自行“發電”光療，無需屢次更換……新一代種植牙有多神奇？_風聞

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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