Ученые из Пенсильванского университета разрабатывают «умный» зубной имплант, который сопротивляется росту бактерий в ротовой полости и вырабатывает собственное электричество, когда человек жует и чистит зубы, сообщает пресс-служба Penn Today. Статья с описанием разработки опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Имплантат – надежная замена потерянному зубу, но и ему требуется замена через несколько лет из-за местного воспаления или заболевания десен, а значит, пациент должен повторить дорогостоящую инвазивную процедуру. Ученые хотели решить эту проблему, и поэтому придумали инновационный новый имплантат.
В новом имплантате будут реализованы две ключевые технологии. Во-первых, он включается в себя материал, содержащий наночастицы, который не дает бактериям размножаться. Во-вторых, в имплантат встроен источник света для фототерапии, которая может успешно защитить ткань десны от бактериального заражения. Электричество для источника света имплантат вырабатывает самостоятельно – от движений рта при жевании или чистке зубов. В будущем новую технологию можно будет интегрировать не только в дентальные имплантаты, но и, например, в эндопротезы суставов, отмечают авторы работы.
Для создания имплантата ученые исследовали материал титаната бария, обладающий пьезоэлектрическими свойствами, который используется в конденсаторах и транзисторах, но еще не использовался в качестве основы для противоинфекционных имплантируемых биоматериалов. Чтобы проверить его потенциал в качестве основы для зубного имплантата, команда сначала использовала диски с наночастицами титанита бария и подвергла их воздействию Streptococcus mutans – основного компонента бактериальной биопленки, ответственной за разрушение зубов. Ученые обнаружили, что диски сопротивлялись образованию биопленок в зависимости от количества материала. Диски с более высокими концентрациями титанита бария лучше предотвращали связывание биопленок.
Электроэнергетические свойства материала были сохранены, и во время испытаний материал не выщелачивался. Кроме того, материал не повредил нормальную ткань десны, что подтверждает идею о том, что его можно использовать без вреда для полости рта.
[Иллюстрация: Courtesy of Albert Kim / Penn Today]
