Ogni anno in Germania vengono inseriti un milione di impianti dentali, e spesso devono essere sostituiti a causa di problemi come infezioni dei tessuti causate da batteri. Nel futuro, queste infezioni saranno prevenute grazie a un nuovo rivestimento dell'impianto al plasma che uccide i patogeni utilizzando ioni d'argento.

L'infezione batterica di un impianto dentale è una complicazione temuta, poiché comporta un alto rischio di degenerazione della mandibola. L'impianto di una radice dentale artificiale innesca una corsa tra agenti patogeni infettivi e le difese cellulari dell'organismo. Se i batteri vincono, formano un film biologico sul titanio per proteggersi dagli antibiotici. Una volta che l'impianto è colonizzato da germi, il risultato è una reazione infiammatoria, che può provocare atrofia ossea.

Per ridurre il rischio di infezione e migliorare l'efficacia a lungo termine dell'impianto, i ricercatori del Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM di Brema hanno sviluppato un nuovo tipo di rivestimento per impianti in collaborazione con partner industriali. Il rivestimento DentaPlas aiuta a prevenire la crescita di batteri, consentendo così all'impianto di attecchire correttamente e quindi di formare un legame più rapido e permanente con l'osso mascellare. Il trucco sta nel combinare materiali di superficie che presentano proprietà fisiche e chimiche. "Abbiamo conferito al rivestimento DentaPlas una trama ruvida, che favorisce la crescita cellulare, oltre a combinarlo con un rivestimento polimerico al plasma idrofilo, che attira l'umidità, " dice il dottor Ingo Grunwald, project manager presso l'IFAM. I ricercatori hanno integrato nanoparticelle d'argento nel sottile rivestimento di polimeri al plasma, che è fino a soli 100 nanometri di spessore. Le nanoparticelle d'argento si dissolvono in un periodo di diverse settimane, e durante quel periodo rilasciano continuamente piccole quantità di ioni d'argento antimicrobici, che uccidono i batteri.

Tre livelli di protezione

"Il sistema DentaPlas è composto da tre strati, con due strati di polimeri al plasma che circondano uno strato centrale di argento. All'interno di questa struttura si forma un serbatoio di biocida, e lo strato più esterno rilascia gli ioni. Questo è vantaggioso perché impedisce il contatto diretto tra il tessuto e le particelle d'argento, che può essere tossico se esposto, " afferma lo sviluppatore Dr. Dirk Salz. I ricercatori possono personalizzare la concentrazione di argento, nonché lo spessore degli strati e la loro porosità. Ciò consente agli ioni d'argento di penetrare nello strato di polimero plasmatico più esterno per un determinato periodo di tempo ritenuto necessario per integrare correttamente il Quando il serbatoio d'argento è esaurito, non vengono più rilasciati ioni d'argento, evitando così qualsiasi effetto tossico a lungo termine.

Nelle prove che utilizzano impianti finiti e campioni di prova in titanio, i ricercatori IFAM hanno dimostrato che il rivestimento DentaPlas non è solo antimicrobico ma anche completamente biocompatibile e sterilizzabile. I campioni di prova sono stati rivestiti utilizzando un impianto di polimerizzazione al plasma presso l'IFAM di Brema. I ricercatori hanno confermato la stabilità meccanica e la robustezza del rivestimento DentaPlas in prove utilizzando le mascelle inferiori dei maiali prelevati dalle macellerie. Qui, hanno sottoposto gli impianti rivestiti DentaPlas ai rigori di essere avvitati in posizione utilizzando gli strumenti che si trovano nei moderni studi dentistici. Il rivestimento DentaPlas ha superato questo stress test a pieni voti. Bio Gate AG, partner del progetto e spinoff di Fraunhofer, ha trasferito con successo i processi di rivestimento dei campioni di prova e delle viti in titanio ai propri impianti di produzione. L'azienda di tecnologia medica è anche il produttore del sistema di rivestimento a tre strati DentaPlas.