Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Radiological bone evaluation has been considered an essential element during oral and maxillofacial pre-surgical planning and follow-up. Clinical evaluation of bone quality is to a large extent still based on linear measurements and subjective visual interpretation of two-dimensional (2D) images of bone structure, which are not reproducible and lead to interpretation errors . With the development of high-resolution three-dimensional (3D) imaging modalities, new methods for analysing the bone structure in 3D have made it possible to evaluate the bone quality in a quantitative and objective way. In the last decade, improvements in the Cone-Beam CT (CBCT) technology yielded much higher spatial resolutions in the maxillofacial area ranging from 75 µm to 400 µm, illustrating the possibility of CBCT to accurately depict and render cortical and trabecular bone structures in the jaws. Reliable and standardized methods to assess bone quality should, therefore, be considered as a supplement means in pre-surgical planning and follow-up to provide a better estimation of the surgical treatment outcome. The primary goal of this thesis was to investigate the accuracy and reliability of CBCT for the assessment of jaw bone structures. More specifically, developing objective 3D methods to plan and follow up maxillofacial treatments. For cortical and trabecular bone assessment, CBCT showed to be accurate and reliable clinical tool in both dentate and edentulous alveolar bone. Computer-aided and 3D quantification methods can offer objectivity in treatment planning and following up.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Bisphosphonates (BP) are pyrophosphate analogues, which share a common phosphorous-carbon-phosphorous chemical core.The use of bisphosphonate drugs has been popularised in the late 20th century for the management of many conditions associated with abnormalities of bone turnover, particularly metastatic and haematogenous malignancy and osteopenia. However, recently, researches found that the BP was not as safe as we thought.My project aims to proof the disadvantage of BP drug through the analysis of Micro-CT, CBCT ,Nano-CT and histology on the jawbone of rats.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Het gebruik van orale implantaten, bevestigd in het kaakbot door middel van direct botcontact, is een voorspelbare behandelingsmethode geworden. Jarenlang werd hiertoe een belastingsvrije "osseointegratieperiode" van enkele maanden aanbevolen. Aan dit protocol zijn evenwel een aantal nadelen verbonden. Het meest in het oog springende nadeel is de lange behandelingsduur voor de patiënt. Om aan dit euvel te verhelpen is de onderzoeksfocus recentelijk verschoven naar het belasten van implantaten onmiddellijk of vroeg na plaatsen. Heden wordt immers niet langer aangenomen dat immediate belasting op zich tot fibreuze omkapseling van het implantaat leidt. Integendeel, een zekere hoeveelheid spanning kan juist het proces van osseointegratie ten goede komen. Accurate lange-termijn studies met betrekking tot het immediate belastingsprotocol voor specifieke klinische condities ontbreken evenwel. Bovendien zijn de heling-belasting relaties nog niet volledig begrepen. Het doel van dit proefschrift was om een bijdrage te leveren tot een beter inzicht in de mechanobiologie bij immediate implantaatbelasting, door middel van dierexperimenteel onderzoek. In het eerste hoofdstuk werd een algemene beschrijving gegeven van de gangbare kennis inzake de genezingsprocessen voor een onbelast implantaat. Enkele bestaande mechanoregulatorische modellen voor weefseldifferentiatie werden besproken. Verder werd de vraag gesteld of belasting tijdens heling kan en in welke mate dit het botvormingsproces aan het implantaatoppervlak beïnvloedt. Aangezien de interesse in dit proefschrift vooral uitgaat naar mechanische botstimulatie via een belast implantaat, werden tevens de rol van de implantaat geometrie en oppervlakte karakteristieken voor een optimale biomechanische koppeling toegelicht. Ter bestudering van de weefseldifferentiatie rondom immediaat belaste titanium implantaten met een goed gedefinieerd en goed gecontroleerd belastingsprotocol werd uitgegaan van het botkamermodel voor het konijn, beschreven in hoofdstuk II. De botkamer bestaat uit een dubbelstructuur van geperforeerde holle titanium cilinders met een centraal gepositioneerd implantaat. Via de perforaties is er weefselinvasie en treedt er botvorming op in de botkamer. Een extern belastingstoestel, dat op het implantaat aangrijpt, voorziet een gecontroleerd belastingsregime voor het implantaat. Dankzij de herbruikbaarheid van de botkamer kunnen verscheidene experimenten binnen eenzelfde dier uitgevoerd worden. Om de weefselrespons ten aanzien van de belasting te evalueren werd een protocol voor de histomorfometrische analyses opgesteld, met kwantificering van de weefsel- en botweefsel-vullingsgraad van de botkamer, alsook van de fractie (niet)-gemineraliseerd bot in de ganse botkamer