Comparative characteristics of the chemical structure of barrier membranes: a review

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The increasing prevalence of dental implant placement and guided bone regeneration procedures in periodontology worldwide has heightened the clinical priority of optimizing the techniques for restoring the volume of the alveolar. The primary goal of these interventions is to reconstruct adequate bone volume required for establishing a stable osseous foundation suitable for both natural teeth and dental implants.

The work aimed to analyze published data on the use of barrier membranes in implantology and guided tissue regeneration of the periodontium, with a particular focus on their chemical composition, and to identify their key advantages and limitations.

A total of 245 publications were retrieved from the PubMed/MEDLINE, Google Scholar, and eLIBRARY.RU databases. Following the selection process, 30 articles were included in the review.

In recent years, the primary objective of periodontal guided tissue regeneration has been the development of novel barrier materials that demonstrate optimal biocompatibility while combining features of both resorbable and nonresorbable membranes. Polylactide and polyglycolide have been identified as promising materials for the fabrication of such membranes.

About the authors

Galina E. Bordina

Tver State Medical University

Author for correspondence.
Email: gbordina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6375-7981
SPIN-code: 1313-2983

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

Russian Federation, Tver

Nadezhda P. Lopina

Tver State Medical University

Email: n.lopina@internet.ru
ORCID iD: 0000-0002-7213-1531
SPIN-code: 1216-3570

Cand. Sci. (Chemistry), Professor

Russian Federation, Tver

Alexey A. Andreev

Tver State Medical University

Email: aandreev01@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1012-9356
Russian Federation, Tver

Ilya A. Nekrasov

Tver State Medical University

Email: ilya.nekrasov.01@bk.ru
ORCID iD: 0009-0007-1830-7069
Russian Federation, Tver

Vasiliy A. Osokin

Tver State Medical University

Email: osokin-mailbox@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-8325-9314
Russian Federation, Tver

