دندان های ایمپلنت هوشمند از نانوذرات مقاوم در برابر باکتری ها - سیلور 7

خبرنگاران| بیش از 3 میلیون نفر در آمریکا از ایمپلنت دندان استفاده می نمایند که برای جایگزینی دندان از دست رفته در اثر پوسیدگی، بیماری لثه یا آسیب استفاده می گردد. ایمپلنت ها نشان دهنده پیشرفت سریع روی دندان مصنوعی یا بریج است که برای مدت 20 سال یا بیشتر طراحی شده است.

اما اغلب ایمپلنت ها به علت التهاب موضعی یا بیماری لثه طی 5 تا 10 سال احتیاج به جایگزینی دارند و این امر باعث تکرار یک روش پرهزینه برای بیماران می گردد.

جیلسو هوانگ، استادیار دانشکده پزشکی دندانپزشکی پن، می گوید: ما می خواستیم به این موضوع بپردازیم، و بنابراین به یک ایمپلنت نو و خلاقانه رسیدیم.

هوانگ می گوید ایمپلنت نو دو فناوری کلیدی را پیاده سازی می نماید. یکی مواد نانوذره ای است که در برابر باکتری مقاومت می نماید؛ و دوم منبع نوری تعبیه شده برای انجام فتوتراپی است که از حرکات طبیعی دهان مانند جویدن یا مسواک زدن استفاده می گردد.

در مقاله، ماده ای که محققان مورد آنالیز قرار دادند، تیتانات باریم (BTO) بود، که دارای خواص پیزوالکتریک است که در کاربرد هایی مانند خازن ها و ترانزیستور ها استفاده می گردد، اما هنوز به اسم پایه ای برای مواد زیستی قابل کاشت ضد عفونی مورد آنالیز قرار نگرفته است.

برای آزمایش به اسم پایه ای برای ایمپلنت دندان، تیم ابتدا از دیسک های جاسازی شده با نانوذرات BTO استفاده کردند و آن ها را در معرض استرپتوکوکوس موتانس، یکی از اجزای اصلی بیوفیلم باکتریایی مسئول پوسیدگی دندان که معمولاً به اسم پلاک دندان شناخته می گردد، قرار دادند. آن ها دریافتند که دیسک ها در برابر تشکیل بیوفیلم به صورت وابسته به دوز مقاومت می نمایند. دیسک هایی با غلظت بالاتر BTO در جلوگیری از اتصال بیوفیلم ها بهتر عمل کردند.

در حالی که مطالعات قبلی نشان می داد که BTO ممکن است باکتری ها را با استفاده از گونه های اکسیژن واکنشی که از واکنش های قطبی شدن نور یا کاتالیزاسیون الکتریکی ایجاد می گردد، به طور کامل از بین ببرد، اما هوانگ و همکاران به علت اثر کوتاه مدت و اثرات خارج از هدف این موارد، چنین چیزی را نمی دانند. رویکرد ها در عوض، این ماده باعث افزایش بار منفی سطحی می گردد که دیواره های سلولی با بار منفی باکتری ها را دفع می نماید. به گفته محققان، این اثر دافعه طولانی مدت خواهد بود.

هوانگ می گوید: ما یک ماده ایمپلنت می خواستیم که بتواند برای مدت طولانی در برابر رشد باکتری مقاومت کند، زیرا چالش های باکتریایی یک بار تهدید نیستند.

خاصیت فراوری انرژی مواد پایدار بود و در آزمایشات با گذشت زمان، مواد شسته نشد. بعلاوه سطح مقاومت مکانیکی قابل مقایسه با سایر مواد مورد استفاده در کاربرد های دندانپزشکی را نشان داد.

انتها، این مواد در آزمایشات محققان به بافت عادی لثه آسیبی نرساند و این ایده را تأیید کرد که می توان از آن بدون تأثیر منفی در دهان استفاده کرد.

این فناوری در برنامه شتابدهنده تحقیقاتی مرکز علوم، برنامه QED Proof-of-Concept، نهایی است. به اسم یکی از 12 نامزد نهایی، هوانگ و همکارانش از متخصصان تجاری سازی هدایت دریافت خواهند کرد. اگر پروژه به اسم یکی از سه نامزد نهایی پیش برود، این گروه می تواند تا 200، 000 دلار بودجه دریافت کند.

در پروژه های آینده، تیم امیدوار است که سیستم ایمپلنت دندانی هوشمند را اصلاح کند، انواع نوی از مواد را آزمایش نموده و حتی ممکن است از خواص نامتقارن در هر طرف اجزای ایمپلنت استفاده کند، یکی که بافت را در طرف رو به لثه تشویق می نماید؛ که در برابر تشکیل باکتری در طرف مقابل بقیه دهان مقاومت می نماید.

هوانگ می گوید: ما امیدواریم که سیستم ایمپلنت را توسعه دهیم و در نهایت تجاری سازی آن را ببینیم تا بتواند در زمینه دندانپزشکی مورد استفاده قرار گیرد.

منبع: Technology.org