Wissenschaftlicher Hintergrund
Qualitätsbewertungen und Grundlagenforschung
FDA verlangt ein Prüfverfahren, das CleanImplant seit Jahren einsetzt
Am 15. Oktober 2024 veröffentlichte die US-Zulassungsbehörde FDA ein neues Leitliniendokument für die vereinfachte Zulassung dentaler Implantate. Neben den bekannten toxikologischen Prüfungen (ISO 10993-5) empfiehlt es erstmals eine Analyse der Oberflächenreinheit und rückt damit die möglichen immunologischen Folgen partikulärer Verunreinigungen in den Blick.
Das Dokument legt verschiedene Leistungskriterien für die Sicherheit enossaler Zahnimplantate fest. Für die empfohlene Analyse der Oberflächenreinheit soll der Implantatkörper mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS) untersucht werden. Das erlaubt eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche und die Bestimmung ihrer elementaren Zusammensetzung. Die Vergrößerung muss ausreichen, um die gesamte repräsentative Oberfläche des Implantats zu zeigen.
Wir freuen uns, dass die FDA damit genau das umfassende Prüfverfahren anerkennt, das unsere Gruppe bereits 2016 für eine lange Reihe von Qualitätsbewertungen entwickelt hat.
Höchste Standards für die Implantatanalyse
Alle gesammelten Proben durchlaufen dasselbe Prüfprotokoll. Bildgebung und Elementanalyse im Rasterelektronenmikroskop übernehmen unabhängige Labore, die den höchsten Standards wissenschaftlicher Arbeit genügen.
Diese Labore sind offiziell akkreditiert nach ILAC / MRA – DIN EN ISO/IEC 17025:2018, den allgemeinen Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien. Dazu gehören der Qualitätsstandard nach DIN EN ISO 9001:2015 und die Umsetzung internationaler Normen für die Mikrobereichsanalyse in der Rasterelektronenmikroskopie:
- ISO 16700:2016, Leitlinien zur Kalibrierung der Bildvergrößerung
- ISO 14595:2014, Leitlinien zur Spezifikation zertifizierter Referenzmaterialien
- ISO 22309:2015, quantitative Analyse mittels energiedispersiver Spektrometrie (EDS)
Reinraum der ISO-Klasse 5
Das Auspacken der Implantate, das Aufbringen der Proben auf den Probenhalter und auch die Bildgebung und Elementanalyse im Rasterelektronenmikroskop finden in einer partikelfreien Umgebung statt. Sie erfüllt die Anforderungen der Reinraumklasse 100 nach US FS 209 und der ISO-Klasse 5 nach DIN EN ISO 14644-1.
Rasterelektronenmikroskope
In den Prüflaboren stehen unter anderem Rasterelektronenmikroskope von Thermo Fisher Scientific. Sie sind mit einem hochempfindlichen Rückstreuelektronendetektor ausgestattet, der sowohl Materialkontrast als auch Oberflächenrelief abbilden kann.
Die EDS-Analyse erfolgt mit einem thermoelektrisch gekühlten Silizium-Driftdetektor, aktive Fläche 25 mm², Energieauflösung Mn Kα ≤ 140 eV, Vielkanalanalysator mit 2048 Kanälen bei 10 eV/Kanal, maximale Eingangszählrate 300.000 cps.
Hochauflösende REM-Mappingbilder
Implantate werden im Mapping-Verfahren bei 500facher Vergrößerung von der Schulter bis zur Spitze abgetastet. Dabei entstehen bis zu 600 einzelne hochauflösende REM-Aufnahmen, die digital zu einem großen FSHR-Bild zusammengesetzt werden. Es zeigt die gesamte Oberfläche in einem Blickwinkel von 120°.
Der ausführliche Bericht zu jedem Implantat zeigt damit die gesamte Oberfläche und nicht nur einzelne Ausschnitte. Auf dem zusammengesetzten Bild lassen sich Partikel im sichtbaren Feld zählen und Stellen bestimmen, die anschließend punktuell analysiert werden. Ziehen Sie den Griff, um eine saubere mit einer verunreinigten Oberfläche zu vergleichen.
Detaillierte REM-Aufnahmen bis in den Submikrometerbereich
Die Rasterelektronenmikroskopie erlaubt die Beurteilung der Implantatoberfläche Stelle für Stelle. Der hochempfindliche Rückstreuelektronendetektor liefert Materialkontrastbilder von Implantaten aus Titan, Titanlegierungen und Zirkondioxid bis zur 5000fachen Vergrößerung und macht Partikel ab einem Durchmesser von 0,5 µm sichtbar.
Die Rückstreuelektronenbilder verraten zusätzlich etwas über die chemische Natur und die Verteilung der Rückstände und Oberflächenverunreinigungen. Ziehen Sie den Regler, um dieselbe Oberfläche bei zunehmender Vergrößerung zu sehen.
Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie
Dieses Verfahren, durchgeführt im Tascon-Labor in Münster, liefert genaue Auskunft über die chemische Zusammensetzung der Verunreinigungen, die zuvor im Rasterelektronenmikroskop aufgefallen sind. Es zeigt Atom- und Molekülstruktur der obersten Monolagen auf einer Fläche von 500 × 500 µm, mit einer Empfindlichkeit im Bereich von Teilen pro Million und einer seitlichen Auflösung bis 100 nm. Der Vergleich der Spektren mit bekannten Substanzen erlaubt die genaue Bestimmung des Materials.
Pestizide und aggressive Tenside
Die Verbindung aus REM-Aufnahmen, energiedispersiver Röntgenspektroskopie und Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie hat bereits Kunststoffe wie Polyoxymethylen nachgewiesen und darüber hinaus schwerwiegende Verunreinigungen auf Zahnimplantaten aufgedeckt, etwa Dodecylbenzolsulfonsäure (DBSA) oder Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC-C10).
DBSA ist ein aggressives Tensid und wird von der US-Umweltbehörde EPA als Gefahrstoff eingestuft. Das Pestizid DDAC-C10 stört zwischenmolekulare Wechselwirkungen und löst Lipiddoppelschichten auf. Weder DDAC noch die zellschädigende und grenzflächenaktive Substanz DBSA haben auf steril verpackten Implantaten etwas zu suchen, die in Patienten eingesetzt werden sollen, auch nicht in Spuren.
Implantatstudie 2024/26
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