Fogorvosi szemle, 2004 (97. évfolyam, 1-6. szám)

2004-12-01 / 6. szám

FOGORVOSI SZEMLE ■ 97. évf. 6. sz. 2004. 231-237. Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar, Fogászati és Szájsebészeti Klinika,* Szegedi Tudományegyetem Természettudományi Kar Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék** Szegedi Tudományegyetem Természettudományi Kar MTA Lézerfizikai Tanszéki Kutatócsoport*** Titán-minták felületének módosítása excimer lézerrel a hatékonyabb összeointegráció érdekében DR. PELSŐCZI KOVÁCS ISTVÁN*, DR. BEREZNAI MIKLÓS**, DR. TÓTH ZSOLT***, DR. TURZÓ KINGA*, DR. RADNAI MÁRTA*, DR. BOR ZSOLT**, DR. FAZEKAS ANDRÁS* A fogászatban és az ortopédiában használatos titán-implantátumoknak az őket körülvevő szövetekkel való kapcsola­ta, biointegrációja nagymértékben függ felszínük morfológiájától és annak fizikai-kémiai tulajdonságaitól. Ezért a gyár­tási technológiában fontos feltétel az implantátumok felületének olyan eljárással való kialakítása, amellyel jól irányítha­tó módon, kívánt formájú mikro szerkezet alakítható ki. Ehhez, a széles körben alkalmazott „homokfúvás + savazás” és a „plazma-ráfúvásos” technikák mellett kézenfekvőként kínálkozik a lézeres felületkezelési módszer. A kívánatos felüle­ti morfológia kialakításához az implantátumok alapanyagául szolgáló titánból készült próbatestek felületét excimer léze­res kezelésnek vetettük alá. Alapvető célunk az volt, hogy a titán próbatesteken olyan felszíneket alakítsunk ki, amelyek egyrészt a csontránövés, másrészt a hámtapadás kialakulása és fenntarthatósága számára biztosítanak optimális felté­teleket. Ennek érdekében-az elsőként megfogalmazott cél elérésére-nanoszekundumos (18 ns, ArF) és szubpikosze­­kundumos (0,5 ps, RrF) lézer-impulzusokkal ablációs lyukakat hoztunk létre a próbatestek felületén. A nanoszekundu­mos lézerkezelés hatására kráterek keletkeztek, amelyek széle körül csepp formájú alakzatból álló, peremszerű, horgas kitüremkedések jelentek meg, amelyek alakjukból következően mechanikus hatásra sérülékenyek. Ha a felület kezelé­sét KrF ultrarövid lézer-impulzusokkal végeztük, akkor a kráterek körül nem képződött ilyen sérülékeny perem. A máso­dikként megfogalmazott cél, a lágyszövetekkel való egészséges kapcsolat kialakulásának és fenntarthatóságának érde­kében a mintákat ArF lézerrel políroztuk. Atomi erő mikroszkóppal (AFM) végzett vizsgálataink azt bizonyítják, hogy a nanoszekundumos lézer-besugárzás hatékony felületi simítást eredményez, ami kedvez a hámtapadás kialakulásának, de főleg a plakk-mentesítés lehetőségének, mely utóbbi alapvető feltétele a periimplantáris szulkusz egészséges álla­potának. A röntgen fotoelektron spektroszkópiás (XPS) vizsgálataink azt mutatták, hogy a lézerkezelés a mikrostruktu­­rális, morfológiai alakításon túl a felületi szennyeződés csökkenését és az oxid-réteg megvastagodását is eredményezi. Röntgen diffrakciós (XRD) vizsgálataink azt igazolták, hogy a kezelés hatására az eredeti, a­ titán kristályszerkezet nem szenved károsodást, illetve nem változik meg. Kulcsszavak: titán, osszeointegráció, excimer lézeres abláció, felszíni módosítás, felületi érdesség A hiányzó fogak pótlására használt fogászati implantátu­­mokat többféle alapanyagból lehet előállítani [1-3]. Ezek közül a tiszta titán a leggyakrabban használt, mivel ez rendelkezik optimális tulajdonságokkal [4-6]. A titán-oxi­dáció magas entalpiájának (AH 1 -912 kJ/mol) köszönhe­tően, a fém felületén 20-100­0 vastag natív titán-dioxid réteg alakul ki spontán, pár másodperc alatt. Ez bizto­sítja az anyag korrózióállóságát, méltán emelve a fémet a legkiválóbb bioanyagok közé [7, 8]. A dentális implantáció hosszú távú sikere nagymér­tékben függ a befogadó szövetek (környező kemény és lágy szövetek) válaszreakcióitól. Az osszeointegráció szempontjából - amely az implantátum felszíne és az élő csont között kialakuló direkt kapcsolatot jelenti - töb­bek között az egyik legfontosabb kérdés, hogy az imp­lantátum felületi morfológiájának módosításával lehet-e valamilyen módon gyorsítani a csontseb gyógyulásának folyamatát. A felületi érdesítés kérdéskörével számos szerző foglalkozott már [9-13]. A felszín mikrostruktú­­rájának módosításával a közvetlen csont-implantátum kapcsolat kialakulásában résztvevő felületek nagyságát növelhetjük. Tudjuk, hogy az érdesített felületen - ellen­tétben a simább felülettel - a csontképzés folyamata gyorsabban megy végbe, mivel a felszínen merőlegesen megtapadó kollagénrostok az integrációban szerepet játszó blasztos sejteket mintegy a felszínre vezetik. Az implantátumok felületén a kívánt formájú mikro szerke­zet kialakítása jól irányítható módon, különböző módsze­rekkel lehetséges. Ehhez, a széles körben alkalmazott „homokfúvás + savazás” és a „plazma-ráfúvásos” tech­nikák mellett kézenfekvőnek kínálkozik a lézeres felü­letkezelési módszer. A megváltoztatott mikrostruktúra Érkezett: 2004. február 9. Elfogadva: 2004. július 15.

Next