În ultimii ani, progresul în domeniul tehnicilor chirurgicale și biomaterialelor sintetice a condus la o creștere explozivă a utilizării implanturilor. Dar una dintre problemele care apar la introducerea unui implant în corp este riscul apariției unei infecții microbiene, generată local. Prezența unui implant în corp face ca doza minimă ce duce la infectarea cu stafilococul auriu și formarea unui abces permanent să scadă de o sută de mii de ori. Infecțiile asociate implanturilor sunt rezultatul aderării bacteriilor la suprafața implantului și formării ulterioare a unui biofilm la locul implantării. Înhibarea aderării bacteriilor este pasul critic pentru prevenirea infecțiilor asociate implanturilor, deoarece biofilmul bacterian este extrem de rezistent și față de sistemul imunitar, și față de antibiotice. Eliberarea locală de medicament este o tehnică nouă și promițătoare ce constă în eliberarea medicamentelor chiar la locul implantării, în scopul prevenirii infecțiilor, prin reducerea concentrației de bacterii și împiedicarea aderării lor la suprafață implantului. Pe de altă parte, efectele secundare ale antibioticelor și riscul de toxicitate sistemică sunt reduse. Având o mare concentrație de medicament în țesutul relevant, este atinsă o mare eficiență, ceea ce reduce durata tratamentului, sau previne infectarea, ceea ce exclude tratamentul. Limitările acestor abordări sunt: slabul control al eliberării medicamentului, locurile limitate în care se pot aplica, precum și alterarea proprietăților fizico-chimice ale implanturilor prin acoperirea lor cu straturi pasive. Deasemenea cimenturile osoase ce conțin antibiotice prezintă dezavantajul major că necesită o intervenție chirurgicală ulterioară pentru îndepărtarea cimentului, după ce medicamentul a fost eliberat, procedură ce prezintă riscuri suplimentare: dureri, complicații datorate anestezicului, precum și alte costuri. Astfel, există o mare motivație în domeniul dispozitivelor medicale și biomaterialelor de a combina componente biodegradabile, medicamente și biomolecule. Au fost experimentate directa impregnare cu antibiotice și imobilizarea unui agent antimicrobial într-o matrice capabilă să se lege cu diverse suprafețe, precum și acoperiri cu metale active antimicrobiene (Cu, Ag, TiO2). La nivel național a fost raportată obținerea cu succes a filmelor subțiri de biosticlă prin depunere cu ajutorul laserului pulsat și filmelor compozite ce conțin polimeri, pentru eliberare controlată de medicament. Deasemenea, sticlele bioactive au fost cu succes studiate în ultimii ani de consorțiul nostru, cu rezultate recunoscute la nivel internațional. În acest context structura nanometrică propusă în acest proiect rezolvă problemele descrise mai sus. Polimerul ce constituie primul strat este bioinert, el nu se descompune sub acțiunea fluidului uman și are un dublu rol: protejează substratul metalic de acțiunea corozivă a fluidului uman și în același timp nu permite eliberarea de ioni metalici din substrat în țesut. Matricea de bază a stratului doi este formată din sticlă ce aparține unui sistem recunoscut a avea cele mai bune proprietăți de bioactivitate. În ea va fi înglobat un agent antimicrobian. In contact cu fluidele umane, sticla suferă un proces de dizolvare și eliberează agentul antimicrobian la locul implantării. Elementele chimice rezultate în urma dizolvării sticlei se combină cu elementele chimice ale fluidului uman și generează un compus similar cu partea minerală a osului (hidroxiapatita), ce acoperind implantul permite o asimilare rapidă a lui în organism. Tema acestui proiect îi imprimă un caracter interdisciplinar, pentru realizarea lui fiind necesare cunoștințe, metode și tehnologii din sfera studiului materialelor, fizicii, chimiei, biologiei și medicinei.