Разрабатываемый интеллектуальный зубной имплантат может принести пользу пациентам за счет использования наночастиц, устойчивых к биопленке, и света, питаемого биомеханическими силами, для укрепления здоровья окружающей десневой ткани.
Новый имплантат разработан для объединения двух технологий: наполненного наночастицами материала, препятствующего колонизации бактерий и встроенного источника света для проведения фототерапии, питаемого естественными движениями рта, такими как при жевании или во время чистки зубов. Этот подход не ограничивается использованием в стоматологии, но может иметь и другие применения, такие как интеграция в замену суставов.
Доктор Гилсу Хванг, доцент университета и один из участвующих исследователей, объяснил в пресс-релизе: "Фототерапия может решить целый ряд проблем со здоровьем. Но как только биоматериал имплантирован, нецелесообразно заменять или заряжать батарейку. Мы используем пьезоэлектрический материал, который может генерировать электрическую энергию от естественных движений полости рта для подачи света, который может проводить фототерапию, и мы обнаружили, что он может успешно защитить десневую ткань от бактериальной инфекции".
В своих исследованиях команда исследовала материал титанат бария (BTO), который обладает пьезоэлектрическими свойствами и, таким образом, используется, например, в конденсаторах и транзисторах. Однако он не был исследован в качестве основы для противоинфекционных имплантируемых биоматериалов. Чтобы проверить его потенциал, исследователи внедрили композитные диски с наночастицами BTO и подвергли их воздействию мутантов стрептококков. Они обнаружили, что диски препятствуют образованию биопленки и что этот эффект был сильнее при более высоких концентрациях BTO.
По данным исследовательской группы, BTO генерирует повышенный отрицательный поверхностный заряд, который отталкивает отрицательно заряженные клеточные стенки бактерий, и вполне вероятно, что этот отталкивающий эффект будет длительным. "Нам нужен был материал для имплантата, который мог бы противостоять бактериальному росту в течение длительного времени, потому что бактериальные проблемы не являются одноразовой угрозой", - сказал доктор Хван.
Энергетические свойства материала были устойчивыми и при испытании в течение длительного периода времени материал не выщелачивался. Он также обладал механической прочностью, сравнимой с прочностью других материалов, используемых в стоматологии. Кроме того, материал не повредил ткани десен, подтверждая идею о том, что его можно использовать без побочных эффектов.
В будущих исследованиях команда надеется продолжить совершенствование своей системы интеллектуальных зубных имплантатов, протестировать новые типы материалов и, возможно, использовать асимметричные свойства с каждой стороны компонентов имплантата, чтобы стимулировать интеграцию тканей и противостоять образованию бактерий. "Мы надеемся продолжить разработку системы имплантатов и в конечном итоге увидеть ее коммерциализацию, чтобы ее можно было использовать в стоматологии", - прокомментировал доктор Хван.
Разрабатываемый интеллектуальный зубной имплантат может принести пользу пациентам за счет использования наночастиц, устойчивых к биопленке, и света, питаемого биомеханическими силами, для укрепления здоровья окружающей десневой ткани.
Новый имплантат разработан для объединения двух технологий: наполненного наночастицами материала, препятствующего колонизации бактерий и встроенного источника света для проведения фототерапии, питаемого естественными движениями рта, такими как при жевании или во время чистки зубов. Этот подход не ограничивается использованием в стоматологии, но может иметь и другие применения, такие как интеграция в замену суставов.
Доктор Гилсу Хванг, доцент университета и один из участвующих исследователей, объяснил в пресс-релизе: "Фототерапия может решить целый ряд проблем со здоровьем. Но как только биоматериал имплантирован, нецелесообразно заменять или заряжать батарейку. Мы используем пьезоэлектрический материал, который может генерировать электрическую энергию от естественных движений полости рта для подачи света, который может проводить фототерапию, и мы обнаружили, что он может успешно защитить десневую ткань от бактериальной инфекции".
В своих исследованиях команда исследовала материал титанат бария (BTO), который обладает пьезоэлектрическими свойствами и, таким образом, используется, например, в конденсаторах и транзисторах. Однако он не был исследован в качестве основы для противоинфекционных имплантируемых биоматериалов. Чтобы проверить его потенциал, исследователи внедрили композитные диски с наночастицами BTO и подвергли их воздействию мутантов стрептококков. Они обнаружили, что диски препятствуют образованию биопленки и что этот эффект был сильнее при более высоких концентрациях BTO.
По данным исследовательской группы, BTO генерирует повышенный отрицательный поверхностный заряд, который отталкивает отрицательно заряженные клеточные стенки бактерий, и вполне вероятно, что этот отталкивающий эффект будет длительным. "Нам нужен был материал для имплантата, который мог бы противостоять бактериальному росту в течение длительного времени, потому что бактериальные проблемы не являются одноразовой угрозой", - сказал доктор Хван.
Энергетические свойства материала были устойчивыми и при испытании в течение длительного периода времени материал не выщелачивался. Он также обладал механической прочностью, сравнимой с прочностью других материалов, используемых в стоматологии. Кроме того, материал не повредил ткани десен, подтверждая идею о том, что его можно использовать без побочных эффектов.
В будущих исследованиях команда надеется продолжить совершенствование своей системы интеллектуальных зубных имплантатов, протестировать новые типы материалов и, возможно, использовать асимметричные свойства с каждой стороны компонентов имплантата, чтобы стимулировать интеграцию тканей и противостоять образованию бактерий. "Мы надеемся продолжить разработку системы имплантатов и в конечном итоге увидеть ее коммерциализацию, чтобы ее можно было использовать в стоматологии", - прокомментировал доктор Хван.
Читайте также:
Статьи от брендов
0 комментариев