en in contact met het implantaatoppervlak. Hoofdstuk III beschrijft de weefselrespons rondom immediaat belaste en onbelaste cilindervormige gedraaide implantaten op twee tijdspunten. De sensitiviteit van weefseldifferentiatie en botvorming ten aanzien van de mechanische omgeving aan het implantaatoppervlak werd aangetoond. Microbeweging van het implantaat bleek een significant effect te hebben op de botformatie rondom een cilindervormig implantaat. Een implantaat verplaatsing van 50 µm vertoonde een positief effect op de botvorming in de nabijheid alsook aan het oppervlak zelf van het implantaat. Dankzij het creëren van een gunstige locale mechanische omgeving bevorderen bepaalde implantaat configuraties botvorming en osseointegratie. Schroefvormige implantaten worden aanbevolen voor immediate implantaatbelasting omwille van hun grotere weerstand ten aanzien van axiale beweging en schuifkrachten in vergelijking met cilindervormige implantaten. De botvorming rondom een immediaat belast versus onbelast implantaat werd vergeleken voor twee verschillende implantaatgeometriën in hoofdstuk IV. De resultaten bevestigden eerdere bevindingen dat een goed gecontroleerde immediate implantaat belasting de weefselmineralisatie aan het implantaat grensvlak versnelt. Het schroefvormig implantaat bleek het osseointegratieproces te bevorderen door het voorzien van een gunstigere mechanische omgeving voor botvorming in vergelijking met een cilindervormig implantaat. Hoofdstuk V vertrekt van het standpunt dat de bekrachtiging van mechanoregulatorische modellen van weefseldifferentiatie door vergelijking met experimentele gegevens noodzakelijk is om hun voorspellend karakter te bepalen. Drie bestaande mechanoregulatorische modellen werden geïmplementeerd ter simulatie van het tot stand komen van osseointegratie van een schroefvormig en cilindervormig implantaat in de botkamer, en de simulatie-resultaten werden zowel kwalitatief als kwantitatief vergeleken met de experimentele bevindingen. Uit de histologische analyses bleek de implantaatgeometrie geen invloed te hebben op het hoeveelheid botweefsel in een nauwe band rondom het implantaat. In vergelijking met het cilindervormig implantaat werd aan het implantaatoppervlak zelf meer bot-implantaat contact waargenomen voor het schroefvormig implantaat. Uit de bekomen simulatie-resultaten bleek dat schroefvormige implantaten werden geassocieerd met een grotere kans tot het ontstaan van bot-implantaat contact. Verder bleken de in de modellen opgenomen parameters ontoereikend te zijn om het regeneratieproces in de botkamer volledig te kunnen beschrijven op een kwalitatieve en kwantitatieve manier. Het toevoegen van biologische factoren aan de regeneratiemodellen is nodig wil men tot een goede simulatie en voorspelling van weefseldifferentiatie rondom het implantaat in de botkamer komen. Ook de implantaat oppervlakte eigenschappen zijn van bijzonder belang voor de initiële botvorming. Algemeen wordt aangenomen dat het verruwen van een implantaaoppervlak resulteert in een snellere botvorming en een betere mechanische houvast. In hoofdstuk VI werd de vergelijking gemaakt tussen een gedraaid en een opgeruwd implantaatoppervlak voor de onbelaste en de belaste situatie. In de onbelaste situatie bleek osseointegratie sneller tot stand te komen voor een opgeruwd implantaatoppervlak in vergelijking met een gedraaid oppervlak. Bij belasting echter bleek het effect van de implantaat oppervlaktestructuur op de botvorming aan het grensvlak overschaduwd te worden door het belastingseffect. Rondom een schroefvormig opgeruwd implantaat in de botkamer werd vervolgens de invloed van de relatieve verplaatsing (0-30-90 µm) op de weefselrespons bestudeerd (Hoofdstuk VII). Ook hier werd bevestigd dat gecontroleerde microbeweging van een implantaat osseointegratie niet belemmert. Een 90 µm microbeweging bleek de initiële botvorming ter hoogte van een schroefvormig opgeruwd implantaat te stimuleren. Dit proefschrift heeft het belang van de mechanische omgeving op de botvorming aan het implantaatoppervlak aangetoond. Belasting tijdens heling bevordert het ontstaan van osseointegratie, mits een juiste selectie van het belastingsprotocol en van het implantaat macro- en micro-ontwerp. In de toekomst dient het onderzoek zich toe te spitsen op het ontrafelen van de cellulaire en moleculaire processen die betrokken zijn in het proces van implantaat integratie. Dit zal leiden tot het beter begrijpen van de mechanismen van de botcelrespons aan het bot-implantaat grensvlak ten aanzien van mechanische belasting. The use of endosseous oral implants, fixed into bone by means of direct bone contact, became a predictable treating modality during the eighties. To obtain osseointegration, an initial uneventful healing period for several months has been recommended for decades. However, patient inconveniences such as a prolonged treatment time are associated with this protocol. Therefore, loading implants immediately or soon after their placement is gaining acceptance among clinicians. It is no