design. The maximum insertion and removal torques were measured for each implant using a digital torque driver. The failure rates were calculated for each type of mini-implant. Results: The mean maximum insertion torque was 17.9 ± 5.6 Ncm for surface-treated mini-implants and 16.4 ± 9.0 Ncm for non-surface-treated mini-implants. The mean maximum removal torque was 8.1 ± 2.9 Ncm for surface-treated mini-implants and 3.3 ± 1.9 Ncm for non-surface-treated mini-implants. Among the failed implants, 71.4% were non-surface-treated mini-implants and 28.6% were surface-treated mini-implants. Conclusion: The insertion torque and failure rate did not differ significantly between the groups, whereas the removal torque was significantly higher in the surface-treated group. Thus, surface treatment using sandblasting and acid etching may improve the secondary stability of self-drilling orthodontic mini-implants. Trial registration: The trial was registered in the Clinical Trials Registry, India (ICMR NIMS). Registration number: CTRI/2019/10/021718

RESUMO Objetivos: Este ensaio clínico foi conduzido para avaliar a estabilidade e a taxa de falha de mini-implantes ortodônticos com superfície tratada, e determinar se elas diferem das dos mini-implantes ortodônticos sem superfície tratada. Desenho do estudo: Ensaio clínico randomizado com desenho de boca dividida. Instituição: Department of Orthodontics, SRM Dental College, Chennai/India. Participantes: Pacientes que necessitavam de mini-implantes ortodônticos para retração anterior em ambas as arcadas. Métodos: Mini-implantes ortodônticos autoperfurantes, cônicos, de titânio com ou sem tratamento de superfície, foram colocados em cada paciente, seguindo um desenho de boca dividida. Os torques máximos de inserção e de remoção foram medidos para cada mini-implante, usando um torquímetro digital. As taxas de falha foram calculadas para cada tipo de mini-implante. Resultados: O valor médio do torque máximo de inserção foi de 17,9 ± 5,6 Ncm para mini-implantes com superfície tratada e 16,4 ± 9,0 Ncm para mini-implantes sem superfície tratada. O valor médio do torque máximo de remoção foi de 8,1 ± 2,9 Ncm para mini-implantes com superfície tratada e 3,3 ± 1,9 Ncm para mini-implantes sem superfície tratada. Entre os implantes que falharam, 71,4% eram mini-implantes sem superfície tratada e 28,6% eram mini-implantes com superfície tratada. Conclusão: O torque de inserção e a taxa de falha não diferiram significativamente entre os grupos; porém, o torque de remoção foi significativamente maior no grupo com superfície tratada. Assim, o tratamento de superfície com jateamento e condicionamento ácido pode melhorar a estabilidade secundária dos mini-implantes ortodônticos autoperfurantes. Registro do estudo: Esse estudo foi registrado no Clinical Trials Registry, Índia (ICMR NIMS). Número de registro: CTRI/2019/10/021718

Evaluation of removal torque values for titanium screws of prosthetic abutments after different torque application techniques: in vitro study / Avaliação dos valores de torque de remoção para parafusos de titânio de abutments protéticos após aplicação de diferentes técnicas de torque: estudo in vitro

Objetivo: Avaliar os valores de torque de remoção em abutments parafusados após aplicação de diferentes técnicas de torque. Materiais e Métodos: Trinta espécimes de implante hexágono externo, abutment pré-fabricado e parafuso de titânio foram distribuídos randomicamente em três grupos. No grupo 1, os parafusos receberam um torque de 30 N.cm; no grupo 2 receberam um torque de 30N.cm e um segundo torque após 10 min, de acordocom a técnica proposta por Brending et al. e Dixon et al.; no grupo 3, um torque de 30 N.cm foi aplicado e mantido por 20 s, de acordo com a técnica recomendada por Sella et al. Os espécimes foram inseridos na máquina de teste universal e uma chave digital foi acoplada a célula de carga para controlar o valor de torque e a velocidade de 1N.cm/s. O torque de remoção foi realizado 10 min após o torque de aplicação. Os valores foramestatisticamente analisados usando 1-way ANOVA e Tukey HSD test (α = 0,05). Resultados: As médias e desvio padrão (±SD) dos valores de torque deremoção encontrados foram 27,95 ± 0,99N.cm para o grupo 1; 28,32 ± 0,68N.cm para o grupo 2 e 26,89 ± 1,03 N.cm para o grupo 3. Os grupos 1e 2 exibiram valores estatisticamente mais altos de torque quando comparados ao grupo 3 (p < 0,05).Conclusão: A técnica recomendada por Breeding et al. e Dixon et al. pareceu ser a melhor opção quando considerado os valores do torque de remoção de implantes hexágono externo.

