Бактериальная инфекция дентального имплантата — серьезное осложнение, так как оно сопряжено с высоким риском дегенерации челюстной кости. Имплантация искусственного корня зуба запускает гонку между инфекционными патогенами и собственной клеточной защитой организма. Если бактерии побеждают, они образуют биологическую пленку на титане, чтобы защитить себя от антибиотиков. Как только имплантат заселяется микробами, возникает воспалительная реакция, которая может привести к атрофии кости.
Чтобы снизить риск заражения и улучшить долгосрочную эффективность имплантата, исследователи из Института производственных технологий и передовых материалов им. Фраунгофера IFAM в Бремене в сотрудничестве с отраслевыми партнерами разработали новый тип покрытия имплантата. Покрытие DentaPlas помогает предотвратить рост бактерий, тем самым позволяя имплантату правильно закрепиться и, таким образом, образовывать более быстрое и прочное соединение с челюстной костью.
Уловка заключается в сочетании материалов поверхности, которые обладают как физическими, так и химическими свойствами. «Мы придали покрытию DentaPlas грубую текстуру, которая способствует росту клеток, в дополнение к сочетанию его с гидрофильным плазменным полимерным покрытием, которое притягивает влагу», — говорит д-р Инго Грюнвальд, руководитель проекта в IFAM. Исследователи интегрировали наночастицы серебра в тонкое плазменное полимерное покрытие, толщина которого составляет всего 100 нанометров. Наночастицы серебра растворяются в течение нескольких недель, и в течение этого времени они непрерывно выделяют небольшие количества антимикробных ионов серебра, которые убивают бактерии.
Три уровня защиты«Система DentaPlas состоит из трех слоев, причем два слоя плазменного полимера окружают центральный слой серебра. Внутри этой структуры образуется резервуар биоцида, а самый внешний слой высвобождает ионы. Это полезно, поскольку предотвращает прямой контакт между тканью и частицы серебра, которые могут быть токсичными при воздействии », — говорит разработчик д-р Дирк Зальц.
Исследователи могут регулировать концентрацию серебра, а также толщину слоев и их пористость. Это позволяет ионам серебра проникать в самый внешний плазменный полимерный слой в течение заданного периода времени, который считается необходимым для правильной интеграции имплантата. Когда резервуар для серебра исчерпан, ионы серебра больше не выделяются, что позволяет избежать долгосрочных токсических эффектов.
В испытаниях с использованием готовых имплантатов и тестовых образцов титана исследователи IFAM продемонстрировали, что покрытие DentaPlas не только антимикробно, но также полностью биосовместимо и подлежит стерилизации. Испытательные образцы были покрыты с использованием установки плазменной полимеризации в IFAM в Бремене. Исследователи подтвердили механическую стабильность и прочность покрытия DentaPlas в ходе испытаний с использованием нижней челюсти свиней, взятых из мясных магазинов. Здесь они подвергли имплантаты, покрытые DentaPlas, жесткому вворачиванию на место с помощью инструментов, используемых в современной стоматологической практике.
Покрытие DentaPlas с честью выдержало этот стресс-тест. Партнер проекта и дочерняя компания Fraunhofer Bio Gate AG успешно перенесла процессы нанесения покрытий на испытательные образцы и титановые винты на собственное производство.
Медицинская технологическая компания также является производителем трехслойной системы покрытий DentaPlas.В настоящее время доступен демонстрационный образец плазменного полимерного покрытия.
Исследователи представят зубной имплантат с покрытием DentaPlas на выставке MEDICA в Дюссельдорфе с 16 по 19 ноября на объединенном стенде Fraunhofer.