DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06930-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41535819
تاريخ النشر: 2026-01-14
المؤلف: Behnaz Malekahmadi وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات ونتائج زراعة الأسنان
نظرة عامة
تقدم الدراسة تطوير نموذج مركب ثلاثي الأبعاد (3D) في المختبر لعظام الغرسات المحيطة بالغشاء المخاطي، والذي يدمج الأنسجة الرخوة الفموية، والأنسجة الصلبة، وزرع التيتانيوم لتكرار البيئة المعقدة المحيطة بالغرسات بشكل أفضل. كانت النماذج التقليدية ثنائية الأبعاد (2D) والنماذج الأحادية الثقافة غير كافية في محاكاة التفاعلات بين الغرسات السنية، والأنسجة المحيطة، والميكروبيوم الفموي. يتضمن النموذج الجديد هياكل هيدروكسيباتيت/فوسفات ثلاثي الكالسيوم (HA/TCP) المغطاة بالأوستيوبلست، وهو مصمم لدعم نمو الأغشية الحيوية البكتيرية، مما يحاكي العدوى المبكرة المحيطة بالغرسات.
أظهرت النتائج أن حيوية الخلايا ونمط الأوستيوبلست تم الحفاظ عليهما خلال فترة زراعة مدتها 14 يومًا، مع كشف التحليلات النسيجية عن ظهارة متدرجة ومصفوفة كولاجين متكاملة جيدًا مع خلايا العظام. لا يعكس هذا النموذج فقط المكونات الأساسية لتفاعلات الغرسات، بل يعمل أيضًا كمنصة لتقييم مواد الغرسات واستراتيجيات العلاج المبتكرة. يعزز دمج الأغشية الحيوية متعددة الأنواع من فائدته في دراسة الاستجابات الالتهابية المبكرة للعدوى البكتيرية، مما يمهد الطريق لأبحاث مستقبلية حول تفاعلات المضيف والأغشية الحيوية وتطوير أساليب وقائية وعلاجية في سياق ذي صلة سريرية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على أهمية الغرسات السنية في استعادة كل من الوظيفة والجماليات للأفراد الذين يعانون من فقدان الأسنان. يعتمد نجاح هذه الغرسات على عوامل مثل الاندماج العظمي، وتكوين ختم نسيج رخو واقٍ، والوقاية من العدوى، التي يمكن أن تؤدي إلى أمراض محيطة بالغرسات مثل التهاب الغشاء المخاطي والتهاب الغرسة. تؤكد الورقة على ضرورة وجود ختم نسيج رخو قوي لحماية الأنسجة الأساسية من الغزو البكتيري وتوضح قيود النماذج التقليدية ثنائية الأبعاد (2D) في المختبر ونماذج الحيوانات في عكس التفاعلات المعقدة المعنية في المضاعفات المتعلقة بالغرسات بدقة.
لمعالجة هذه القيود، تهدف الدراسة إلى تطوير نموذج مركب ثلاثي الأبعاد (3D) في المختبر لعظام الغرسات المحيطة بالغشاء المخاطي، والذي يدمج الأنسجة الرخوة، والأنسجة الصلبة، والتفاعلات البكتيرية، مما يحاكي الظروف السريرية بشكل وثيق. سيسهل هذا النموذج التحقيق في الأسطح المعدلة للغرسات والمواد الحيوية في بيئة أكثر ملاءمة فسيولوجيًا. تضمنت المرحلة الأولية إنشاء نموذج عظام-غرسة ثلاثي الأبعاد، والذي تم دمجه بعد ذلك مع نموذج الغشاء المخاطي الفموي الموجود لتشكيل نظام شامل. تم تقييم قدرة النموذج على تكرار هياكل الأنسجة الأصلية من خلال التقييمات المجهرية والنسيجية، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في دراسة أمراض الغرسات وعلاجها في سياق ذي صلة سريرية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط قوي بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، مما يؤكد الفرضيات المطروحة في البداية.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين قابل للقياس في المتغير التابع، تم قياسه بحجم تأثير قدره $d = 0.8$، مما يشير إلى أهمية عملية كبيرة. توضح التمثيلات الرسومية، مثل الأشكال والجداول، هذه النتائج بشكل أكبر، مما يوفر ملخصًا بصريًا واضحًا للاتجاهات التي لوحظت طوال الدراسة. بشكل عام، تدعم النتائج الإطار النظري وتساهم بأفكار قيمة في الجسم المعرفي القائم في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، هدف المؤلفون إلى تطوير نموذج مركب ثلاثي الأبعاد (3D) في المختبر لعظام الغرسات المحيطة بالغشاء المخاطي يعكس بدقة التفاعلات بين الغرسات السنية، والغشاء المخاطي الفموي، والعظام الأساسية، بالإضافة إلى الميكروبيوم المحيط. بدأت البحث باختيار ثلاثة أنواع مختلفة من الهياكل (PS، PCL، HA/TCP) لتقييم كفاءة زراعة الخلايا (CSE)، والحيوية، والنمو. أظهر هيكل HA/TCP كفاءة زراعة خلايا متفوقة (99.4%) مقارنة بـ PS (58%) وPCL (42.5%)، مما أدى إلى اختياره لمزيد من التطوير. تم تنفيذ تعديلات على هيكل HA/TCP، بما في ذلك حفر ثقوب لتعزيز إمداد المغذيات، لتحسين توزيع الخلايا وحيويتها أثناء الزراعة.
