Een helderder, beter, tandheelkundig implantaat met een langere levensduur is mogelijk binnenkort onderweg naar het kantoor van uw tandarts.

Tandimplantaten zijn stiften, meestal gemaakt van titanium, die operatief in het kaakbot worden geplaatst en worden overgoten met kunsttanden. Meer dan kunstgebitten of bruggen, implantaten bootsen de look en feel van natuurlijke tanden na. Hoewel de meeste tandheelkundige implantaten succesvol zijn, een klein percentage mislukt en valt uit of moet worden verwijderd. Een wetenschapper van de Michigan Technological University wil dat percentage met nanotechnologie naar nul verlagen.

"Tandimplantaten kunnen het leven van mensen die ze nodig hebben enorm verbeteren, " zei Tolou Shokuhfar, een assistent-professor werktuigbouwkunde. "Maar er zijn twee hoofdproblemen die tandartsen betreffen:infectie en scheiding van het bot."

De mond is een vuile plek, dus bacteriële infecties vormen een risico na implantaatchirurgie, en soms slaagt het bot er niet in om veilig rond het apparaat te genezen. Omdat kaakbeenderen wat dun en delicaat zijn, het vervangen van een defect implantaat kan moeilijk zijn, niet te vergeten duur. Over het algemeen, tandartsen rekenen tussen $ 2, 000 en $ 4, 000 om een ​​enkel implantaat te installeren, en de procedure wordt zelden gedekt door een verzekering.

Betreed een nanomateriaal dat infecties kan bestrijden, genezing verbeteren, en helpen tandheelkundige implantaten een leven lang mee te gaan:nanobuisjes van titaniumdioxide.

Shokuhfar werkt nu samen met Cortino Sukotjo, een klinische assistent-professor aan de Universiteit van Illinois in Chicago (UIC) College of Dentistry op een tandheelkundig implantaat met een oppervlak gemaakt van TiO2-nanobuisjes, maar ze maakt en test ze al enkele jaren. "We hebben toxiciteitstesten gedaan op de nanobuisjes, en niet alleen doodden ze geen cellen, ze stimuleerden groei, " zei ze. Ze heeft al aangetoond dat botcellen krachtiger groeien en beter hechten aan titanium gecoat met TiO2-nanobuisjes dan aan conventionele titaniumoppervlakken. Dat zou meer tandheelkundige implantaten op hun plaats kunnen houden.

De nanobuisjes kunnen ook een medicijnafgiftesysteem zijn. Het Shokuhfar-team, in samenwerking met Alexander Yarin, een professor in UIC's Department of Mechanical and Industrial Engineering, geladen TiO2-nanobuisjes met het ontstekingsremmende medicijn natriumnaproxen en toonde aan dat het geleidelijk kon worden vrijgegeven na implantatiechirurgie. Dat verzekert dat het medicijn komt waar het nodig is, en het vermindert de kans op onaangename bijwerkingen die optreden wanneer een medicijn wordt geïnjecteerd of oraal wordt ingenomen.

Om infectie te bestrijden, de TiO2-nanobuisjes kunnen ook worden geregen met zilveren nanodeeltjes. Shokuhfar en Craig Friedrich, die de Richard en Bonnie Robbins Chair of Sustainable Design and Manufacturing bekleedt bij Michigan Tech, doen onderzoek, nog niet gepubliceerd, die zich richt op orthopedische implantaten, zoals kunstheupen, maar dat geldt ook voor tandheelkundige implantaten. "Zilver heeft antimicrobiële eigenschappen, en we zijn in staat om een ​​dosis te verkrijgen die microben kan doden, maar die gezonde cellen en weefsels niet zou schaden, "zei ze. In het bijzonder, het kan biofilms helpen voorkomen, enorme kolonies bacteriën die implantaten kunnen bedekken en zeer moeilijk uit te roeien zijn. Een implantaatoppervlak met nanostructuur ingebed met zilveren nanodeeltjes kan infectie voor de levensduur van het implantaat voorkomen.

De TiO2-nanobuisjes hebben ook een cosmetisch voordeel:transparantie. Dat is een pluspunt voor elk tandheelkundig implantaat, maar vooral voor een nieuw type gemaakt van zirkonia, die sommige patiënten kiezen omdat het helemaal wit is.

Shokuhfar en Friedrich hebben een voorlopig patent gekregen en werken samen met twee ziekenhuizen om de technologie verder te ontwikkelen. en uiteindelijk een licentie geven. Shokuhfar verwacht dat implantaten met het nieuwe nanotubulaire oppervlak gemakkelijk op de markt zullen worden opgenomen, sinds titanium implantaten, zowel tandheelkundig als orthopedisch, hebben een lange geschiedenis. "Ja, het oppervlak bestaat uit nanobuisjes, maar eigenlijk zijn nanobuisjes gewoon een dikkere vorm van het natieve oxide, dat is hetzelfde als het witte pigment dat je overal aantreft:in voedsel, tandpasta, cosmetica, multivitamine en multimineralen supplementen, verven—alle soorten producten, " zei ze. En implantaten bedekt met TiO2-nanobuisjes zouden er hetzelfde uitzien als conventionele implantaten. "Een chirurg zou niets anders hoeven te doen, " ze zei.

Voor Shokuhfar, het oppervlak met nanostructuur is een perfect voorbeeld van kleine dingen die een grote impact hebben, zowel letterlijk als figuurlijk. "Wat we aan het ontwikkelen zijn, is een oppervlak dat goedkoop en gemakkelijk te maken is en dat de genezing op zoveel manieren kan versnellen, " zei zij. "Het kan infectie bestrijden door antimicrobieel zilver toe te voegen en ontstekingen te verminderen door natriumnaproxen toe te voegen. