Innovative Multi-Layer Coating Design for Dental Implant Corrosion Protection-Adan Daher + Natalie Obied

שתלים דנטליים משמשים כיום כפתרון נפוץ ויעיל לשיקום שיניים חסרות. רוב השתלים מיוצרים מטיטניום או מסגסוגות טיטניום בזכות חוזקם המכני הגבוה, תאימותם הביולוגית ועמידותם היחסית בפני קורוזיה. למרות זאת, חלל הפה מהווה סביבה מאתגרת במיוחד הכוללת רוק, שינויים ברמת החומציות (pH), חיידקים, שאריות מזון ועומסים מכניים, אשר עלולים לגרום לתהליכי קורוזיה לאורך זמן.

קורוזיה של שתלים דנטליים עלולה לגרום לשחרור יונים וחלקיקי מתכת לרקמות הסובבות, לעורר תגובות דלקתיות, לפגוע ביציבות השתל ואף להוביל לכשל מוקדם שלו. בעיה זו משפיעה הן על בריאות המטופל והן על אורך החיים והתפקוד של השתל.

בנוסף, חלל הפה מאופיין בשינויים תכופים ברמת החומציות, הנעים בדרך כלל בטווח של pH 5–8, בהתאם להרגלי התזונה, צריכת משקאות ופעילות חיידקית. תנאים אלו, בשילוב עומסי לעיסה חוזרים ונשנים, עלולים לפגוע בשכבת התחמוצת המגינה על הטיטניום ולהאיץ את תהליך הקורוזיה. קורוזיה זו עשויה להתפתח לאורך שנות השימוש בשתל ולהשפיע על ביצועיו לאורך זמן.

מעבר לפגיעה במבנה השתל עצמו, שחרור יוני מתכת וחלקיקים לסביבה הביולוגית עלול לגרום לתגובות דלקתיות ברקמות הסובבות, לפגיעה בתהליך קליטת השתל בעצם ולהגדלת הסיכון לכשל מוקדם של הטיפול. כתוצאה מכך, המטופל עלול להידרש לטיפולים נוספים או להחלפת השתל, דבר הכרוך בעלויות רפואיות גבוהות ובפגיעה באיכות החיים.

כיום, שתלים דנטליים נדרשים לעמוד בתקני בטיחות ותאימות ביולוגית מחמירים הנהוגים בתחום המכשור הרפואי. לכן, כל פתרון המיועד לשיפור עמידותם בפני קורוזיה חייב לשמור על התאימות הביולוגית של השתל, על חוזקו המכני ועל בטיחותו לאורך שנים של שימוש.

פיתוח פתרון יעיל לבעיה זו צפוי להאריך את חיי השירות של השתלים הדנטליים, לשפר את אמינותם, להפחית את שיעור הכשלים והסיבוכים הרפואיים, ולתרום לשיפור איכות החיים של המטופלים תוך הפחתת העלויות הכרוכות בטיפולים חוזרים ובהחלפת שתלים.

מחקרים שונים מצביעים על כך שקורוזיה ושחרור יוני מתכת משתלים דנטליים מהווים גורם משמעותי לכשל מוקדם של שתלים במקרים מסוימים. לאור העלייה המתמדת בשימוש בשתלים דנטליים ברחבי העולם, גובר הצורך בפיתוח פתרונות שיאריכו את חיי השתל ויפחיתו את הסיכון לסיבוכים. מטופלים ורופאי שיניים מדווחים כי עמידות ארוכת טווח של השתלים היא אחד הגורמים החשובים ביותר להצלחת הטיפול. לכן, במסגרת הפרויקט ייבחנו שיטות ציפוי שונות וייערכו בדיקות מעבדה בתנאים המדמים את סביבת חלל הפה, במטרה להעריך את עמידותן בפני קורוזיה ואת התאמתן לשימוש רפואי.

בנוסף, על פי מחקרים בתחום השתלים הדנטליים, רוב השתלים מציגים שיעורי הצלחה גבוהים של מעל 90% לאחר שנים רבות של שימוש, אך קורוזיה ושחרור יוני מתכת עדיין נחשבים לגורמים אפשריים לסיבוכים ולכשל מוקדם במקרים מסוימים. לצורך הערכת יעילות הפתרון המוצע, יבוצעו בדיקות מעבדה בתנאים המדמים את סביבת חלל הפה, כולל חשיפה לתמיסות בעלות רמות pH שונות ובדיקות קורוזיה אלקטרוכימיות. תוצאות הבדיקות יושוו לדגימות ביקורת ללא ציפוי על מנת להעריך את השיפור בעמידות בפני קורוזיה.

כאשר מתפתחת קורוזיה בשתל דנטלי, ניתן להבחין במספר תסמינים קליניים כגון דלקת סביב השתל (Peri-implantitis), אדמומיות ונפיחות של החניכיים, כאבים באזור השתל, דימום בזמן צחצוח או בדיקה, ובמקרים חמורים אף התרופפות של השתל ופגיעה ביציבותו. תסמינים אלו עלולים להשפיע על הצלחת הטיפול ולדרוש התערבות רפואית נוספת.

תחזוקה שוטפת לאחר ההשתלה מהווה גורם משמעותי בהצלחת השתל לאורך זמן. שמירה על היגיינת פה תקינה, ביקורות תקופתיות אצל רופא השיניים וניקוי מקצועי של האזור מסייעים בהפחתת הצטברות חיידקים ובהקטנת הסיכון להתפתחות דלקות וקורוזיה. לעומת זאת, היגיינת פה לקויה או היעדר מעקב רפואי עלולים להאיץ תהליכי קורוזיה ולפגוע בביצועי השתל.

לכן מטרת הפרויקט היא לפתח פתרון הנדסי שיגביר את עמידות השתלים בפני קורוזיה ויאריך את חיי השירות שלהם. הפתרון המוצע מבוסס על שיפור פני השטח של השתל באמצעות ציפויים קרמיים ביואינרטיים, טיפולי פסיבציה מתקדמים וייעול הרכב החומר. שיטות אלו נועדו לחזק את שכבת ההגנה הטבעית של הטיטניום, לצמצם את קצב הקורוזיה ולהקטין את שחרור היונים לסביבה הביולוגית.