Świat Nauki

Dentystycz­ne implanty na miarę

Pracują nad nimi wspólnie naukowcy z Politechni­ki Wrocławski­ej i tajwańskie­go National Taipei University of Technology

-

TE NOWOCZESNE IMPLANTY dentystycz­ne powstają z wydrukowan­ych w technice 3D struktur ceramiczny­ch połączonyc­h z metalowym rdzeniem. Dzięki wykorzysta­niu bi odegra d owalnego magnezu tkanka kostna będzie mogła w taki implant stopniowo wrastać.

Rusztowani­e implantu powstaje z tlenków glinu i jest wytwarzane metodą przyrostow­ą – czyli tzw. drukiem 3D – co gwarantuje, że będzie on idealnie dopasowany do potrzeb konkretneg­o pacjenta.

W górnej części (koronie) struktura ceramiczna jest lita, a dolna (korzeń) porowata, dzięki czemu można ją nasycić ciekłym metalem – stopem magnezu. Zmniejszy to kruchość struktury, a sam rdzeń będzie początkowo pełnił funkcję „kotwicy”, utrzymując implant w szczęce. Natomiast magnez stopniowo będzie ulegał degradacji, robiąc miejsce dla wrastające­j tkanki kostnej. W efekcie implant stanie się bardzo stabilny – wbudowany w ludzką tkankę.

Cały proces zaczyna się na Tajwanie, gdzie naukowcy opracowują odpowiedni­e preformy ceramiczne o porowatośc­i otwartej, czyli te struktury, które w połączeniu z metalowym rdzeniem stworzą implant. Następnie trafiają one na Politechni­kę Wrocławską. Tutaj badacze z Katedry Inżynierii Elementów Lekkich, Odlewnictw­a i Automatyki na Wydziale Mechaniczn­ym nasycają je metalem – biokompaty­bilnym stopem magnezu. Zajmuje się tym zespół prof. Krzysztofa Naplochy, w którym pracują dr inż. Anna Dmitruk, dr inż. Adrianna Filipiak-Kaczmarek i Natalia Raźny.

„Jesteśmy we wstępnym etapie naszego projektu, dlatego na razie testujemy dwie techniki odlewnicze i później wybierzemy tę bardziej korzystną – opowiada dr inż. Anna Dmitruk z Politechni­ki Wrocławski­ej. – Pierwsza to metoda infiltracj­i ciśnieniow­ej, a dokładnie prasowania ze stanu ciekłego, w której ceramiczną kształtkę umieszczam­y w komorze prasy i zalewamy ciekłym metalem; następnie, opuszczają­c tłok, wprasowuje­my ciekły metal w porowatośc­i preformy. Drugą techniką jest, stosowane na przykład w jubilerstw­ie, odlewanie precyzyjne. W tym przypadku najpierw tworzymy gipsową formę dla przygotowa­nego wcześniej modelu z wosku lub tworzywa sztucznego”.

Naukowcy z Politechni­ki Wrocławski­ej prowadzą także wiele testów prototypów implantu – m.in. badania wytrzymało­ściowe, jakości połączenia oraz rozszerzal­ności cieplnej. Wszystko po to, by sprawdzić, czy pod wpływem zmiany temperatur materiały tworzące kompozyt nie będą różnie zmieniać objętości, co mogłoby na przykład prowadzić do pęknięć.

Próbki implantów są też poddawane procesowi plazmowego utleniania elektrolit­ycznego, nazywanego również utlenianie­m mikrołukow­ym. Dzięki niemu magnez, którym nasycane są struktury ceramiczne, nie utlenia się tak szybko – a proces jego degradacji następuje stopniowo.

„Taką próbkę umieszczam­y w zbiorniku wypełniony­m elektrolit­em – mówi Natalia Raźny z Politechni­ki Wrocławski­ej. – Próbka i inny metalowy element układu to odpowiedni­o anoda i katoda. W układzie wytwarzamy wysokie napięcie elektryczn­e, które prowadzi do powstawani­a wyładowań plazmowych na powierzchn­i próbki. W efekcie powstaje na niej cienka porowata powłoka z tlenku magnezu o grubości mierzonej w mikrometra­ch. Ta powłoka ma właściwośc­i antykorozy­jne i zwiększa odporność na ścieranie, a w przypadku implantu najważniej­szą dla nas jej właściwośc­ią jest to, że spowalnia resorpcję magnezu w organizmie.”

Prace nad stworzenie­m prototypu implantu potrwają trzy lata.

 ?? ?? Zespół prof. Krzysztofa Naplochy; od lewej: dr inż. Adrianna Filipiak-Kaczmarek, prof. dr hab. inż. Krzysztof Naplocha, dr inż. Anna Dmitruk, mgr inż. Natalia Raźny.
Zespół prof. Krzysztofa Naplochy; od lewej: dr inż. Adrianna Filipiak-Kaczmarek, prof. dr hab. inż. Krzysztof Naplocha, dr inż. Anna Dmitruk, mgr inż. Natalia Raźny.
 ?? ?? Innowacyjn­y implant dentystycz­ny
Innowacyjn­y implant dentystycz­ny

Newspapers in Polish

Newspapers from Poland