Forebyggelse af tandimplantatinfektioner

En million tandimplantater indsættes hvert år i Tyskland, og ofte skal de udskiftes på grund af problemer som vævsinfektioner forårsaget af bakterier. I fremtiden, disse infektioner vil blive forhindret takket være en ny plasmaimplantatbelægning, der dræber patogener ved hjælp af sølvioner.

Bakteriel infektion af et tandimplantat er en frygtet komplikation, da det medfører en høj risiko for kæbeknogledegeneration. Implantering af en kunstig tandrod sætter gang i et kapløb mellem infektiøse patogener og kroppens eget cellulære forsvar. Hvis bakterierne vinder, de danner en biologisk film over titaniumet for at beskytte sig mod antibiotika. Når først implantatet er koloniseret af bakterier, resultatet er en inflammatorisk reaktion, hvilket kan resultere i knogleatrofi.

For at mindske risikoen for infektion og forbedre implantatets langsigtede effektivitet, forskere ved Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM i Bremen har udviklet en ny type implantatcoating i samarbejde med branchepartnere. DentaPlas-belægningen hjælper med at forhindre vækst af bakterier, således at implantatet kan tage ordentligt fat og derved danne en hurtigere og mere permanent binding til kæbeknoglen. Tricket til dette ligger i at kombinere overfladematerialer, der har fysiske såvel som kemiske egenskaber. "Vi har givet DentaPlas-belægningen en ru tekstur, som fremmer cellulær vækst, ud over at kombinere det med en hydrofil plasmapolymerbelægning, som tiltrækker fugt, " siger Dr. Ingo Grunwald, projektleder hos IFAM. Forskere har integreret sølv nanopartikler i den tynde plasmapolymerbelægning, som er op til blot 100 nanometer tyk. Sølvnanopartiklerne opløses over en periode på flere uger, og i løbet af den tid frigiver de løbende små mængder anti-mikrobielle sølvioner, som dræber bakterier.

Tre lag beskyttelse

"DentaPlas-systemet består af tre lag, med to plasmapolymerlag, der omgiver et midterlag af sølv. Inden for denne struktur dannes et biocidreservoir, og det yderste lag frigiver ionerne. Dette er fordelagtigt, fordi det forhindrer direkte kontakt mellem vævet og sølvpartiklerne, som kan være giftig ved eksponering, " siger udvikler Dr. Dirk Salz. Forskere kan skræddersy sølvkoncentrationen såvel som tykkelsen af ​​lagene og deres porøsitet. Dette gør det muligt for sølvionerne at trænge ind i det yderste plasmapolymerlag over et bestemt tidsrum, der anses for nødvendigt for korrekt at integrere implantat. Når sølvbeholderen er opbrugt, der frigives ikke flere sølvioner, dermed undgå langsigtede toksiske virkninger.

I forsøg med færdige implantater og titanium testprøver, IFAM-forskerne viste, at DentaPlas-belægningen ikke kun er antimikrobiel, men også fuldt biokompatibel og steriliserbar. Testprøverne blev overtrukket ved anvendelse af en plasmapolymerisationsfacilitet på IFAM i Bremen. Forskere bekræftede den mekaniske stabilitet og robusthed af DentaPlas-belægningen i forsøg med underkæbeben fra grise taget fra slagterbutikker. Her, de udsatte de DentaPlas-coatede implantater for hårdheden ved at blive skruet på plads ved hjælp af de instrumenter, der findes i moderne tandlægepraksis. DentaPlas-belægningen bestod denne stresstest med glans. Projektpartner og Fraunhofer-spinoff Bio Gate AG har med succes overført processerne til coating af testprøverne og titanskruerne til sine egne produktionsfaciliteter. Den medicinske teknologivirksomhed er også producenten af ​​DentaPlas tre-lags belægningssystem.