Tanden die beschadigd zijn door een trauma of ziekte hebben een behandeling nodig om er zo goed als nieuw uit te zien en aan te voelen. maar de restauratiematerialen die tandartsen ter beschikking staan, gaan niet altijd mee en kunnen voor patiënten kostbaar zijn.

Fernando Luis Esteban Florez, een assistent-professor aan het Health Sciences Center van de Universiteit van Oklahoma, College voor Tandheelkunde, doet onderzoek bij de High Flux Isotope Reactor (HFIR) van het Oak Ridge National Laboratory (ORNL) van het Department of Energy (DOE's) om daar verandering in te brengen.

De huidige tandheelkundige biomaterialen hebben beperkingen, volgens Esteban Florez. Nieuwe materialen zullen niet alleen steviger kunnen hechten aan de glazuurstructuren die ze moeten repareren, maar ook de bacteriën afstoten die vullingen en implantaten aantasten.

"In feite, de vervanging van mislukte restauraties is goed voor 70% van de stoeltijd van tandartsen tegen een jaarlijkse kostprijs van $ 298 miljard wereldwijd, " zei Esteban Florez. "Onze focus ligt op het creëren van slimme restauratieve tandheelkundige biomaterialen die minder duur zijn en niet om de vijf tot zeven jaar vervangen hoeven te worden."

Onderzoek naar neutronenverstrooiing levert inzichten op die kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen voor implantaattandheelkunde, hij zei.

"Een tandheelkundig implantaat kan maar liefst $ 4 kosten, 500 per tand. En dat is exclusief de reparatiekosten als de procedure mislukt; daarom, de ontwikkeling van biocompatibele materialen op polymeer- of keramiekbasis om die metalen te vervangen, kan patiënten enorm ten goede komen, " zei hij. "Het creëren van nieuwe materialen die meer biocompatibel zijn met het menselijk lichaam zou een grote aanwinst zijn voor de tandheelkunde, en neutronen kunnen het perfecte hulpmiddel zijn om potentiële materialen voor dit doel te beoordelen."

Esteban Florez heeft al neutronenverstrooiingsexperimenten uitgevoerd bij ORNL om de oppervlaktemodificatie en functionalisering van metaaloxidenanodeeltjes in experimentele tandheelkundige adhesieve harsen te onderzoeken. De nanodeeltjes hebben langdurige antibacteriële en bioactieve eigenschappen. Nutsvoorzieningen, hij wil zien of neutronenverstrooiing hem kan helpen beter te begrijpen hoe verschillende restauratiematerialen precies inwerken op glazuur, tandbeen, en collageen in de tanden.

specifiek, hij gebruikte het IMAGING-instrument bij HFIR om een ​​kleine verzameling menselijke tanden te bestuderen die waren hersteld, ofwel met een tandheelkundig amalgaam, of een harscomposiet. Deze materialen werden aan de tandstructuren van het monster gebonden met behulp van zijn experimentele tandheelkundige adhesieve harsen, die verschillende concentraties metaaloxide-nanodeeltjes bevatten.

Hij werkt nu samen met Hassina Bilheux, senior neutronenbeeldwetenschapper bij HFIR, om zijn gegevens te reconstrueren in driedimensionale weergaven die hij kan gebruiken om de interacties tussen herstellende tandheelkundige biomaterialen en tandstructuren te observeren.

"Neutronentomografie is een krachtige techniek om de interne aspecten van organische materialen zoals biologische weefsels te onderzoeken. Deze monsters bevatten veel waterstof; en aangezien neutronen bijzonder gevoelig zijn voor waterstof, we kunnen zeer gedetailleerde afbeeldingen van hun microstructuren genereren, ’ zei Bilheux.

"Neutronen kunnen worden gebruikt om structuren in organische weefsels op een niet-destructieve manier te onderzoeken en me in staat te stellen te begrijpen hoe herstellende tandheelkundige biomaterialen interageren met het hele tandsysteem, ' zei Esteban Florez.

Esteban Florez zei dat zijn onderzoek is gericht op de ontwikkeling van op polymeren gebaseerde restauratiematerialen met niet-uitlogende en langdurige antibacteriële en bioactieve eigenschappen die kunnen worden verbeterd met behulp van bestraling met zichtbaar licht. Eenmaal volledig ontwikkeld, deze materialen hebben de belofte om indringende bacteriën te doden, natuurlijke binding aan organische en anorganische componenten van tanden, en de groei van hydroxyapatiet (de bouwstenen van botten en tanden) te begeleiden om de tand/biomateriaal-interface af te dichten.

Indien succesvol, ze zullen de duurzaamheid van de huidige op polymeren gebaseerde restauratiematerialen verhogen en de kosten van mondzorg verlagen.

"Er moet nog veel onderzoek worden gedaan naar dit onderwerp, maar we hebben goede hoop dat ons werk een significante en positieve impact zal hebben op het gebied van restauratieve tandheelkunde, " hij zei.