Rezultate

Rezultatul estimat al proiectului

Dezvoltarea la nivel de laborator a tehnologiei de marcare cu laser a implanturilor dentare produse in Romania

Etapa I (2022) - Marcarea laser a discurilor plate de Ti

In aceasta etapa am pregatit discuri din bara de Ti care este folosita pentru fabricarea implanturilor dentare. Dupa debitare, discurile au fost polisate oglinda si trimise partenerului Appel Laser pentru marcare. Am utilizat doua instalatii performante care contin ca elemente componente un laser, fibră de transport, optică de omogenizare, scaner galvanometric si obiectiv de focalizare F-theta, controlate de un soft propriu instalat pe un computer. Sursele laser utilizate au fost laseri cu corp solid care emit la lungimi de unda de 1064 nm (durata 10 ns) si 355 nm (durata 1 ns). Schema instalatiei de marcare realizata este prezentata in figura 1. Marcajele s-au realizat la diverse fluente, viteze de baleiere, rate de repetitie si atmosere gazoase. Un exemplu de disc de Ti inscriptionat laser este prezentat in Figura 1.

Figura 1. (a) Schema instalației de marcare si exemplu pe discul de Ti. (b) Parametrii 8.8: P=100% ; F=300kHz; L. puls = 1ns; V = 0.01m/s; 1 trecere: Sus fără hașură; Jos – hașurat x 2 paralele Dist.linii = 0,06mm.

Figura 2. Nivelul de LDH eliberat în mediul de cultură de preosteoblastele 3T3-E1 după 48 de ore de contact cu implanturile dentare testate ca măsură a citotoxicității acestora. *** p < 0,001

Dupa marcarea laser, discurile de Ti au fost investigate structural prin difractie de raze X si compozitional prin spectroscopia fotoelectronilor excitati cu radiatie X. Aceste investigatii nu au gasit modificari majore cauzate de procesarea laser. Testele de biocompatibilitate efectuate si prezentate in Fig. 2 au arata o mai buna proliferare a celulelor in zona procesata laser, ceea ce constituie un mare avantaj.

Etapa II (2023) - Rezumat executiv al activitatilor realizate în perioada de implementare 2023

In etapa a 2-a de implementare a proiectului am realizat o instalatie de marcare laser care poate inscriptiona implanturi dentare reale, cu simetrie cilindrica. Procesul de inscriptionare laser a fost optimizat, el transformand superficial pe o adancime de ordinul micronilor materialul implantului in TiO2, asa cum au evidentiat analizele de difractie de raze X la incidenta razanta (vezi Fig. 3) si specroscopia fotoelectronilor generati cu radiatie X (vezi Fig. 4). Aceasta transformare a materialului conduce la o citire rapida si facila a caracterelor inscriptionate si are si un efect benefic, crescand biocompatibilitatea implantului. Rolul atomilor de azot in prevenirea periimplantitei, cea mai frecventa afectiune ce poate conduce la rejectia implanturilor dentare a fost abordat, incercandu-se diverse scheme de incorporare si activare chimica a azotului in straturile superficiale.

Figura 3. Identificarea picurilor de difractie a radiatiei X la incidenta razanta achizitionate de pe proba de Ti marcata laser cu parametrii P8_V1.

Tabelul 1. Scorul obținut pentru fiecare fază prezentă în Fig.4 si concentrația relativă.

No.	Ref. Code	Chem Formula	Score	SemiQuant [%]	Display Color	Marker
1	04-006-1902	TiO0.84	59	55	Blue	Rectangle
2	04-006-3570	TiO2	57	19	Lime	Circle
3	04-002-5207	Ti	50	6	Fuchsia	Triangle
4	01-086-1157	Ti0.72	36	7	Maroon	Triangle
5	04-007-8871	Ti2O3	28	13	Aqua	Cross

Figura 4. Spectrul XPS al regiunii Ti 2p indicand formarea TiO₂.