Objective: To evaluate the removal torque values on abutment screws after different torque application techniques. Materials and Methods: Thirty specimens of an external hexagon implant, a prefabricated abutment and a titanium screw were distributed randomly in three groups. In group 1, the screws received a torque of 30N.cm; group 2 received a torque of 30N.cm and a second torque after 10 min, in accordance with the technique proposed by Brending et al. and Dixon et al.; in group 3, a torque of 30 N.cm was applied and maintained for 20 s, in accordance with the technique recommended by Sella et al. The specimens were attached to a universaltesting machine and a digital key was coupled to the load cell in order to control the torque value at a velocity of 1 N.cm/s. Removal torque was performed 10 minutes after torque application. Values were statistically analysed using one-way ANOVA and Tukey’s HSD test (α = 0.05). Results:The mean and standard deviations (±SD) of removal torque values found were 27.95 ± 0.99N.cm for group 1, 28.32 ± 0.68N.cm for group 2 and 26.89±1.03N.cm for group 3. Groups 1 and 2 exhibited statistically higher values of torque than group 3 (p < 0.05). Conclusion: The techniquerecommended by Breeding et al. and Dixon et al. seemed to be the best option when considering the removal torque values of external hexagonimplants

Influência da velocidade no torque de remoção de tampas plásticas rosqueáveis para produtos farmacêuticos / Influence of the speed on the removal torque of plastic screw caps for pharmaceutical products

O estudo teve por objetivo avaliar a influência da velocidade empregada durante a determinação do torque de aplicação e remoção de tampas plásticas rosqueáveis de polipropileno (PP), com vedante interno, aplicadas em frascos de vidro e de poli(tereftalato de etileno) (PET) para produtos farmacêuticos, com diâmetros de terminação de 24 e 28 mm. Foi verificada também a influência do material de embalagem (vidro ou PET) e do diâmetro da terminação no torque de retenção estático e dinâmico (após simulação de transporte) em intervalos de tempo após 24 e 48 horas e após 7, 14 e 28 dias da aplicação dos respectivos sistemas de fechamento. Verificou-se que a velocidade não apresenta influência no torque de aplicação desde que o valor máximo seja controlado durante o processo de fechamento da tampa. No torque de remoção imediato, entretanto, a velocidade influencia significativamente nos resultados, sendo recomendado, sempre que possível, a utilização de uma velocidade constante. Foi estabelecido para o estudo a velocidade de 5 rpm para evitar a influência desse parâmetro nos resultados de torque obtidos. O material de embalagem e o diâmetro da terminação evidenciaram influência significativa nos resultados de torque de retenção estático e dinâmico, sendo observados valores superiores para os frascos de vidro comparativamente aos frascos de PET. Esse desempenho pode estar associado às diferenças nas propriedades viscoelásticas e na força de fricção ou atrito entre os materiais da tampa com vedante e a embalagem.

The objective of this study was to ascertain the influence on the measured torque of the speed employed during the tightening and removal of polypropylene (PP) screw caps, with internal liners, used on glass and polyethylene terephthalate (PET) bottles for pharmaceutical products, with mouth diameters of 24 and 28 mm. The influence of the packaging material (glass or PET) and mouth diameter on the static and dynamic torque retention was observed (after transport simulation) at time intervals after 24 and 48 hours and after 7, 14 and 28 days of torque application to each closure system. It was found that the speed did not influence the tightening torque since the torque is controlled during the closing process. However, the speed significantly influenced the immediate removal torque and it is preferable to use a constant speed whenever possible. It was found that a speed of 5 rpm was best, to prevent this parameter affecting the torque results. The packaging material and mouth diameter exerted a significant influence on the retention torque, both in the static and dynamic tests, and higher torques were observed for glass than for PET bottles. This performance may be related to viscoelastic properties and the friction between the lined cap and the packaging material.

