Onderzoek dat onlangs is uitgevoerd bij de Canadian Light Source (CLS) in Saskatoon heeft veelbelovende informatie opgeleverd over het bouwen van een beter tandheelkundig implantaat, een die gemakkelijker integreert met bot om het risico op falen te verminderen.

"Er worden elk jaar miljoenen tandheelkundige en orthopedische implantaten in Noord-Amerika geplaatst en een aantal daarvan faalt altijd, zelfs bij gezonde mensen met gezond bot, " zei Kathryn Grandfield, assistent-professor bij de afdeling Materials Science and Engineering aan de McMaster University in Hamilton.

Een tandheelkundig implantaat herstelt de functie nadat een tand is verloren of verwijderd. Het is meestal een schroefvormig implantaat dat in het kaakbot wordt geplaatst en fungeert als de tandwortels, terwijl er een kunsttand bovenop wordt geplaatst. Het implantaatgedeelte is de kunstmatige wortel die een kunsttand op zijn plaats houdt.

Grandfield leidde een onderzoek dat aantoonde dat het veranderen van het oppervlak van een titaniumimplantaat de verbinding met het omliggende bot verbeterde. Het is een bevinding die heel goed van toepassing kan zijn op andere soorten metalen implantaten, inclusief gemanipuleerde knieën en heupen, en zelfs platen die worden gebruikt om botbreuken te beveiligen.

Ongeveer drie miljoen mensen in Noord-Amerika krijgen jaarlijks tandheelkundige implantaten. Hoewel het percentage mislukkingen slechts één tot twee procent is, "een of twee procent van drie miljoen is veel, " zei ze. Orthopedische implantaten mislukken tot vijf procent van de tijd binnen de eerste 10 jaar; de verwachte levensduur van deze apparaten is ongeveer 20 tot 25 jaar, voegde ze eraan toe.

"Wat we proberen te ontdekken is waarom ze falen, en waarom de implantaten die succesvol zijn werken. Ons doel is om de bot-implantaat-interface te begrijpen om het ontwerp van implantaten te verbeteren."

Het onderzoeksteam van Grandfield, waaronder postdoctoraal onderzoeker Xiaoyue Wang en McMaster-collega Adam Hitchcock van de afdeling Scheikunde en Chemische Biologie. De teamleden gebruikten de bundellijn van zachte röntgenspectromicroscopie bij de CLS en de faciliteiten van het Canadian Centre for Electron Microscopy in Hamilton om een ​​defect tandimplantaat te onderzoeken dat moest worden verwijderd. samen met een kleine hoeveelheid omringend bot, van een patiënt. Voorafgaand aan implantatie, een laserstraal werd gebruikt om het implantaat te veranderen, om het oppervlak op te ruwen, het creëren van wat leek op "kleine vulkanen" op het oppervlak. Na verwijdering van de patiënt, het verbindingspunt tussen bot en metaal werd vervolgens zorgvuldig bestudeerd om te begrijpen hoe het implantaat zich gedroeg.

"Wat we ontdekten was dat de oppervlaktemodificatie de chemie van het implantaat veranderde. De modificatie creëerde een oxidelaag, maar geen slechte oxidelaag zoals roest maar een betere, gunstiger laag die helpt te integreren met botmateriaal."

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Geavanceerde materiaalinterfaces in mei, ervoor zorgen dat de bevindingen beschikbaar zijn "voor implantaatbedrijven die geïnteresseerd zijn in het gebruik van nanotechnologie om de structuur van de implantaten die ze produceren te veranderen, ' zei Grandfield.

De volgende stappen in het onderzoek zullen zijn om de oppervlaktemodificatietechniek toe te passen op andere soorten implantaten "om volledig te kunnen begrijpen hoe ze werken". Grandfield voegde toe dat het onderzoek bij de CLS betrekking had op gezond bot "dus ik zou erg geïnteresseerd zijn in de reactie wanneer bot een beetje meer aangetast is door leeftijd of ziekte, zoals osteoporose. We moeten de beste oppervlaktemodificaties vinden … omdat de technologie die we vandaag hebben om patiënten met gezonder bot te behandelen misschien niet voldoende is met aangetast bot."