Nowe materiały na implanty kręgosłupowe i zębowe
Głównym zadaniem implantów kręgosłupowych jest wyleczenie powodującego niepełnosprawność bólu, u którego podstaw leży ucisk na zakończenia nerwowe lub nieprawidłowa ruchomość kręgów i związany z nią ból stawów. Zachęcającą strategią uśmierzania takiego bólu jest proteza krążka międzykręgowego w odcinku lędźwiowym, która mogłaby częściowo przywrócić mobilność. Materiał protezy musi być odporny na ścieranie, zmęczenie i wstrząsy, na które proteza będzie narażona w środowisku ciała ludzkiego. W przypadku implantów stomatologicznych skuteczne materiały ceramiczne w kolorze zęba to takie, które są wytrzymałe, stabilne i dają możliwość integracji z kością szczęki lub żuchwy. Ceramika na bazie cyrkonii stanowi jedyny materiał, który jest jednocześnie odporny na obciążenia i na złamania, przez co stanowi najlepszy materiał przy tak wymagających narzędziach klinicznych. Celem finansowanego przez UE projektu LONGLIFE (Advanced multifunctional zirconia ceramics for long-lasting implants) było opracowanie nowych implantów kręgosłupowych i stomatologicznych z cyrkonii, które byłyby niezawodne i odpowiednie do stosowania przez ponad 60 lat. Głównym wyzwaniem w przypadku tego typu implantów jest osteointegracja, czyli stworzenie bezpośredniego połączenia pomiędzy implantem a kością, bez rozdzielającej ich tkanki miękkiej. Modyfikacje powierzchni implantu cyrkoniowego miały na celu lepszą integrację implantu z kością oraz minimalizowanie ryzyka adhezji bakterii. Członkowie konsorcjum opracowali i opatentowali innowacyjny inżynieryjny szlak służący do syntezy wielofazowych proszków i materiałów kompozytowych o niespotykanym wcześniej stopniu złożoności i rozdrobnieniu ziarna. Dzięki optymalizacji procesu udało się uzyskać twarde i wytrzymałe materiały kompozytowe o dużej stabilności. Biologiczne reakcje nowych materiałów i powierzchni zostały ocenione w złożonych próbach in vitro za pomocą kokultur i składników śliny z jamy ustnej. Kompozyty opracowane w ramach projektu LONGLIFE wykazały najwyższy stopień integracji z kością oraz najniższy stopień adhezji bakterii. Specyfikacje implantów kręgosłupowych i zębowych zostały ocenione krytycznie i opracowano nowe projekty oraz prototypy. Została przeprowadzona analiza implantów dentystycznych i kręgosłupowych w warunkach złożonego naprężenia porównywalnych do warunków in vivo. Implanty zostały przetestowane przy użyciu podejść wielofunkcyjnych uwzględniających zużycie, wstrząsy i starzenie się w przypadku implantów kręgosłupowych oraz zmęczenie i starzenie w przypadku implantów dentystycznych. Podsumowując, konsorcjum LONGLIFE opracowało technologię syntezy i ewolucji nowych materiałów i powierzchni kompozytowych używanych w implantach. Sukces prac w projekcie LONGLIFE oznacza stworzenie "implantu na całe życie", pozwalając na uniknięcie kosztownych i ryzykownych ponownych operacji.
Słowa kluczowe
Implanty dentystyczne, implanty kręgosłupa, LONGLIFE, ceramika z cyrkonii, osteointegracja