Influência da forma e superfície dos implantes, e da cortical óssea na estabilidade primária / Influence of the shape and surface of implants and cortical bone in the primary stability

A estabilidade primaria (EP) dos implantes osseointegrados, é um dos fatores que influencia no índice de sucesso na implantodontia, entretanto vários parâmetros influenciam na EP. O objetivo do presente trabalho foi analisar a influencia da forma do implante (com, ou sem microroscas), superfície do implante (anodizada, e com ataque acido) e a espessura da cortical óssea (1, 2 e 3 mm) na estabilidade primaria. A estabilidade foi quantificada pelo torque de inserção (TI), torque de remoção (TR) com um torquimetro digital (Lutron 8800®), e pelo ISQ (Implant Stability Quocient) índice usado para avaliação da frequencia de ressonância (AFR), medido pelo Osstell Mentor®. Os resultados mostraram que as variáveis analisadas, influenciam na estabilidade dos implantes. A superfície anodizada, obtém valores maiores, nos quesitos TI e TR, do que os de superfície ácida. Os implantes com microroscas e roscas duplas, obtiveram resultados maiores nos quesitos TI e TR, do que os de desenho convencional. No que se refere a AFR, temos que apenas com a superfície anodizada, os valores são maiores do que os da superfície acida, TI e TR quando comparados com a AFR, não apresentam uma correlação quando da avaliação da estabilidade primaria

The primary stability (EP) of osseointegrated implants, is one of the factors that influences the implantology index of sucess. The aim of the present study, was analyzed the influence of surface (acid etched and anodized), and design (with and without microespiras) of dental implants, and cortical bone thickness (1, 2 and 3 mm) in a primary stability. The stability was quantified, for insertion torque (TI), and removal torque (TR), with a torquimeter (Lutron 8800®), and ISQ (Implant Stability Quocient), index used to evaluate resonance frequency measured with a Ostell Mentor® device. The results showed that, variable analyzed had influence in a implant stability. The anodized surface, get higher values in TI and TR parameters, than acid etched surface. The implants with microroscas get higher values in TI and TR parameters, than conventional design. As regard a resonance frequence, we get just higher values in anodized surface, than acid etched surface. TI and TR when compares with resonance frequency, doesn’t has correlation when evaluating primary stability

Influência da forma e superfície dos implantes, e da cortical óssea na estabilidade primária / Influence of the shape and surface of implants and cortical bone in the primary stability

A estabilidade primaria (EP) dos implantes osseointegrados, é um dos fatores que influencia no índice de sucesso na implantodontia, entretanto vários parâmetros influenciam na EP. O objetivo do presente trabalho foi analisar a influencia da forma do implante (com, ou sem microroscas), superfície do implante (anodizada, e com ataque acido) e a espessura da cortical óssea (1, 2 e 3 mm) na estabilidade primaria. A estabilidade foi quantificada pelo torque de inserção (TI), torque de remoção (TR) com um torquimetro digital (Lutron 8800®), e pelo ISQ (Implant Stability Quocient) índice usado para avaliação da frequencia de ressonância (AFR), medido pelo Osstell Mentor®. Os resultados mostraram que as variáveis analisadas, influenciam na estabilidade dos implantes. A superfície anodizada, obtém valores maiores, nos quesitos TI e TR, do que os de superfície ácida. Os implantes com microroscas e roscas duplas, obtiveram resultados maiores nos quesitos TI e TR, do que os de desenho convencional. No que se refere a AFR, temos que apenas com a superfície anodizada, os valores são maiores do que os da superfície acida, TI e TR quando comparados com a AFR, não apresentam uma correlação quando da avaliação da estabilidade primaria

The primary stability (EP) of osseointegrated implants, is one of the factors that influences the implantology index of sucess. The aim of the present study, was analyzed the influence of surface (acid etched and anodized), and design (with and without microespiras) of dental implants, and cortical bone thickness (1, 2 and 3 mm) in a primary stability. The stability was quantified, for insertion torque (TI), and removal torque (TR), with a torquimeter (Lutron 8800®), and ISQ (Implant Stability Quocient), index used to evaluate resonance frequency measured with a Ostell Mentor® device. The results showed that, variable analyzed had influence in a implant stability. The anodized surface, get higher values in TI and TR parameters, than acid etched surface. The implants with microroscas get higher values in TI and TR parameters, than conventional design. As regard a resonance frequence, we get just higher values in anodized surface, than acid etched surface. TI and TR when compares with resonance frequency, doesn’t has correlation when evaluating primary stability

Caracterização dos óxidos de titânio das superfícies de implantes dentários com diferentes tratamentos / Characterization of titanium oxide into different dental implant surface treatments

A osseointegração está associada à presença de uma fina camada de óxido de titânio na superfície do implante. Para acelerar os mecanismos envolvidos na osseointegração e permitir a colocação da prótese em menor tempo foram desenvolvidos tratamentos de superfície com o objetivo de aumentar a espessura desta camada de óxido, alterar a rugosidade e a molhabilidade. O presente trabalho teve o objetivo de caracterizar a camada de óxido de titânio existente em implantes comerciais Vulcano Actives (anodizado) e Master Porous (tratado com ácido) e comparar com o implante não comercial Porous Nano (deposição de íons). Os resultados dos ensaios mostraram que quanto maior o valor da rugosidade, maior o ângulo de contato e maior o torque de remoção da tíbia de coelhos. Após os tratamentos da superfície com ácido e deposição de íons há formação de óxido de titânio na forma de rutilo e com a anodização há formação de uma camada mista de óxidos de titânio composta de rutilo e anatase.