longer believed that immediate loading per se leads to fibrous encapsulation of implants. On the contrary, a certain amount of micro-strain may enhance osseointegration. However, accurate long-term studies for specific clinical conditions are lacking and the healing-loading relations are not yet fully understood either. The overall aim of this thesis was, by means of animal experimental research, to contribute to the understanding of the mechanobiology of implants subjected to immediate loading. In Chapter I, a general description of the existing knowledge on load-free implant healing is given. Some basic mechanobiological principles that are thought to guide tissue differentiation are discussed. Then, it is questioned whether healing under load is allowed and to what extent it may promote interfacial bone formation. Because this thesis mainly deals with mechanical bone stimulation through the implant, we further questioned the importance of the implant geometry and surface characteristics for an optimal biomechanical coupling. The rabbit bone chamber methodology, described in chapter II, was developed for investigation of the sensitivity of peri-implant tissue differentiation to well-defined and well-controlled mechanical conditions. The bone chamber primarily consists of dual-structure perforated hollow cylinders with a centrally positioned implant. Via perforations, bone grows into the bone chamber. A loading device allows a controlled mechanical stimulation of the implant. Repeated sampling of the bone chamber allows conducting several experiments within the same animal. A protocol for the quantification of the tissue growth and bone response to implant loading was designed, with assessments of the tissue and bone tissue filling of the chamber, as well as the fraction of (non)-mineralized bone tissue within the chamber and in contact with the implant surface. Chapter III describes the tissue response around immediately loaded and unloaded cylindrical turned implants at two different observation periods. The sensitivity of tissue differentiation and bone healing to the mechanical conditions at the peri-implant site was demonstrated. Implant micro-motion had a significant effect on the bone formation around cylindrical turned implants. Micro-movement up to 50 µm displayed a positive effect on the bone formation in the implant's surroundings and at its interface. Certain implant designs promote bone formation and osseointegration by providing a favourable local mechanical environment. Threaded-type implants are generally recommended for immediate loading due to their higher resistance to vertical movement and shear forces compared to the cylinder-type implant. In chapter IV, the bone formation around immediately loaded implants was compared to the unloaded control with the implant configuration as independent variable. The findings of the study confirmed that well-controlled immediate implant loading accelerates tissue mineralization at the interface of implants. The screw-shaped implant design promoted osseointegration by rendering a more favourable local mechanical environment for bone formation compared to the cylindrical implant. Corroboration of mechanoregulatory tissue differentiation models by comparison with experimental data is necessary to determine their predictive power. In chapter V, three mechanoregulatory models were applied to simulate the osseointegration process for a loaded screw-shaped and cylindrical implant in the bone chamber and compared both qualitatively and quantitatively with the experimental observations. Histologically, no differences were found between the two implant geometries for the amount of bone formation in a narrow circular zone around the implant, whereas a significantly larger amount of bone-to-implant contact was observed for the screw-shaped implant compared to the cylindrical one. In the simulations, the screw-shaped implants were predicted to give rise to higher bone-to-implant contact incidence. However, other experimental observations could not be predicted for any of the investigated mechanoregulatory models. Mathematical models with implementation of the biological processes observed during peri-implant osteogenesis are missing. Also implant surface characteristics are of special importance for initial osteogenesis. It is generally accepted that roughening an implant surface results in a faster bone formation and in an increased mechanical interlocking. In chapter VI, a turned surface was compared with a roughened one under loaded and unloaded conditions. In unloaded conditions, osseointegration was accelerated at a roughened surface compared with a turned one. In the presence of loading however, the topographic dependency of the osteogenic activity at the interface was overruled by the loading-related bone response. In chapter VII, the effect of various degrees of relative movement (0-30-90 µm) on the tissue differentiation around a roughened screw-shaped immediately loaded implant was investigated. Again, it was found that controlled