Inovativna obdelava površin zobnih nadomestkov s plinsko plazmo

Koncept predlaganega projekta obravnava pomembne izzive v zvezi z biomehanskimi lastnostmi dentalnih materialov v kliničnem zobozdravstvu. Izjemno multidisciplinarna projektna ekipa se bo osredotočila na i.) razvoj hitrih in inovativnih poti modifikacije površin, ki bodo omogočile zanesljivo in trajno vez med zobnimi cementi in zobnimi nadomestki, brez potrebe po uporabi kemikalij, ki so strupene za okolje in človeka. Površinske značilnosti zobnih nadomestkov, kot so morfologija, omočljivost in površinska kemija, pomembno vplivajo na oprijem zobnih cementov. Za spreminjanje fizikalno-kemijskih lastnosti zobnih nadomestnih površin, kot so protetični kosi in jedra, krone in mostički, izdelani s preciznim litjem, CAD-CAM ali 3D tiskanjem, je mogoče uporabiti različne tehnike modifikacije površine, najpogosteje peskanje z Al2O3 in jedkanje s fluorovodikovo (HF) kislino. Vendar pa imajo ta zdravljenja škodljive negativne učinke na zdravje ljudi in negativno vplivajo na mehanske lastnosti zobnih nadomestkov. Poleg tega takšne predhodno obdelane površine še vedno zahtevajo uporabo silanskih spojnih sredstev kot pospeševalcev oprijema. V okviru projekta bodo keramične in kompozitne, torej kovinsko-keramične zobne nadomestke, obdelane z atmosfersko plazmo za izboljšanje neposredne adhezije zobnih cementov. Takšna obdelava bo predstavljala čist, uporabniku prijazen in stroškovno učinkovit pristop za modifikacijo nadomestnih površin zob pred cementacijo. V ta namen je predvideno sodelovanje s kliničnimi stomatologi Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani. Projektni partnerji bodo izvedli zelo dragocene in potrebne klinične študije s pripravljenimi plazemsko obdelanimi površinami zobnih nadomestkov. Zaradi ugodnih učinkov postopkov plazemske obdelave za različne zobozdravstvene materiale bo drugi del raziskav osredotočen tudi na ii.) izboljšanje biokompatibilnosti, v smislu uhajanja ionov in antibakterijskih lastnosti široko uporabljene titanove zlitine (TiAlV) kot material za zobni implantat z optimizirano netermično plazemsko površinsko obdelavo, ki bo spremenila površinske značilnosti TiAlV, zlasti morfologijo in omočljivost, ki sta ključnega pomena za učinkovito antibakterijsko delovanje. Poleg tega bo plazemska obdelava povzročila nastanek gostega oksidnega sloja na površini TiAlV, ki bo preprečil sproščanje alergenih in strupenih kovinskih ionov v človeško telo. To bo pomenilo velik preboj pri oblikovanju drugih vrst vsadkov, saj pogosto uporabljene metode (peskanje, kislinsko jedkanje itd.) za modifikacijo Ti zlitin pred implantacijo pogosto povzročijo uničenje naravno prisotne plasti TiO2 na teh površinah, ki deluje kot zaščitna pregrada med vsadkom in biološkim okoljem. To lahko privede do površinske izpostavljenosti vanadija (V) in aluminija (Al); zlasti V lahko povzroči odpoved vsadka, saj ovira normalen proces odlaganja kosti in izzove vnetni odziv ali celo osteolizo. Posebej multidisciplinaren pristop bo obravnavan zahtevna optimizacija atmosferske in netermične plazemske obdelave ter razvoj gostega nanostrukturiranega oksidnega sloja na površini materialov na osnovi ti; raziskave bodo združevale fiziko, kemijsko in biomedicinsko inženirstvo ter vede o materialih. Uspeh projekta je zelo pričakovan, saj imata PI in projektna skupina (Inštitut Jožef Stefan in Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani) dobre izkušnje s sintezo nanostrukturiranih površin z mokro-kemijskimi metodami in plazemsko obdelavo biomaterialov.