Ny nanorøroverflade lover tandimplantater, der heler hurtigere og bekæmper infektion

En lysere, bedre, længerevarende tandimplantat kan snart være på vej til din tandlæge.

Tandimplantater er stolper, normalt lavet af titanium, der er kirurgisk placeret i kæbebenet og toppet med kunstige tænder. Mere end proteser eller broer, implantater efterligner udseendet og følelsen af ​​naturlige tænder. Mens de fleste tandimplantater er vellykkede, en lille procentdel mislykkes og falder enten ud eller skal fjernes. En forsker ved Michigan Technological University ønsker at sænke denne sats til nul ved hjælp af nanoteknologi.

"Tandimplantater kan i høj grad forbedre livet for mennesker, der har brug for dem, "sagde Tolou Shokuhfar, en adjunkt i maskinteknik. "Men der er to hovedproblemer, der bekymrer tandlæger:infektion og adskillelse fra knoglen."

Munden er et beskidt sted, så bakterielle infektioner er en risiko efter implantatkirurgi, og nogle gange kan knogler ikke heles sikkert omkring enheden. Fordi kæbeben er lidt tynde og sarte, udskiftning af et mislykket implantat kan være svært, for ikke at tale om dyrt. Generelt, tandlæger opkræver mellem $ 2, 000 og $ 4, 000 for at installere et enkelt implantat, og proceduren er sjældent dækket af forsikring.

Indtast et nanomateriale, der kan bekæmpe infektion, forbedre helbredelse, og hjælpe tandimplantater med at leve livet:titandioxid nanorør.

Shokuhfar arbejder nu med Cortino Sukotjo, en klinisk assisterende professor ved University of Illinois i Chicago (UIC) College of Dentistry på et tandimplantat med en overflade lavet af TiO2 nanorør, men hun har lavet og testet dem i flere år. "Vi har lavet toksicitetstests på nanorørene, og ikke kun dræbte de ikke celler, de fremmede vækst, "sagde hun. Hun har allerede vist, at knogleceller vokser mere kraftigt og klæber bedre til titanium overtrukket med TiO2 -nanorør end til konventionelle titaniumoverflader. Det kan holde flere tandimplantater på plads.

Nanorørene kan også være et lægemiddelleveringssystem. Shokuhfars hold, i samarbejde med Alexander Yarin, en professor i UIC's Institut for Mekanik og Industri, fyldte TiO2 nanorør med det antiinflammatoriske lægemiddel natriumnaproxen og demonstreret, at det kunne frigives gradvist efter implantatoperation. Det sikrer, at medicinen når, hvor den er nødvendig, og det reducerer chancerne for ubehagelige bivirkninger, der opstår, når et lægemiddel injiceres eller tages oralt.

For at bekæmpe infektion, TiO2 nanorørene kan også snøres med sølv nanopartikler. Shokuhfar og Craig Friedrich, der har Richard og Bonnie Robbins -formand for bæredygtigt design og fremstilling hos Michigan Tech, udfører forskning, endnu ikke offentliggjort, som er fokuseret på ortopædiske implantater, såsom kunstige hofter, men som også gælder for tandimplantater. "Sølv har antimikrobielle egenskaber, og vi er i stand til at opnå en dosis, der kan dræbe mikrober, men som ikke skader sunde celler og væv, " sagde hun. Især det kan hjælpe med at forhindre biofilm, store kolonier af bakterier, der kan dække implantater og være meget vanskelige at udrydde. En nanotekstureret implantatoverflade indlejret med sølv -nanopartikler kunne forhindre infektion i implantatets levetid.

TiO2 nanorørene har også en kosmetisk fordel:gennemsigtighed. Det er et plus for ethvert tandimplantat, men især for en ny type fremstillet af zirconia, som nogle patienter vælger, fordi det er helt hvidt.

Shokuhfar og Friedrich har modtaget et foreløbigt patent og arbejder sammen med to hospitaler for at videreudvikle teknologien, og til sidst licensere det. Shokuhfar forventer, at implantater med den nye nanotubulære overflade let vil blive assimileret på markedet, siden titaniumimplantater, både tandlæge og ortopæd, har en lang historie. "Ja, overfladen består af nanorør, men dybest set er nanorør bare en tykkere form af det native oxid, hvilket er det samme som det hvide pigment, du finder overalt:i mad, tandpasta, kosmetik, multivitamin og multimineral kosttilskud, maling - alle slags produkter, " sagde hun. Og implantater dækket med TiO2 nanorør ville se ud på samme måde som konventionelle implantater. "En kirurg behøver ikke at gøre noget anderledes, " hun sagde.

For Shokuhfar, den nanotekstruerede overflade er et perfekt eksempel på, at små ting har stor indflydelse, både bogstaveligt og billedligt. "Det, vi udvikler, er en overflade, der er billig og let at lave, og som kan fremskynde helbredelsen på så mange måder, "sagde hun." Det kan bekæmpe infektion ved at tilføje antimikrobielt sølv og reducere betændelse ved at tilføje natriumnaproxen. Det er også sandsynligt, at vi kunne fremme heling endnu mere ved at inkorporere en vækstfaktor i TiO2 nanorørene.

"Det er meget spændende at arbejde på et produkt, der kan gøre en kæmpe forskel i folks liv."