Implantátumok felületi sajátosságainak összehasonlító vizsgálata

 

Pár évvel ezelőtt DR. KATONA BERNADETT, DR. DARÓCZI LAJOS, DR. JENEI ATTILA, DR. BAKÓ JÓZSEF és PROF. DR. HEGEDŰS CSABA komoly összehasonlító vizsgálatot indítottak a Magyarországon legismertebb hazai és külföldi implantátum típusok felületkialakításával kapcsolatosan. A kutatásban a A Debreceni Egyetem Fogpótlástani Tanszéke, a Szilárdtest Fizikai Tanszéke és a Biofizikai- és Sejtbiológiai Intézet Tanszéke egyaránt közreműködött. A projektbe bekapcsolódott a BIONIKA Medline Kft. is, hiszen a sokak által közkedvelt BIONIKA CORTICAL implantátumrendszer is átesett a felületi sajátosságokat összehasonlító vizsgálaton. 

A kutatók a Fogorvosi Szemle folyóiratban jelentették meg eredményeiket. A teljesen független, számunkra legfontosabb vizsgálati eredményeket ebben a cikkben tettük közzé. „A fogászati titán implantátumok anyagi összetétele és felszíni érdessége fontos az osszeointegráció folyamatában és az implantátumoknak további követelményeknek is meg kell felelniük: például biokompatibilitás, kellő szilárdság, korrózióstabilitás és iparilag előállíthatóság.

Vizsgálat célja

A BIONIKA részéről a vizsgálat legfontosabb célja az volt, hogy magyarázatot kapjunk arra a tényre, hogy speciális felületkezelési technikánk következményeként, az elmúlt évek tapasztalata alapján:

  • az látszik, hogy a BIONIKA implantátumok a versenytársakhoz képest kiemelkedően jól összeintegrálódnak. (Erről gyakran kapunk visszajelzést termékeinket használó partnereinktől.)
  • Továbbá fontos célkitűzésünk volt az is, hogy ne csak a különbözőségekről, hanem az egyező tulajdonságokról is képet kapjunk, más Magyarországon is forgalmazott implantátumokhoz képest.

A vizsgálat menete

A vizsgálatban résztvevő kutatók pásztázó elektron- mikroszkóppal (Hitachi S-4300, Japan) megvizsgálták hét ismert, Magyarországon is forgalmazott implantátum (Denti Bone Level, Denti Zirconium C, BIONIKA CORTICAL, Straumann SLA, Straumann SLA Active, Dentsply Ankylos, Biotech Kontact implantátum) felületi morfológiáját és anyagi sajátosságait.

A homokfúvás során nagy sebességgel és kemény szemcsékkel érdesítették az implantátum felszíneket. A felhasznált anyag fizikai-kémiai sajátosságai fontosak, mert nagymértékben befolyásolhatják a létrehozott felszín tulajdonságait, ugyanakkor nem szabad akadályozniuk az implantátum osszeointegrációs folyamatait. A savmaratás technikájával erős savak keverékébe történő bemártás után mikroüregekkel tarkított titánfelszínt kapnak. A kettős savmaratás elősegítheti a csontképző sejtek és fibrinszálcsák adhézióját, segítve a csontképződést az implantátum felszínén. Munkájukban bemutatták, hogy – habár a vizsgált implantátumtípusok esetében a fentebb ismertetett két leggyakoribb felületmegmunkáló technikát (homokszórás, savmaratás) alkalmazták – különböző felületi morfológiai sajátosságok figyelhetők meg. Az elektronmikroszkópos vizsgálatok elvégzése előtt beágyazták a vizsgált objektumokat hideg, – illetve meleg beágyazó anyagokba, attól függően, hogy mennyire rendelkezett az implantátum belső tagozottsággal. A felületi sajátosságok miatt vákuumosan impregnálták a Denti Bone Level, Straumann SLA és BIONIKA CORTICAL típusú implantátumokat EpoFix gyantában nagy nyomáson, Cito Vac impregnáló berendezésben.