micro-motion at the interface did not impair the process of osseointegration. Micro-motion up to 90 µm at the interface of a roughened screw-shaped implant stimulated initial osteogenesis. This thesis has shown the importance of the local mechanical environment on the bone formation at the implant surface. Healing under load is beneficial for the establishment of osseointegration, provided a careful selection of the loading protocol and the implant macro- and micro-design. Future research should consider the cellular and molecular foundation underlying the osseointegration process. This will lead to a better understanding of the mechanism(s) of the bone cell response to mechanical loading in the peri-implant environment. Het gebruik van titanium orale implantaten is een voorspelbare behandelingsmethode geworden voor tandwortelvervanging. Een rigide fixatie van het implantaat in het bot door middel van direct botcontact (osseointegratie) is het succescriterium voor het welslagen. Ten einde een optimale genezing toe te laten, werd oorspronkelijk een belastingsvrije "osseointegratieperiode"van 3 tot 6 maanden gerespecteerd, vooraleer de tandarts een tandprothese of kroon op de implantaten kon bevestigen. Aan dit protocol zijn echter een aantal nadelen verbonden, ondermeer een lange behandelingsduur, vaak gepaard gaande met een loszittende tijdelijke prothese. Vandaag is het in gezond bot mogelijk om implantaten direct (dagen) of vroeg (weken) na het plaatsen te belasten. Bij directe belasting zorgt de aanvankelijke mechanische verankering van het implantaat, die de later optredende biologische verankering voorafgaat, ervoor dat het implantaat vast in de kaak blijft zitten. Modificaties van het implantaatontwerp en de oppervlakteruwheid alsook een gecontroleerde mechanische omgeving kunnen bijdragen tot het sneller tot stand komen van osseointegratie. Omdat lange termijn studies met betrekking tot het directe belastingsprotocol ontbreken, werden in deze thesis, door middel van dierexperimenteel onderzoek, de interacties tussen mechanische stimuli en biologische processen aan het implantaat grensvlak onderzocht. De rol van de implantaat geometrie en oppervlakte karakteristieken hierin, voor een optimale biomechanische koppeling, werd toegelicht. Aan de hand van het botkamermodel voor het konijn werd de weefseldifferentiatie rondom direct belaste implantaten bestudeerd. De botkamer bestaat uit een dubbelstructuur van geperforeerde holle titanium cilinders met een centraal gepositioneerd implantaat. Via de perforaties is er weefselinvasie en treedt er botvorming op in de botkamer. Een extern belastingstoestel, dat op het implantaat aangrijpt, voorziet een gecontroleerd belastingsregime. De herbruikbaarheid van de botkamer laat toe om verscheidene experimenten binnen eenzelfde dier uit te voeren. In een reeks van experimenten werd de weefselrespons rondom direct belaste implantaten onderzocht, met variatie van het implantaat macro-design (cilindervormig versus schroefvormig), het implantaat micro-design (glad versus opgeruwd) en het belastingsregime (grootte en duur), en vergeleken met de onbelaste situatie. De resultaten bevestigen uniform de sensitiviteit van weefseldifferentiatie en botvorming ten aanzien van de mechanische omgeving aan het implantaatoppervlak. Gecontroleerde microbeweging van een implantaat belemmert osseointegratie niet. Integendeel, microbeweging versnelt de weefselmineralisatie omheen het implantaat. Een schroefvormig implantaatontwerp voorziet een gunstigere mechanische omgeving voor botvorming in vergelijking met een cilindervormig implantaat. Een opgeruwd implantaatoppervlak versnelt de botformatie in vergelijking met een gladde oppervlaktestructuur in een onbelaste situatie. Bij directe belasting daarentegen wordt het effect van de implantaat oppervlaktestructuur op de botvorming aan het grensvlak overschaduwd door het belastingseffect. Een implantaat verplaatsing tot 50 en 90 µm respectievelijk stimuleert de initiële botvorming ter hoogte van een cilindervormig en schroefvormig implantaat. De experimentele gegevens werden gebruikt als input voor de toetsing van bestaande mechanoregulatorische modellen van weefseldifferentiatie. De in de modellen opgenomen parameters blijken nog ontoereikend te zijn om het regeneratieproces in de botkamer volledig te kunnen beschrijven op een kwalitatieve en kwantitatieve manier. Het toevoegen van biologische factoren aan de regeneratiemodellen is nodig voor de adequate simulatie en voorspelling

Academic collection --- 611.018 --- 616.314 --- Histology. Histogenesis. Tissue structure, formation and differentiation --- Teeth. Odontology. Dentistry --- Theses --- 611.018 Histology. Histogenesis. Tissue structure, formation and differentiation --- 616.314 Teeth. Odontology. Dentistry

