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Dalla ricerca un nuovo rivestimento per prevenire le infezioni agli impianti dentali

Un'immagine al microscopio elettronico a scansione mostra una cellula correttamente coltivata su un impianto dentale. (Foto: Fraunhofer IFAM)
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lun. 9 novembre 2015

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Brema. In Germania vengono inseriti ogni anno un milione di impianti destinati talvolta al fallimento a causa di infezioni dei tessuti causate da batteri e che in futuro si potrebbero evitare grazie a un nuovo rivestimento al plasma, sviluppato da ricercatori del Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials (IFAM) di Brema. Chiamato DentaPlas, uccide gli agenti patogeni utilizzando ioni d'argento e migliorando l'efficacia a lungo termine dell’impianto.

L’infezione batterica di un impianto è una complicanza temuta, comportando un elevato rischio di degenerazione mandibolare. Il posizionamento dell'impianto scatena infatti una gara tra gli agenti patogeni infettivi e difese cellulari del corpo. Se vincono i batteri, si forma una pellicola biologica sopra il titanio a difesa dagli antibiotici. Una volta che l'impianto è colonizzato dai germi, ne risulta una reazione infiammatoria, che può causare atrofia ossea.

Per ridurre il rischio di infezione e migliorare l'efficacia a lungo termine degli impianti, i ricercatori del Fraunhofer IFAM a Brema hanno sviluppato un nuovo tipo di rivestimento, in collaborazione con alcune aziende del dentale. Il rivestimento DentaPlas aiuta a prevenire la crescita dei batteri, permettendo così una più rapida osteointegrazione. Il segreto sta in un mix di sostanze sulla superficie dalle diverse proprietà fisiche e chimiche. «Abbiamo dato al DentaPlas un rivestimento con texture ruvida, che promuove la crescita cellulare, oltre ad un rivestimento polimerico idrofilo al plasma, che attira l'umidità» spiega Ingo Grunwald, project manager di Fraunhofer IFAM. I ricercatori hanno integrato le nanoparticelle d'argento nel rivestimento polimerico al plasma che ha uno spessore di soli 100 nm. Le nanoparticelle si dissolvono in varie settimane e durante tale periodo rilasciano continuamente piccole quantità di ioni d’argento antimicrobici, letali per i batteri.

«Il sistema DentaPlas è costituito da tre strati: due di polimero al plasma che circondano un terzo centrale, di argento. All'interno di questa struttura è presente un serbatoio biocida e lo strato più esterno rilascia gli ioni, circostanza utile ad impedire il contatto diretto tra tessuto e particelle d'argento, che possono diventare tossiche se esposte» dice Dirk Salz, altro ricercatore. Sia la concentrazione di argento che lo spessore degli strati e la porosità possono essere modificate, il che permette agli ioni d’argento di penetrare lo strato polimerico esterno al plasma per un periodo ritenuto necessario all'osteointegrazione. Quando il serbatoio d'argento è esaurito, gli ioni d’argento non vengono più rilasciati, evitando eventuali effetti tossici a lungo termine.

Negli studi con impianti finiti e con campioni in titanio, i ricercatori del Fraunhofer IFAM hanno dimostrato che il rivestimento DentaPlas non è solo antimicrobico ma anche del tutto biocompatibile e sterilizzabile, confermando la stabilità meccanica e la stabilità del rivestimento in applicazioni su mascelle inferiori suine. Una volta inseriti gli impianti facendo uso di moderni strumenti odontoiatrici, il rivestimento DentaPlas ha dato prova di aver superato i test di stress a pieni voti.

Partner del progetto, la Bio-Gate, spin-off di Fraunhofer, ha trasferito con successo i processi di rivestimento dei campioni di prova e le viti in titanio ai propri impianti di produzione. La società è anche il produttore del sistema di rivestimento a tre strati DentaPlas.

Del rivestimento polimerico al plasma è attualmente disponibile un'unità dimostrativa. I ricercatori presenteranno un impianto dentale con tale rivestimento a Düsseldorf, alla fiera “MEDICA” in programma dal 16 al 19 novembre presso il Fraunhofer stand (Padiglione 10, stand G05).

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