Vizsgálati eredmények

A BIONIKA CORTICAL implantátum nagy menetemelkedésű és menetmélységű fűrészfogas csavarprofillal rendelkezik. Az 1. ábrán is jól látható felszínt savazási és elektrokémiai tisztítási folyamatokon keresztül alakítják ki. A felszíni elektronmikroszkópos képeken számos fekete folt található, mely a keresztmetszeti képen nem figyelhető meg. Az elemanalízis során a Ti-ötvözet mellett Al is jelen volt. 

A CORTICAL implantátum menetkialakítása teljesen egyedülálló, hiszen olyan „fűrészfogas” menetkialakítással rendelkezik melyet jellegzetes profilja miatt epszilon menetnek neveztünk. Ezzel a kialakítással tovább sikerült javítani az implantátum vékony részeinél a szilárdságot és a felület nagyságát. A BIONIKA termékfejlesztői alapvetően nem az éles, hanem a biológiai szervezethez jobban alkalmazkodó rádiuszos megoldásokat preferálják. Ezen tulajdonsága következtében a spongiosa csontszerkezet jobban viseli a dinamikus erőhatásokat.

A kutatók a felületi struktúra vonatkozásában az alábbi tárgyilagos megállapítást tették. „Kísérleti tapasztalataink szerint olyan érdesítési és savmaratási mélységeket sikerült elérnünk, mely a megvilágított felszínen több micron nagyságrendű sötét pontszerű kráterekben mutatkozik meg.” Az 1. ábrán látható, hogy a BIONIKA CORTICAL implantátumnál a felület érdessége jóval nagyobb kráterekből áll, mint a 2. ábrán látható Straumann SLA esetében, ami rendkívül sokat javít az osszeointegráción

1. ábra: BIONIKA CORTICAL implantátum EM képe

Straumann SLA implantátum felület EM képe

2. ábra: Straumann SLA implantátum EM képe

A felületkezelésre vonatkozóan megállapítható, hogy a CORTICAL implantátum gyártása során közel azonos technológiát alkalmazunk a Straumann SLA felszín kialakításának technológiájához. A 4. ábrán látható CORTICAL implantátum energiadiszperzív röntgenspektrométeres elemanalízis képe megegyezik a Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft. Logisztikai és Gyártástechnikai Intézetében készítettet eredményekkel. Mivel a BIONIKA CORTICAL egy széles spektrumú fogászati implantátum rendszer, ezért szilárdsági megfontolásból szükségessé vált alumínium tartalmú ISO 5832-3 előírás szerinti nagy-szilárdságú titánötvözet implantátumanyag alkalmazása. A BIONIKA fejlesztőcsapata anélkül, hogy rontana a biokompatibilitáson, jelentős szilárdságnövelést tud elérni az implantátumainál, amely különösen indokolt a vékony 3 mm-es átmérő vagy annál kisebb implantátumok gyártásánál.

3. ábra: BIONIKA CORTICAL implantátum EM képe

4. ábra: BIONIKA CORTICAL implantátum energiadiszperzív röntgenspektrométeres elemanalízise

Konklúzió

Végső következtetésként megállapíthatjuk, hogy a kutatók vizsgálati eredményei jól alátámasztják a megelőző vizsgálatainkat és több évtizedes tapasztalatainkat. Az implantátumok felületszerkezetének kialakítása kezd összenőni. A gyártás és fejlesztés szinte azonos technológiával történik a legismertebb kutatás-fejlesztéssel-gyártással foglalkozó cégeknél, így a BIONIKÁ-nál is. Az alkalmazott implantátum alapanyagok megválasztása egyértelműen a nagyobb szilárdságú biokompatibilis anyagok felé tolódik el.       

                                                                                    

Hajdú József

tulajdonos és ügyvezető igazgató

BIONIKA Medline Kft. 

*Forrás: FOGORVOSI SZEMLE, 106. évf. 4. sz. 2013. 135-143