The osseointegration phenomenon is associated with the presence of a thin layer of titanium oxide on the dental implant surface. To accelerate the mechanisms involved in the osseointegration and allow prosthesis delivery in the shortest time period, surface treatments with the goal of increasing this oxide layer, changing the roughness and wettability were developed. This work aims to characterize the titanium oxide layer on Vulcano Actives (anodized), Porous (acid-etched), and Porous Nano (ion deposition) implants manufactured by Conexão Sistemas de Prótese. The test results showed that, the higher the roughness, the higher the contact angle and the associated removal torques in the rabbit model. After the acid-etching and ion deposition processes, the rutile form is found at the titanium surface; on the other hand, the anodization process generates a mixed layer of titanium oxides with rutile and anastase phases

The effect of laser on the stimulation of bone-implant interaction: an experimental study in rabbits / Efeito do laser na estimulação da interação osso-implante: um estudo experimental em coelhos

PURPOSE: To assess osseointegration by measuring the removal torque of smooth cylindrical implants placed in rabbit tibiae, having been subjected, or not, to low-intensity laser irradiation (GaAlAs). METHODS: Two implants were inserted into one tibiae of 16 male New Zealand rabbits weighing 3.5-4.0 kg; the animals were divided into four groups (control and laser at 16 and 30 days of wound healing). In the irradiated groups, laser was applied at a 830-nm wavelength, in continuous mode and with 100 mW of potency, and the applications were punctual, with 1 J/cm³ on three points, and were repeated eight times at 48-hour intervals starting immediately after implantation surgery, thus totaling 24 J/cm². After the wounds healed, the animals were sacrificed, the tibiae were removed, implant removal torques were measured by means of a handheld digital torque-meter, and a factorial variance analysis statistical test was applied. RESULTS: There was significant intergroup difference regarding time as a single factor. The removal torque observed in the control groups was, for smooth implants, 20.42±3.06 N/cm at 16 days and 27.42±19.65 N/cm at 30 days; in the irradiated groups, the removal torque for smooth implants was 19.15±4.65 N/cm at 16 days and 30.08±4.14 N/cm at 30 days. CONCLUSION: Removal torque values were higher at 30 days than at 16 days, independent of laser application.

OBJETIVO: Avaliar a osseointegração através do torque de remoção de implantes cilíndricos lisos, colocados em tíbias de coelhos, submetidos ou não à irradiação com laser de baixa intensidade (AsGaAl). METODOLOGIA: Foram utilizados 16 coelhos machos da raça Nova Zelândia, pesando entre 3,5 a 4,0 quilos, sendo inseridos dois implantes em uma tíbia, dividida em quatro grupos (controle e laser para 16 e 30 dias de cicatrização). No grupo irradiado foi aplicado laser com comprimento de onda de 830 nm, modo contínuo e potência de 100 mW, sendo a aplicação pontual de 1 J/cm² em três pontos e oito aplicações, com intervalo de 48 horas, iniciada imediatamente após a cirurgia de colocação dos implantes, perfazendo um total de 24 J/cm². Após o período de cicatrização, os animais foram sacrificados, e então, realizada a remoção das tíbias e, em seguida, a medição dos torques para remoção dos implantes com torquímetro digital manual, aplicando-se o teste estatístico de Análise de Variância Fatorial. RESULTADOS: Foi verificado que existe diferença significativa intra-grupos em relação ao fator isolado tempo. O torque de remoção obtido para o grupo controle: Implantes lisos com 16 dias (20,42±3,06 N/cm) e 30 dias (27,42±19,65 N/cm); e para o grupo irradiado: Implantes lisos com 16 dias (19,15±4,65 N/cm) e 30 dias (30,08±4,14 N/cm). CONCLUSÃO: Os valores do torque de remoção no período de 30 dias são superiores ao período de 16 dias, independentemente da aplicação de laser.