Aktuality

Vedci SAV vyvinuli unikátny materiál pre zubné implantáty

Výskum, Veda

16.7.2020, otvorené 1093-krát

 

Výskumný tím vedcov z Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV vyvinul jedinečný kompozitný materiál BIACOM® (BIoActive COmposite Metal) pre kostné implantáty na báze titánu. Implantáty vyrobené z tohto materiálu sú vhodné pre trvalú prítomnosť a funkciu v ľudskom tele, pre aplikácie vystavené vysokému a cyklickému mechanickému namáhaniu, čo platí najmä pre zubné implantáty.

„BIACOM® pozostáva z dvoch vzájomne nerozpustných kovov rôznych vlastností. V nosnej trvalej matričnej titánovej štruktúre sa nachádza biologicky odbúrateľná zložka – horčík, vo forme homogénne rozmiestnených, účelovo usmernených a navzájom spojitých vláken. Špecifická mikroštruktúra titánovej matrice poskytuje kompozitnému implantátu mechanickú pevnosť, únavovú životnosť a chemickú odolnosť, zatiaľ čo zložka horčíka znižuje modul pružnosti, t. j. tuhostná konštanta charakteristická pre daný materiál a zlepšuje integráciu kostného tkaniva,“ vysvetľuje Martin Balog z Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV.

Postupným odbúravaním horčíkovej zložky najprv z povrchu a neskôr z jadra implantátu sa vytvárajú póry, ktoré vedú k ďalšiemu poklesu modulu pružnosti. Zároveň tak vytvárajú priestor na pevnú fixáciu implantátu v kosti. Póry umožňujú prerastenie kostného tkaniva do implantátu, a tým sa vytvára kvalitné mechanické prepojenie medzi kosťou a implantátom.

„Použitím nového materiálu pripraveného konvenčnými metódami práškovej metalurgie sa podarilo zredukovať hlavné nedostatky doteraz používaných titánových implantátov z materiálov triedy 4 a 5. Nevýhodou titánu triedy 4 a 5 je ich modul pružnosti, ktorý je výrazne väčší ako modul kosti, čo môže viesť až k lokálnemu uvoľneniu implantátu. Zároveň doteraz používané titánové implantáty mali nedostatočnú povrchovú aktivitu, ktorú treba vylepšiť dodatočnými operáciami,“ opisuje A. M. H. Ibrahim z Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV.

Špecifické BIACOM® zubné implantáty boli vyrobené v spolupráci so slovenskou firmou MARTIKAN, s. r. o., ktorá je zameraná na výrobu a predaj biomedicínskych titánových implantátov.

„BIACOM® implantáty sme podrobili skúškam podľa príslušných ISO štandardov s výbornými výsledkami, pričom sa posúdili mechanické a únavové vlastnosti a korózne správanie. V spolupráci so zahraničnými a domácimi partnermi (School of Dental Medicine v Záhrebe, Institute of Genetic Engineering and Biotechnology v Gebze a Biomedicínske centrum SAV) sa vyhodnotila biokompatibilita v in-vitro podmienkach a realizovali sa predbežné in-vivo implantačné testy na veľkých zvieracích modeloch,“ uviedol Peter Krížik z Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV.

Pre zabezpečenie priemyselno-právnej ochrany BIACOM® implantátov boli podané viaceré patentové prihlášky: medzinárodná PCT, EPO a izraelská patentová prihláška. Vedci a odborníci zapojení do projektu momentálne intenzívne realizujú aktivity na komerčné uplatnenie tohto jedinečného riešenia. 

(Rozšírený text nájdete v prílohe pod prvým obrázkom.)

Monika Tináková

Foto: ÚMMS SAV

Príloha

3D model a makroskopická snímka BIACOM® zubného implantátu s detailom jeho povrchu
Príloha

Ing. M. Balog, PhD. (vpravo) s doktorandom A. M. H. Ibrahim, MSc.
Príloha

Trojica BIACOM® implantátov zasadených do stehennej kosti ovce