فرادید؛ بیش از 3 میلیون نفر در آمریکا از ایمپلنت دندان استفاده می‌کنند که برای جایگزینی دندان از دست رفته در اثر پوسیدگی، بیماری لثه یا آسیب استفاده می‌شود. ایمپلنت‌ها نشان دهنده پیشرفت سریع روی دندان مصنوعی یا بریج است که برای مدت 20 سال یا بیشتر طراحی شده است.
اما اغلب ایمپلنت‌ها به دلیل التهاب موضعی یا بیماری لثه طی 5 تا 10 سال نیاز به جایگزینی دارند و این امر باعث تکرار یک روش پرهزینه برای بیماران می‌شود.
جیلسو هوانگ، استادیار دانشکده پزشکی دندانپزشکی پن، می‌گوید: ما می‌خواستیم به این موضوع بپردازیم، و بنابراین به یک ایمپلنت جدید و خلاقانه رسیدیم.
هوانگ می‌گوید ایمپلنت جدید دو فناوری کلیدی را پیاده‌سازی می‌کند. یکی مواد نانوذره‌ای است که در برابر باکتری مقاومت می‌کند؛ و دوم منبع نوری تعبیه شده برای انجام فتوتراپی است که از حرکات طبیعی دهان مانند جویدن یا مسواک زدن استفاده می‌شود.
در مقاله، ماده‌ای که محققان مورد بررسی قرار دادند، تیتانات باریم (BTO) بود، که دارای خواص پیزوالکتریک است که در کاربرد‌هایی مانند خازن‌ها و ترانزیستور‌ها استفاده می‌شود، اما هنوز به عنوان پایه‌ای برای مواد زیستی قابل کاشت ضد عفونی مورد بررسی قرار نگرفته است.
برای آزمایش به عنوان پایه‌ای برای ایمپلنت دندان، تیم ابتدا از دیسک‌های جاسازی شده با نانوذرات BTO استفاده کردند و آن‌ها را در معرض استرپتوکوکوس موتانس، یکی از اجزای اصلی بیوفیلم باکتریایی مسئول پوسیدگی دندان که معمولاً به عنوان پلاک دندان شناخته می‌شود، قرار دادند. آن‌ها دریافتند که دیسک‌ها در برابر تشکیل بیوفیلم به صورت وابسته به دوز مقاومت می‌کنند. دیسک‌هایی با غلظت بالاتر BTO در جلوگیری از اتصال بیوفیلم‌ها بهتر عمل کردند.
در حالی که مطالعات قبلی نشان می‌داد که BTO ممکن است باکتری‌ها را با استفاده از گونه‌های اکسیژن واکنشی که از واکنش‌های قطبی شدن نور یا کاتالیزاسیون الکتریکی ایجاد می‌شود، به طور کامل از بین ببرد، اما هوانگ و همکاران به دلیل اثر کوتاه مدت و اثرات خارج از هدف این موارد، چنین چیزی را نمی‌دانند. رویکرد‌ها در عوض، این ماده باعث افزایش بار منفی سطحی می‌شود که دیواره‌های سلولی با بار منفی باکتری‌ها را دفع می‌کند. به گفته محققان، این اثر دافعه طولانی مدت خواهد بود.
هوانگ می‌گوید: "ما یک ماده ایمپلنت می‌خواستیم که بتواند برای مدت طولانی در برابر رشد باکتری مقاومت کند، زیرا چالش‌های باکتریایی یک بار تهدید نیستند. "
خاصیت تولید انرژی مواد پایدار بود و در آزمایشات با گذشت زمان، مواد شسته نشد. همچنین سطح مقاومت مکانیکی قابل مقایسه با سایر مواد مورد استفاده در کاربرد‌های دندانپزشکی را نشان داد.
سرانجام، این مواد در آزمایشات محققان به بافت عادی لثه آسیبی نرساند و این ایده را تأیید کرد که می‌توان 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 عنوان یکی از 12 نامزد نهایی، هوانگ و همکارانش از متخصصان تجاری سازی راهنمایی دریافت خواهند کرد. اگر پروژه به عنوان یکی از سه نامزد نهایی پیش برود، این گروه می‌تواند تا 200، 000 دلار بودجه دریافت کند.
در پروژه‌های آینده، تیم امیدوار است که سیستم ایمپلنت دندانی "هوشمند" را اصلاح کند، انواع جدیدی از مواد را آزمایش کرده و حتی ممکن است از خواص نامتقارن در هر طرف اجزای ایمپلنت استفاده کند، یکی که بافت را در طرف رو به لثه تشویق می‌کند؛ که در برابر تشکیل باکتری در طرف مقابل بقیه دهان مقاومت می‌کند.
هوانگ می‌گوید: "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