أنشأت الدراسة بنجاح نموذج عظام-غرسة ثلاثي الأبعاد وتم دمجه بعد ذلك مع نموذج الغشاء المخاطي المحيط بالغرسة، مما أظهر حيوية خلايا فعالة وتعبير عن الكولاجين في كلا النموذجين مع مرور الوقت. تم أيضًا استكشاف دمج أغشية حيوية متعددة الأنواع في النموذج المركب، مما يكشف عن الإمكانية لدراسة العدوى المحيطة بالغرسات والتفاعلات في سياق ذي صلة سريرية. بشكل عام، تسلط النتائج الضوء على أهمية نهج متعدد العوامل في فهم صحة وأمراض الغرسات، مما يبرز الحاجة إلى نماذج ثلاثية الأبعاد متقدمة تعكس تعقيدات البيئة الفموية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06930-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41535819
Publication Date: 2026-01-14
Author(s): Behnaz Malekahmadi et al.
Primary Topic: Dental Implant Techniques and Outcomes
Overview
The study presents the development of a novel three-dimensional (3D) in vitro peri-implant bone-mucosa composite model that integrates oral soft tissue, hard tissue, and a titanium implant to better replicate the complex peri-implant environment. Traditional two-dimensional (2D) and monoculture models have been inadequate in mimicking the interactions between dental implants, surrounding tissues, and the oral microbiome. The new model incorporates osteoblast-covered hydroxyapatite/tricalcium phosphate (HA/TCP) scaffolds and is designed to support the growth of bacterial biofilms, simulating incipient peri-implant infections.
Results demonstrated that cell viability and osteoblastic phenotype were maintained over a 14-day cultivation period, with histological analyses revealing a stratified epithelium and a well-integrated collagen matrix with bone cells. This model not only reflects essential components of peri-implant interactions but also serves as a platform for evaluating innovative implant materials and treatment strategies. The incorporation of multispecies biofilm further enhances its utility in studying early inflammatory responses to bacterial infections, paving the way for future research on host-biofilm interactions and the development of preventive and therapeutic approaches in a clinically relevant context.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significance of dental implants in restoring both function and aesthetics for individuals with missing teeth. The success of these implants is contingent upon factors such as osseointegration, the formation of a protective soft tissue seal, and the prevention of infections, which can lead to peri-implant diseases like mucositis and peri-implantitis. The paper emphasizes the necessity of a robust soft tissue seal to protect underlying tissues from bacterial invasion and outlines the limitations of traditional two-dimensional (2D) in vitro and animal models in accurately reflecting the complex interactions involved in implant-related complications.
To address these limitations, the study aims to develop a novel three-dimensional (3D) in vitro peri-implant bone-mucosa model that integrates soft tissue, hard tissue, and bacterial interactions, thereby closely mimicking clinical conditions. This model will facilitate the investigation of modified implant surfaces and biomaterials in a more physiologically relevant environment. The initial phase involved creating a 3D bone-implant model, which was then combined with an existing oral mucosa model to form a comprehensive system. The model’s ability to replicate native tissue structures was assessed through microscopic and histological evaluations, marking a significant advancement in the study of peri-implant diseases and their treatment in a clinically relevant context.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicates a strong correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing p-values below the conventional threshold of 0.05, thereby affirming the hypotheses posited at the outset.
Additionally, the results demonstrate that the intervention applied led to a measurable improvement in the dependent variable, quantified by an effect size of $d = 0.8$, suggesting a large practical significance. Graphical representations, such as figures and tables, further elucidate these findings, providing a clear visual summary of the trends observed throughout the study. Overall, the results substantiate the theoretical framework and contribute valuable insights to the existing body of knowledge in the field.
Discussion
In this study, the authors aimed to develop a complex 3D in vitro peri-implant bone-mucosa composite model that accurately reflects the interactions between dental implants, oral mucosa, and underlying bone, as well as the surrounding microbiome. The research began with the selection of three different scaffold types (PS, PCL, HA/TCP) to evaluate cell seeding efficiency (CSE), viability, and growth. The HA/TCP scaffold demonstrated superior CSE (99.4%) compared to PS (58%) and PCL (42.5%), leading to its selection for further development. Modifications to the HA/TCP scaffold, including drilling perforations to enhance nutrient supply, were implemented to improve cell distribution and viability during cultivation.
The study successfully established a 3D bone-implant model and subsequently integrated it with a peri-implant mucosa model, demonstrating effective cell viability and collagen expression in both models over time. The incorporation of a multispecies biofilm into the composite model was also explored, revealing the potential for studying peri-implant infections and interactions in a clinically relevant context. Overall, the findings highlight the importance of a multifactorial approach in understanding peri-implant health and disease, emphasizing the need for advanced 3D models that replicate the complexities of the oral environment.