04.09.2018·Implantologie

High-Tech-Implantate: Nanotechnik gegen bakterielle Periimplantitis

| Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben gemeinsam mit Experten für Zahnimplantate eine nanostrukturierte Oberfläche entwickelt, die die Wundheilung nach der Implantation beschleunigt und den Patienten besser gegen bakterielle Periimplantitis schützen kann. |

 

Oberfläche des Abutments lenkt die Heilung in die gewünschte Richtung

Titan ist für Zahnimplantate das Material der Wahl: Es ist biokompatibel und sorgt für eine gute Osseointegration. Optimierungen von Zahnimplantaten fokussierten sich bislang vor allem auf die Titanoberfläche der Schraube, um diesen Prozess weiter zu verbessern. Problematisch ist aber, dass Zahnimplantate sich auch nach erfolgreicher Osseointegration entzünden können. Haupteinfallstor für Bakterien ist das Abutment. Hier wächst das Zahnfleisch oft nicht richtig an. Dadurch können sich Taschen bilden, über die Bakterien bis zum Kieferknochen gelangen und dort Entzündungen hervorrufen. Dann bleibt in der Regel nur die Entfernung des gesamten Implantats.

 

Diese potenzielle Problemstelle will das BioMEMS-Team schließen. Die Forschungen basieren auf einer beim Abutment-Hersteller Abutments4life in Oppenau entwickelten Optimierung: Haarbreite Rillen umlaufen das Abutment und steuern die für die Wundheilung zuständigen Zellen gezielt in die richtige Richtung. So kann die Wunde schneller verheilen. „An diesem System setzen wir an“, berichtet Patrick Doll, Wissenschaftler am IMT. Bei der Weiterentwicklung stehen zwei Dinge im Fokus: zum einen eine präzisere Strukturierung der Rillen für eine noch genauere Steuerung der Zellen und zum anderen die Suche nach der optimalen Nanooberfläche, die den Bakterien möglichst wenige Chancen zum Andocken bietet.

 

Anhaftung von Bakterien wird verzögert

Mit dem Elektronenstrahlschreiber hat Doll säulenförmige Strukturen mit einem Durchmesser von 100 Nanometern und einer Höhe von 500 Nanometern hergestellt und Adhäsionsexperimente mit typischen Testkeimen wie S. Aureus, E. coli oder P. aeruginosa durchgeführt. Dabei zeigte sich: Abhängig von Abstand und Anordnung der Säulen reduziert sich die Anhaftung der Bakterien, die Bildung eines Biofilms verzögert sich. Den nachwachsenden Zellen bleibt dadurch mehr Zeit, die Wunde zu verschließen ‒ ein Effekt, den ansonsten nur Antibiotika erzielen.

 

Die Herstellung der Nanostrukturen gelingt auf Siliziumbasis fehlerfrei und reproduzierbar. Verfahren für die Übertragung auf Titan haben die Wissenschaftler im Zuge des Projekts ebenfalls entwickelt. Nach der ersten Forschungsphase im Labor soll in Kürze die präklinische Erprobung folgen.

 

Quelle

• Presseinformation 08/2018 des Karlsruher Instituts für Technologie vom 04.07.2018.