自行“發電”光療,無需屢次更換……新一代種植牙有多神奇?_風聞
Science_北京-不惧过往,不畏将来!2021-09-13 16:27


研究人員設計了一種智能種植牙,可通過納米粒子的抑菌效果及自主光療方式延長假牙壽命。

在美國,超300萬人選擇種牙,以替換因蛀牙、牙齦疾病或外傷導致脱落的牙齒。種植牙是假牙技術的重大突破,其安全性更高,使用壽命理論上可達20年。然而,種植往往無法“一步到位”,受局部炎症或牙齦疾病的影響,每5~10年內就需要對其進行更換。這導致患者必須重複接受昂貴的侵入性手術。
論文作者、美國賓夕法尼亞大學助理教授Geelsu Hwang説:“針對這個問題,我們設計了一種創新性種植牙。這種智能種植牙包含兩項關鍵技術,其一是藉助注入的納米材料,抵禦細菌的定植;其二是由咀嚼或刷牙等口腔自然運動驅動的嵌入式光源進行光療。”Hwang等認為,新技術甚至可用於關節置換術。
Hwang補充説:“光療可以解決許多不同類型的健康問題。在植入生物材料後更換電池或者充電是不現實的。我們使用了一種壓電材料,它能夠憑藉口腔的自然運動產生電能,驅動光源完成光療。我們發現,這種方式能夠成功地保護牙齦組織免受細菌侵襲。”

包含抗生物膜納米粒子和光療技術的智能種植牙,可維護周圍牙齦組織的健康。
新型種植牙使用的鈦酸鋇(BTO)具有壓電特性,可用於電容器和晶體管等設備。為了測試其可行性,Hwang將嵌有BTO納米粒子的圓盤放入變形鏈球菌中。變形鏈球菌是導致蛀牙的細菌生物膜的主要成分。他們發現,BTO納米粒子圓盤以一種劑量依賴的方式抵抗了生物膜的形成——BTO含量越高,抑制生物膜形成的能力越強。
此外,BTO能通過產生強化的表面負電荷,排斥同樣帶負電荷的細菌細胞壁。研究人員指出,這種排斥效應的持續時間非常長。Hwang説:“我們希望種植牙能夠長時間抑制細菌生長,因為細菌不是一次性威脅。BTO的發電特性具備持續性,並且隨着時間的推移,材料沒有被瀝濾,其機械強度水平也不遜色於其他牙科材料。”最後,研究人員還通過實驗證實,BTO不會損傷正常的牙齦組織。
Hwang表示:“我們希望進一步開發智能種植牙系統,並實現其商業化。”
編譯:德克斯特
審稿:西莫
責編:陳之涵
期刊來源:《應用材料與界面》《先進醫療材料》
期刊編號:1944-8244,2192-2640
原文連接:https://medicalxpress.com/news/2021-09-smart-dental-implants-resist-bacterial.html
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