Værdifuld indsigt i modelleringen, Ansøgning, og produktion af bioaktive materialer

Anatomi, Modellering og fremstilling af biomateriale til dentale og kæbeanvendelser giver læserne information om tandimplantater og fremstilling af biomateriale til kæbeindgreb og reparation af dental knogle/væv. Det vil også give værdifuld indsigt i anvendelsen og produktionen af ​​bioaktive materialer for alle forskere og studerende inden for materialevidenskab og biomedicinsk teknik.

Biokeramik før 1970'erne blev brugt som implantater til at udføre enkeltstående og biologisk inerte roller. Begrænsningerne med disse fremstillede materialer som vævserstatninger blev understreget med den voksende erkendelse af, at væv og celler i den menneskelige krop har andre forskellige metaboliske og regulerende roller. At erhverve en dybere indsigt i fremstillingsprocessen ud over egenskaberne ved biokeramik (fysiske, mekanisk, og biologiske), der i øjeblikket anvendes som implantater og som knogleerstatningsmaterialer, kunne bidrage væsentligt til udformningen af ​​den nye generation af proteser og implanterbare anordninger samt postoperative patienthåndteringspolitikker. Fordelene ved at bruge avancerede keramiske materialer til dentale og orale og maxillofaciale applikationer er generelt blevet hilst velkommen, især deres styrke og biokompatibilitet. Forbedringer i fremstillingsprocessen kan producere keramiske materialer med højere densiteter og mindre kornstrukturer, som er essentielle for deres anvendelse i tandpleje og kæbekirurgi.

Forholdet mellem biologiske reaktioner og overfladeegenskaber af materialer er et af hovedspørgsmålene i biomedicinsk materialeforskning. I øjeblikket, en af ​​de vigtigste ulemper ved syntetiske implantater er deres manglende tilpasning til det lokale vævsmiljø. Overflademodifikation ved hjælp af nanocoatings og nanocomposite-coatings er blevet et vigtigt værktøj i forskningen, der har til formål at få et indblik i, hvordan de anvendte materialers kemiske egenskaber og overfladeegenskaber vil påvirke dets interaktion med det biologiske system. Efterhånden som der opnås en dybere forståelse, det forventes, at overflademodifikationer rettet mod at kontrollere vævsrespons vil generere nye muligheder for forskning og udvikling af nye og forbedrede tand- og kæbeimplantater og -proteser på en hurtigere og mere systemisk måde.

Utvivlsomt, de komplikationer, der oftest er forbundet med brugen af ​​implanterbart medicinsk udstyr, såsom tandimplantater, er bakterielle infektioner. Søgningen er i gang for at finde et mere effektivt og billigere middel til at levere antibiotika til at bekæmpe bakterielle infektioner uden de komplikationer, der er forbundet med langsigtet intravenøs adgang og toksiciteten af ​​systemiske antibiotika. For alle lægemiddelbærere, der anvender nanocoatings og nanocomposite coatings, de passende opløsningshastigheder såvel som deres kontrol i den menneskelige krop er den primære bekymring. En række undersøgelser blev udført for at undersøge måder, hvorpå bærere med langvarig frigivelse eller lang cirkulationstid kan udvikles. Imellem disse, overflademodifikationen af ​​nanocoatings og nanokompositbelægninger med en række polymere makromolekyler eller ikke-ioniske overfladeaktive stoffer viste sig at være de mest effektive. Alligevel, passende og effektive modifikationer af nanopartiklerne inden for multifunktionelle nanocoatings er en nødvendighed for fremtiden for langsomme lægemiddelleveringsanordninger og -systemer.

Nye generationer af medicinske implantater og enheder med disse funktionaliserede overflader vil kræve nanoskala overfladeegenskabsmåleteknikker, der kan bruges til at beskrive både levende væv og uorganiske materialer samt grænsefladereaktionerne mellem implantat og knoglevæv til fremtidig modellering og implantat- og protesedesign. Brugen af ​​teoretiske modelleringstilgange såsom finite element analyse (FEA) er ved at blive en nødvendighed inden for medicin og tandpleje. Ved at undersøge mekanikken i en enkelt celle ved hjælp af FEA, vi kunne potentielt fremskynde opdagelser inden for regenerativ medicin, opdagelse af lægemidler, og mekanobiologi.