References

  1. Zhang J, Tong D, Song H, et al. Osteoimmunity-regulating biomimetically hierarchical scaffold for augmented bone regeneration. Adv Mater. 2022;34(36):e2202044. doi: 10.1002/adma.202202044 EDN: DRPHSJ
  2. Ayari H. The use of periodontal membranes in the field of periodontology: spotlight on collagen membranes. J Appl Biomed. 2022;20(4):154–162. doi: 10.32725/jab.2022.020 EDN: BFBWGB
  3. Ren Y, Fan L, Alkildani S, et al. Barrier membranes for Guided Bone Regeneration (GBR): A focus on recent advances in collagen membranes. Int J Mol Sci. 2022;23(23):14987. doi: 10.3390/ijms232314987 EDN: CYMZLD
  4. Nechaev AP, Bolotov VM, Komarova EV, Savvin PN. Organic chemistry: textbook. Moscow: Izdatel’stvo ‘LAN’’; 2024. 698 p. (In Russ.) ISBN: 978-5-507-48181-1
  5. Ma Y, Yan X. Periodontal guided tissue regeneration membranes: limitations and possible solutions for the bottleneck analysis. Tissue Eng Part B Rev. 2023;29(5):532–544. doi: 10.1089/ten.TEB.2023.0040
  6. Levine RA, Lai PC, Manji A, et al. Implant site development using titanium mesh in the maxilla: a retrospective study of 58 mesh procedures in 48 patients. Int J Periodontics Restorative Dent. 2022;42(1):43–51. doi: 10.11607/prd.5530 EDN: ZKBYWV
  7. Li J, Ahmed A, Degrande T, et al. Histological evaluation of titanium fiber mesh-coated implants in a rabbit femoral condyle model. Dent Mater. 2022;38(4):613–621. doi: 10.1016/j.dental.2021.12.135 EDN: FFQQWF
  8. Mateo-Sidrón Antón MC, Pérez-González F, Meniz-García C. Titanium mesh for guided bone regeneration: a systematic review. Br J Oral Maxillofac Surg. 2024;62(5):433–440. doi: 10.1016/j.bjoms.2024.04.005
  9. Bokobza A, Nicot R, Raoul G, et al. Management of postoperative outcomes of polytetrafluoroethylene membranes in alveolar ridge reconstruction: a systematic review. J Stomatol Oral Maxillofac Surg. 2023;124(6S):101641. doi: 10.1016/j.jormas.2023.101641 EDN: LMYOON
  10. Yotsova RV. Socket preservation using dense polytetrafluoroethylene membranes and platelet-rich plasma. Cureus. 2024;16(10):e72265. doi: 10.7759/cureus.72265 EDN: ZCFVAE
  11. Urban IA, Saleh MHA, Ravidà A, et al. Vertical bone augmentation utilizing a titanium-reinforced PTFE mesh: A multi-variate analysis of influencing factors. Clin Oral Implants Res. 2021;32(7):828–839. doi: 10.1111/clr.13755 EDN: POCBJY
  12. Nashhekina JuA, Lukonina OA, Mihajlova NA. Chemical crosslinkers for collagen: mechanisms of interaction and potential for use in regenerative medicine. Tsitologiya. 2020;62(7):459–472. doi: 10.31857/S0041377120070044 EDN: LXSAMR
  13. Quan BD, Sadeghi R, Ikeda Y, et al. Screening of functionalized collagen membranes with a porcine periodontal regeneration model. Oral Dis. 2023;29(7):2845–2853. doi: 10.1111/odi.14445 EDN: BKCJLP
  14. Janjić K, Agis H, Moritz A, et al. Effects of collagen membranes and bone substitute differ in periodontal ligament cell microtissues and monolayers. J Periodontol. 2022;93(5):697–708. doi: 10.1002/JPER.21-0225 EDN: YAVXNS
  15. Li M, Cheng G, Xiao S, et al. Biomimetic mineralized hydroxyapatite-fish-scale collagen/chitosan nanofibrous membranes promote osteogenesis for periodontal tissue regeneration. ACS Biomater Sci Eng. 2024;10(8):5108–5121. doi: 10.1021/acsbiomaterials.4c00569 EDN: ZYDOSN
  16. Shenoy M, Abdul NS, Qamar Z, et al. Collagen structure, synthesis, and its applications: a systematic review. Cureus. 2022;14(5):e24856. doi: 10.7759/cureus.24856 EDN: QGRRDI
  17. Zhou T, Chen S, Ding X, et al. Fabrication and characterization of collagen/PVA dual-layer membranes for periodontal bone regeneration. Front Bioeng Biotechnol. 2021;9:630977. doi: 10.3389/fbioe.2021.630977 EDN: IZXBQN
  18. Imani A, Panahipour L, Kühtreiber H, et al. RNAseq of gingival fibroblasts exposed to PRF membrane lysates and PRF serum. Cells. 2024;13(15):1308. doi: 10.3390/cells13151308 EDN: CBLVUY
  19. Miron RJ, Moraschini V, Fujioka-Kobayashi M, et al. Use of platelet-rich fibrin for the treatment of periodontal intrabony defects: a systematic review and meta-analysis. Clin Oral Investig. 2021;25(5):2461–2478. doi: 10.1007/s00784-021-03825-8 EDN: NQYDZH
  20. Miron RJ, Pikos MA, Estrin NE, et al. Extended platelet-rich fibrin. Periodontol 2000. 2024;94(1):114–130. doi: 10.1111/prd.12537 EDN: YRLKZG
  21. Sasaki JI, Abe GL, Li A, et al. Barrier membranes for tissue regeneration in dentistry. Biomater Investig Dent. 2021;8(1):54–63. doi: 10.1080/26415275.2021.1925556 EDN: RRXHCU
  22. Sbricoli L, Guazzo R, Annunziata M, et al. Selection of collagen membranes for bone regeneration: a literature review. Materials (Basel). 2020;13(3):786. doi: 10.3390/ma13030786 EDN: RJDPRY
  23. Mizraji G, Davidzohn A, Gursoy M, et al. Membrane barriers for guided bone regeneration: An overview of available biomaterials. Periodontol 2000. 2023;93(1):56–76. doi: 10.1111/prd.12502 EDN: DKJVXY
  24. Venkatesan N, Lavu V, Balaji SK. Clinical efficacy of amniotic membrane with biphasic calcium phosphate in guided tissue regeneration of intrabony defects — a randomized controlled clinical trial. Biomater Res. 2021;25(1):15. doi: 10.1186/s40824-021-00217-7 EDN: NXENBM
  25. Kouhi M, Yousefi S, Sajadi-Javan ZS, et al. Calcium phosphate grafts combined with guided tissue regeneration in the treatment of periodontal bony defects — a systematic review and meta-analysis. J Evid Based Dent Pract. 2024;24(4):102022. doi: 10.1016/j.jebdp.2024.102022 EDN: VPESQM
  26. Varghese J, Rajagopal A, Shanmugasundaram S. Role of biomaterials used for periodontal tissue regeneration — a concise evidence-based review. Polymers (Basel). 2022;14(15):3038. doi: 10.3390/polym14153038 EDN: SPRCJZ
  27. Zhang M, Zhou Z, Yun J, et al. Effect of different membranes on vertical bone regeneration: a systematic review and network meta-analysis. Biomed Res Int. 2022;2022:7742687. doi: 10.1155/2022/7742687 EDN: NJDMLS
  28. Ming P, Rao P, Wu T, et al. Biomimetic design and fabrication of sericin-hydroxyapatite based membranes with osteogenic activity for periodontal tissue regeneration. Front Bioeng Biotechnol. 2022;10:899293. doi: 10.3389/fbioe.2022.899293 EDN: OLFYCP
  29. Chen E, Wang T, Sun Z, et al. Polyphenols-based intelligent oral barrier membranes for periodontal bone defect reconstruction. Regen Biomater. 2024;11:rbae058. doi: 10.1093/rb/rbae058 EDN: JGOATH
  30. Huang L, Wu T, Sun J, et al. Biocompatible chitin-based Janus hydrogel membranes for periodontal repair. Acta Biomater. 2024;190:219–232. doi: 10.1016/j.actbio.2024.10.038 EDN: NHECRR

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structural formula of poly-1,1,2,2-tetrafluoroethylene (C2F4)n.

Download (45KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic representation of a nucleophilic addition reaction.

Download (84KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Lactic acid-based synthesis reactions: a — synthesis of cyclic lactic acid lactide; b — synthesis of polylactic acid.

Download (125KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Optical isomers of lactic acid: a — D-isomer; b — L-isomer; * asymmetry of the carbon atom.

Download (37KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Relative positions of bone tissue, hydroxyapatite, and the polyethylene layer that forms part of the membrane.

Download (34KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».