Відео дня
Розумні зубні імплантати: переваги нової технології
Мільйони людей у всьому світі використовують зубні імплантати для заміни зубів, втрачених з різних причин – через карієс, хвороби ясен або механічне пошкодження. Це більш прогресивна і надійна технологія в порівнянні з зубними протезами або мостами, зазвичай вони розраховані на термін служби від 20 років.
Однак в результаті хвороб ясен або локального запалення термін їх служби значно скорочується, що вимагає повторення дорогої та інвазивної процедури.
Щоб розв'язати цю проблему, група вчених зайнялася розробкою інноваційного імплантата. За словами Гілс Хванга, доцента Школи стоматологічної медицини Пенсильванського університету з інженерним досвідом, у новому імплантаті планується реалізувати дві ключові технології:
Матеріал: завдяки наночастинкам, що входять до його складу, можна уникнути появи патогенних бактерій, які викликають запальні процеси.
Фототерапія: для цього планується використовувати вбудоване джерело світла, воно буде працювати автономно, шляхом природних рухів рота – під час жування або чищення зубів.
Бачення платформи, яку одного разу можна буде інтегрувати не тільки в дентальні імплантати, а й в інші технології, такі як ендопротези суглобів, Хван і його колеги виклали в статтях, опублікованих у журналах ACS Applied Materials & Interfaces і Advanced Healthcare Materials.
Переваги нової технології
Фототерапія – ефективна технологія, яка допомагає у розв'язанні багатьох проблем зі здоров'ям. Складність її використання полягає в непрактичності заміни джерела живлення у встановлених імплантатах. Рішенням цього є створення автономної системи, для чого планується використовувати п'єзоелектричний матеріал. Він здатний генерувати потрібну кількість електроенергії від природних рухів щелепи.
Кандидатом для реалізації цієї ідеї дослідники розглядали титанат барію (BTO). Він має п'єзоелектричні властивості, і завдяки цьому його використовують в конденсаторах і транзисторах.
Вчені перевірили здатність тітаната барію захищати зубний імплантат від інфекцій. Для цього вивчався вплив Streptococcus mutans – основного компонента бактеріальної біоплівки, відповідального за руйнування зубів (відомий як зубний наліт). Дослідники визначили, що опір має дозозалежний ефект – чим вище концентрація BTO, тим вище захист від утворення зубного нальоту.
Також вчені з'ясували механізм захисту. Виявилося, що BTO не вбиває бактерії безпосередньо за допомогою реактивних форм кисню, як вважалося раніше. Антибактеріальний ефект пов'язаний зі здатністю матеріалу генерувати підвищений негативний поверхневий заряд. Завдяки цьому клітинні стінки бактерій, які мають негативний заряд, відштовхуються. Таким чином використання тітаната барію дозволяє створювати не короткочасний, а тривалий захист.
У ході випробувань було показано, що матеріал після установки зберігає свої електроенергетичні властивості. Також він має високий рівень механічної міцності, який не поступається іншим матеріалам, які зазвичай використовуються в стоматології. Також була перевірена та підтверджена його безпека – він не пошкоджує нормальні тканини ясен і не справляє будь-яких негативний вплив.
Команда планує продовжити свої розробки та вдосконалення технології, щоб довести їх до створення комерційного продукту, який буде доступний в якості одного з варіантів імплантатів.
