La ricerca condotta di recente presso la Canadian Light Source (CLS) di Saskatoon ha rivelato informazioni promettenti su come costruire un impianto dentale migliore, uno che si integra più facilmente con l'osso per ridurre il rischio di fallimento.

"Ci sono milioni di impianti dentali e ortopedici inseriti ogni anno in Nord America e un certo numero di loro fallisce sempre, anche in persone sane con ossa sane, " disse Kathryn Grandfield, professore assistente presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso la McMaster University di Hamilton.

Un impianto dentale ripristina la funzione dopo che un dente è stato perso o rimosso. Di solito è un impianto a forma di vite che viene posizionato nell'osso mascellare e funge da radici del dente, mentre un dente artificiale è posizionato sopra. La porzione dell'impianto è la radice artificiale che tiene in posizione un dente artificiale.

Grandfield ha condotto uno studio che ha mostrato che l'alterazione della superficie di un impianto in titanio ha migliorato la sua connessione con l'osso circostante. È una scoperta che potrebbe essere applicabile ad altri tipi di impianti metallici, comprese ginocchia e fianchi ingegnerizzati, e persino placche utilizzate per proteggere le fratture ossee.

Circa tre milioni di persone in Nord America ricevono impianti dentali ogni anno. Mentre il tasso di fallimento è solo dell'1-2%, "l'uno o il due percento di tre milioni è molto, " ha detto. Gli impianti ortopedici falliscono fino al cinque per cento del tempo entro i primi 10 anni; la vita prevista di questi dispositivi è di circa 20-25 anni, lei ha aggiunto.

"Quello che stiamo cercando di scoprire è perché falliscono, e perché gli impianti che hanno successo funzionano. Il nostro obiettivo è comprendere l'interfaccia osso-impianto al fine di migliorare il design degli impianti".

Il gruppo di ricerca di Grandfield, che includeva il collega post-dottorato Xiaoyue Wang e il collega di McMaster Adam Hitchcock del Dipartimento di Chimica e Biologia Chimica. I membri del team hanno utilizzato la linea di luce della spettromicroscopia a raggi X molli presso il CLS e le strutture del Canadian Centre for Electron Microscopy di Hamilton per esaminare un impianto dentale fallito che doveva essere rimosso, insieme a una piccola quantità di osso circostante, da un paziente. Prima dell'impianto, un raggio laser è stato utilizzato per alterare l'impianto, per irruvidire la superficie, creando quelli che sembravano "piccoli vulcani" in superficie. Dopo la rimozione dal paziente, il punto di connessione tra osso e metallo è stato poi studiato attentamente per capire come si comportava l'impianto.

"Quello che abbiamo scoperto è che la modifica della superficie ha cambiato la chimica dell'impianto. La modifica ha creato uno strato di ossido, ma non un cattivo strato di ossido come la ruggine ma uno migliore, strato più vantaggioso che aiuta a integrarsi con il materiale osseo."

I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Interfacce materiali avanzati a maggio, garantire che i risultati siano disponibili "per le aziende di impianti interessate a utilizzare la nanotecnologia per modificare la struttura degli impianti che producono, " ha detto Grandfield.

I prossimi passi della ricerca saranno applicare la tecnica di modifica della superficie ad altri tipi di impianti "per poter comprendere appieno come funzionano". Grandfield ha aggiunto che la ricerca condotta al CLS ha coinvolto ossa sane "quindi sarei davvero interessato a vedere la risposta quando l'osso è un po' più compromesso dall'età o dalla malattia, come l'osteoporosi. Abbiamo bisogno di trovare le migliori modifiche superficiali... perché la tecnologia che abbiamo oggi per trattare i pazienti con osso più sano potrebbe non essere sufficiente con osso compromesso".