implaPrep Konzept

Plasma-Aktivierung von Implantaten

Die Funktionalisierung von medizinischen und dentalen Implantaten mit dem implaPrep dient der Optimierung des Benetzungsverhaltens. Medizintechnische Werkstoff wie z.B. Zirkonia Keramiken oder Titan und Edelstahl aber auch PEEK, Teflon, Silikon und hochgefüllte Polymere können durch eine vorherige Plasmabehandlung wirkungsvoll im Benetzungsverhalten optimiert werden. Diese Eigenschaft ist die Grundlage für die Biokompatibilität und die Akzeptanz durch das umgebende lebende Gewebe. Die zugrundeliegende, gesteigerte Oberflächenenergie verbessert die initiale Anlagerung von Osteoblasten was nachfolgend zu einer gesteigerten Knochenneubildung nach der Implantation führt. So kann durch die Oberflächenaktivierung mit Plasma die Knochenregeneration verbessert werden, was zu einer gesteigerten und beschleunigten Osseointegration führt. Dies ist vor allem bei komplexen Fällen, Sofortbelastung oder kompromittierten Patienten besonders wichtig.

Die Aktivierung der Implantat Oberflächen mit dem implaPrep ist ein unterstützendes Verfahren, welches durch einen implantologisch tätigen Zahnarzt, Oralchirurg oder Kieferchirurg vor dem Einsetzen der Implantate in den Kieferknochen angewendet wird. Dabei wird die herstellerseitig spezifizierte Material- und Oberflächenstruktur durch diesen Prozess nicht verändert. Die Oberflächenaktivierung wird durch eine atmosphärische dielektrische Barriere-Entladung auf dem Implantat erreicht, wodurch mikroskopisch vorhandene Kohlenstoff Adsorbate von der Oberfläche entfernt werden, womit sich die Oberflächenenergie erhöht und die Benetzbarkeit des Implantats verbessert wird. Dadurch werden die Interaktionen von Proteinen und Zellen mit der Implantat Oberfläche auf molekularer Ebene gefördert.

Anwendungsgebiet

• Aktivierung und Funktionalisierung von Titanimplantaten
• Verbesserung der Benetzbarkeit

Einsatzmöglichkeiten

• Chairside bei der Implantation als eigenständiges Gerät
• Integration in bestehende Geräte

Technologie

Plasmakomponenten

Unsere Plasmakomponenten zur Aktivierung von Implantaten sind nach ISO 13485 entwickelt. Dies ermöglicht eine einfache und sichere Integration in ein medizinisches Gerät oder ein Stand-alone-Gerät am Behandlungsplatz!

Plasma-Reaktor

• DBD-Plasmagenerator (dielektrische Barriereentladung) mit Implantat als Gegenelektrode
• Sterile Barriere zum Implantat
• Effektive Kühlung des Implantats während und nach Aktivierung
• Kontamination des Implantats im Reaktor ist ausgeschlossen
• Sicher in der Anwendung, sterilisierbar, biokompatibel

Plasma-Treiber

• Liefert die erforderliche Hochspannung für die Plasma Aktivierung
• Einfache Steuerung über analoges Ein/Aus-Signal oder Versorgungsspannung
• Plasmaüberwachung und Bereitstellung eines analogen Prozesssignal
• Robuste und sichere Technik

Vorteile

Hierbei liegen die Vorteile des implaPrep Konzept auf der Hand:

• Klein und kompakt
• Kurze Behandlungsdauer ca. 30s
• Keine Überbehandlung möglich
• Sichere Anwendung
• Extrem einfache Handhabung für den Endanwender
• Sehr energieeffizient durch geringe Wärmeverluste
• Sehr umweltfreundlich – keine Hilfsstoffe wie Chemikalien oder Additive notwendig
• Hocheffiziente und sichere Anregung der Gasmoleküle
• Extrem hohe Leistungsdichte des kompakten Gerätes

Anwendungsbeispiele Plasma und Implantate

Auswirkungen der Plasmabehandlung auf die Bioaktivität von Zirkoniumdioxid-Implantaten

Takao et al. untersuchen in-vivo und in-vitro die Auswirkungen einer Plasmabehandlung auf die Bioaktivität von Zirkoniumdioxid-/Aluminiumoxid-Nanokompositen (NANOZR), die als Implantatmaterial eingesetzt werden.

Plasma und Osseointegration

Verbesserte Osseointegration und Bio-Dekontamination von nanostrukturiertem Titan – Basierend auf nicht-thermischem Atmosphärendruck-Plasma

Plasmabehandlung auf Titanoberflächen bei Implantaten

Die Arbeit von Tsujita et al. untersucht die Wirkung einer Oberflächenmodifizierung bei Titanimplantaten auf die Knochenbildung. Insbesondere eine Behandlung mit kaltem Atmosphärendruckplasma zeigt vielversprechende Ergebnisse.

Case Study: Dynamische Kontaktwinkelmessung und Tensiometer (DCAT)

In der Case Study Dynamische Kontaktwinkelmessung wurde der Effekt von einer Plasmabehandlung auf den dynamischen Kontaktwinkel und damit die Benetzung ermittelt.

Oberflächenenergie-Analyse von Zahnimplantaten

Oberflächenenergie-Analyse von Zahnimplantaten nach der Plasma-Aktivierung mit der piezobrush® PZ3 mit dem DataPhysics Instruments OCA-PDDS.

Technische Daten implaPrep

Funktionsweise

Auf die Oberfläche von Dentalimplantaten aus Titan wird eine atmosphärische dielektrische Barriere-Entladung gezündet. Dadurch werden Kohlenstoff Adsorbate entfernt, wodurch die Oberflächenenergie erhöht und die Benetzbarkeit der Oberfläche verbessert werden. Durch die plasmaaktivierte Oberfläche wird die initiale Anlagerung von Osteoblasten gefördert und so die Osseointegration optimiert.

Die verbesserte Oberflächeneigenschaft des Implantates wird dabei ohne Veränderungen der Oberflächenrauheit (Topografie) und ohne Veränderung der Materialzusammensetzung (Stöchiometrie) erreicht.

Die Sicherheit des Verfahren wird durch einen Kontakt über ein sogenanntes Transferwerkzeug an das Implantat ermöglicht, die Aktivierung selbst findet über eine berührungslose Entladung in einem Luftspalt zwischen dem Implantat und einer inerten dielektrischen Oberfläche statt. Dabei findet kein Materialaustausch mit dem Dielektrikum oder der Gegenelektrode statt. Die Temperatur des Implantates erhöht sich während des Prozesses nur geringfügig.

Die Prozesszeit liegt bei weniger als 30s, typischerweise bei 20s. Auch bei einer Überbehandlung von 2 Minuten kann festgestellt werden, dass sich die Oberflächentopografie nicht verändert hat. Der Prozess ist damit stabil und reproduzierbar. Zudem ist der Prozess besonders sicher, da er nicht invasiv ist und ohne unmittelbaren Kontakt zum Patienten stattfindet .

Kooperation

Downloads