Implanty dentystyczne, które są obecnie stosowane mają wytrzymać w jamie ustnej około 20 lat. Zdarza się jednak, że już po 5-10 latach konieczna jest ich wymiana z powodu miejscowego zapalenia lub innej choroby dziąseł. Naukowcy z University of Pennsylvania School of Dental Medicine (USA) zaproponowali rozwiązanie. To specjalny rodzaj implantu (nazwali go Smart Dental Implant - SDI), opartego na dwóch innowacyjnych technologiach.
Rewolucyjne nanocząsteczki i świecący implant
Przede wszystkim zaproponowany przez inżynierów implant zęba zbudowany jest z innego typu tworzywa niż tradycyjne. To materiał zawierający nanocząsteczki, które powodują, że jest odporny na kolonizację przez bakterie. Druga innowacja to wbudowane w implant samozasilające się źródło światła. Do produkcji energii wykorzystywane są naturalne ruchy jamy ustnej, a implant, który "świeci w ustach", ma służyć do fototerapii.
- Fototerapia jest w stanie rozwiązać szereg problemów zdrowotnych. Tyle że po wszczepieniu biomateriału tego typu, wymiana lub ładowanie baterii stają się problematyczne. Zaproponowaliśmy zatem implant o właściwościach piezoelektrycznych (zjawisko piezoelektryczności polega na pojawianiu się na powierzchni materiału ładunków elektrycznych pod wpływem naprężeń mechanicznych) - mówi jeden z autorów projektu Geelsu Hwang.
Inżynierowie z University of Pennsylvania wybrali do prób materiał ceramiczny o nazwie tytanian baru (BTO). Jest to mieszanka tlenku baru i tytanu, wykazująca właściwości piezoelektryczne. Ma postać przezroczystych kryształów lub białego proszku. Do tej pory tytanian baru znajdował zastosowanie w tranzystorach i podobnego typu urządzeniach. Dopiero teraz został przetestowany pod kątem jego użyteczności jako tworzywo do konstruowania bioprotez.
Testy polegały na wystawieniu tytanianu baru na działanie bakterii Streptococcus mutans, głównego winowajcę powodującego próchnicę. Zauważono wówczas, że materiał generuje silne ujemne ładunki elektryczne, które odpychają ujemnie naładowane ściany komórkowe bakterii. Ponadto okazał się równie trwały i wytrzymały na nacisk mechaniczny, jak inne, stosowane obecnie, materiały dentystyczne. Tytanian baru nie uszkadza też dziąseł, a więc jest dla nas bezpieczny.
Implant zęba z dodatkiem tytanianu baru ma mieć samozasilanie, czyli sam generować energię elektryczną dzięki ruchom jamy ustnej. Taki "świecący" sztuczny ząb niszczy bakterie wokół i nie dopuszcza tym samym do powstania płytki nazębnej i próchnicy.
- Smart Dental Implant emituje światło dzięki zbieraniu energii z dynamicznych ruchów jamy ustnej człowieka (żucie, szczotkowanie) za pomocą piezoelektrucznej korony dentystycznej, powiązanego obwodu i mikrodiod elektroluminescencyjnych (KED) - wyjaśniają pomysłowadcy.
Obecnie inżynierowie doskonalą swój pomysł. Uważają, że jest możliwe stworzenie implantów dwustronnych, gdzie jeden koniec ma inne właściwości niż drugi, a oba razem wspierają trwałość i bezpieczeństwo protezy.
Wyniki prac nad nowym implantem opublikowały czasopisma "ACS Applied Materials & Interfaces" oraz "Advanced Healthcare Materials".
Źródła: MedicalXPrtess.com,ACS Applied Materials & Interfaces, Advanced Healthcare Materials
