DT News - Bulgaria - Разработват антибактериален интелигентен дентален имплант, който използва фототерапия

Dental Tribune International

пн. 15 ноември 2021

запази

ФИЛАДЕЛФИЯ, САЩ: За да се справят с предизвикателствата в имплантологията, и свързаните с това усилия и разходи, изследователи от Факултета по дентална медицина към Университета на Пенсилвания във Филаделфия разработват нов интелигентен зъбен имплант. Те се стремят към устройство, което се противопоставя на бактериалния растеж и генерира собствена сила за работа на регенерираща тъканите светлина.

Новият имплант е проектиран да комбинира две технологии: материал с наночастици, който възпрепятства бактериалната колонизация, и вграден източник на светлина за провеждане на фототерапия, задвижван от естествени движения на устата, като например при дъвчене или по време на миене на зъби. Този подход не се ограничава само до дентална употреба, но може да има и други приложения, като например интегриране при смяна на ставите.

Д-р Геелсу Хуанг, асистент в университета и един от участващите изследователи, обясни в прессъобщение: „Фототерапията може да се справи с различни здравни проблеми. Но след като се имплантира биоматериал, не е практично да се подменя или презарежда батерия. Ние използваме пиезоелектричен материал, който може да генерира електрическа енергия от естествени орални движения, за да доставя светлина, която може да провежда фототерапия, и откриваме, че може успешно да защити гингивалната тъкан от бактериално предизвикателство.

В своето изследване екипът изследва материала бариев титанат (BTO), който има пиезоелектрични свойства и по този начин се използва в кондензатори и транзистори например. Въпреки това той не е изследван като основа за антиинфекциозни имплантируеми биоматериали. За да тестват неговия потенциал, изследователите вградиха композитни дискове с наночастици от BTO и ги изложиха на Streptococcus mutans. Те откриха, че дисковете възпрепятстват образуването на биофилм и че този ефект е по-голям при по-високи концентрации на BTO.

Според изследователския екип BTO генерира повишен отрицателен повърхностен заряд, който отблъсква отрицателно заредените клетъчни стени на бактериите и е вероятно този отблъскващ ефект да бъде дълготраен. „Искахме материал за имплант, който може да устои на бактериалния растеж за дълго време, тъй като бактериалните предизвикателства не са еднократна заплаха“, каза д-р Хуанг.

Свойството за генериране на енергия на материала е запазено и при тестване за дълги периоди от време материалът не се изхабява. Той също така показва механична якост, сравнима с тази на други материали, използвани в денталната медицина. Освен това материалът не уврежда гингивалната тъкан, подкрепяйки идеята, че може да се използва без неблагоприятни ефекти.

В бъдещи изследвания екипът се надява да продължи да усъвършенства своята интелигентна система за зъбни импланти, да тества нови видове материали и евентуално да използва асиметрични свойства от всяка страна на компонентите на импланта, за да насърчи интеграцията на тъканите и да се противопостави на образуването на бактерии. „Надяваме се да доразвием системата за импланти и в крайна сметка да я видим комерсиализирана, за да може да се използва в денталната област“, коментира д-р Хванг.

Изследването е докладвано в две проучвания. Най-новото проучване, озаглавено „Бимодална нанокомпозитна платформа с антибиофилм и функции за самозахранване за биомедицински приложения“, беше публикувано в изданието на ACS Applied Materials and Interfaces от 1 септември 2021 г. Първото проучване, озаглавено „Интелигентен дентален имплант, задвижван с орално движение (SDI) за in situ амбулаторна фото-биомодулационна терапия“, беше публикувано в изданието на Advanced Healthcare Materials от 19 август 2020 г.