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Neurovascularisatie van het anterieure kaakbot en de relatie tot implantaatchirurgie Chirurgie ter hoogte van het anterieure kaakbot wordt frequent uitgevoerd en beschouwd als een veilige en eenvoudige procedure. Met de toename van implantaatchirurgie is ook het aantal gerapporteerde complicaties gestegen. Dit kan deels verklaard worden door de significante variatie in de neurovasculaire banen. Het foramen linguale, mandibulaire incisieve kanaal en het nasopalatinaal kanaal bevatten elk een neurovasculaire bundel, waarvan de diameter groot genoeg kan zijn om een klinisch significant trauma te veroorzaken. Hoewel blijvende neurologische schade na het plaatsen van implantaten slechts in een minderheid van de gevallen voorkomt, toont de huidige studie een significant risico op ernstige complicaties. Gevalstudies over bloedingen illustreren zelfs levensbedreigende complicaties bij implantaatplaatsing in de anterieure mandibulaire regio.De anterieure mandibula zou daarom nauwgezet geanalyseerd moeten worden om het risico op neurovasculaire schade correct in te schatten. Preoperatieve planning van chirurgie in het anterieure kaakbot, zoals implantaatplaatsing, moet rekening houden met het maxillaire nasopalatinaal kanaal, de mandibulaire incisieve, linguale en mentale kanalen om neurovasculaire complicaties te voorkomen. Nauwgezette planning kan gebeuren met behulp van cross-sectionele beeldvorming, waarvoor cone beam CT momenteel de norm is. Neurovascularisation of the anterior jaw bones and its relation to implant surgery Anterior jaw bone surgery is a common procedure, that is often considered as safe and uncomplicated. With the increasing use of oral implants, the number of reported surgical complications has also been growing. Part of this is based on the fact that anterior jaw bones present significant variation in the occurrence of the neurovascularisation. The lingual foramina, mandibular incisive canal and the nasopalatine canal all contain a neurovascular bundle, whose diameter may be large enough to cause clinically significant trauma. Although persistent nerve disturbance after implant placement is present in a minority of the implant surgeries, the present report illustrates a significant risk and if happening, it may result in life disordering complications. The hemorrhage case reports illustrate even a life threatening complication of implant placement in the mandibular interforaminal region.Therefore, the anterior mandible should be reconsidered to encounter the risks for neurovascular damage. It is clear that preoperative radiographic planning of any anterior jaw bone surgery such as oral implant placement should pay attention to the maxillary nasopalatine canal, the mandibular incisive and lingual canals besides the mental one to avoid any neurovascular complications. A careful planning could be achieved using cross-sectional imaging, where cone beam CT has become the method of choice. Neurovascularisatie van het anterieure kaakbot en de relatie tot implantaatchirurgieChirurgie ter hoogte van het anterieure kaakbot wordt frequent uitgevoerd en beschouwd als een veilige en eenvoudige procedure. Met de toename van implantaatchirurgie is ook het aantal gerapporteerde complicaties gestegen. Dit kan deels verklaard worden door de grote variatie in het verloop van zenuwen en bloedvaten. Hoewel blijvende neurologische schade na het plaatsen van implantaten slechts in een minderheid van de gevallen voorkomt, toont de huidige studie een reëel risico op ernstige complicaties. Gevalstudies over bloedingen illustreren zelfs levensbedreigende complicaties bij implantaatplaatsing in het voorste deel van de onderkaak. Dit gebied zou daarom nauwgezet geanalyseerd moeten worden om het risico op beschadigingen correct in te schatten. Preoperatieve planning van chirurgie in het kaakbot, zoals implantaatplaatsing, moet rekening houden met verschillende anatomische structuren om complicaties te voorkomen. Nauwgezette planning kan gebeuren met behulp van driedimensionale beeldvorming, waarvoor cone beam CT momenteel de norm is. Neurovascularisation of the anterior jaw bones and its relation to implant surgery Anterior jaw bone surgery is a common procedure, that is often considered as safe and uncomplicated. With the increasing use of oral implants, the number of reported surgical complications has also been growing. Part of this is based on the fact that anterior jaw bones present significant variation in the occurrence of nerves and blood vessels. Although persistent nerve disturbance after implant placement is present in a minority of the implant surgeries, the present report illustrates a true risk and if happening, it may result in life disordering complications. The hemorrhage case reports illustrate even a life threatening complication of implant placement in the lower jaw.Therefore, the anterior mandible should be reconsidered to encounter the risks for structural damage. It is clear that preoperative radiographic planning of any anterior jaw bone surgery such as oral implant placement should pay attention to several anatomic structures to avoid complications. A careful planning could be achieved using three dimensional imaging, where cone beam CT has become the method of choice.