Ученые института ИТМО несколько лет назад занялись исследованиями лазерных микро- и нанотехнологий. С их помощью они пытались улучшить биосовместимость имплантатов и искали подходящий для этого метод. И вот сегодня специалисты говорят, что на рынок выходят дентальные имплантаты, обработанные по лазерной технологии.
Как отмечают ученые, на приживление имплантата в костной ткани влияют сразу два фактора.
- Собственно хирургическая составляющая, подразумевающая и врачебный опыт, и соблюдение специалистом стерильности в процессе выполнения процедуры, и дальнейшее наблюдение.
- Физическая составляющая — различные характеристики самого имплантата (размер, форма и т.д.).
С помощью новой методики лазерной обработки титана, отмечают ученые, можно воздействовать на поверхность имплантата бесконтактно. Рельеф же его меняется даже на наноуровне. С помощью такой технологии можно исключить из процесса кислоты и абразивные частицы. И это важно, потому что они могут оставаться на поверхности и снижают срок службы имплантатов до 10-15 лет.
В рамках проводимого исследования специалисты также изучали и то, какой рельеф позволит обеспечить лучшую биосовместимость инородного тела и кости. Так, например, стоял вопрос: это должны быть лунки, протяженные канавки или неупорядоченные структуры. В итоге был обнаружен идеальный вариант — протяженная структура в виде микроканавок. Их размер равен клеточному, что помогает управлять направлением роста ткани. Именно эту технологию и использовали при создании имплантатов.
«У каждого человека своя структура кости, поэтому под каждый случай требуется свой вид имплантата. Для всех мы создали технологию обработки», — приводят слова исполнителя проекта, сотрудницы Международной лаборатории лазерных микро- и нанотехнологий и систем ИТМО Юлии Карлагиной в институте. На сегодня изготавливается более 100 видов новых имплантатов, отличающихся разной формой, конусностью и размерами.
Процесс изготовления модели выглядит так: используется титановый пруток, далее микрофрезированием по трехмерной модели вытачивают необходимый образец. Затем его очищают и проводят лазерную обработку. Последняя требует 20-40 минут — все зависит от формы и размера изделия.
На достигнутом ученые останавливаться не планируют, и у них в планах, как сообщается в новостях института, создание идеального имплантата, который будет иметь три функциональные зоны. То есть будет отличаться наличием корня с микроканавчатым рельефом для лучшего сращения с костной тканью, наличием шейки с биомиметическим рельефом (повторение свойств природного объекта и наличием абатмента (элемента протезирования, который соединяет коронку и имплантат), отличающегося гладкой поверхностью и определенным разнообразием цветов. Последний становится своеобразным индикатором для стоматологов.
«Мы также работаем над способами обработки поверхностей других видов имплантатов и приданием им различных функциональных свойств. Кроме того, сейчас идет разработка полностью автоматизированной технологии создания индивидуальных титановых мембран с антибактериальными свойствами, которые будут созданы с применением искусственного интеллекта и нейросетей», — цитируют в институте Юлию Карлагину.
Проект исследования, итогом которого стало появление таких имплантатов, ставил своей целью решить проблемы отторжения имплантатов, а также снизить риски последующего воспаления тканей, которое развивается на фоне бактериального заражения. Юлия Карлагина отмечала, что ученые «выдвинули феноменологическую гипотезу о том, что для наилучшей биоинтеграции титанового имплантата в костную ткань необходимо создать такой рельеф поверхности, при котором на клетку будет оказываться наименьшее внешнее механическое воздействие. В качестве основы для такого рельефа мы обратились к природе, так как клетка — это живой объект, и известно, что она чувствительна к любым внешним воздействиям».
В будущем, возможно, такая разработка может использоваться и для других видов имплантатов, например, тазобедренного сустава, колена, черепа и т.д.
Самолечение и самодиагностика недопустимы. Имеются противопоказания, необходимо проконсультироваться со специалистом.
При подготовке материала использованы следующие источники:
https://news.itmo.ru/ru/startups_and_business/partnership/news/12313/
https://news.itmo.ru/ru/science/new_materials/news/9655/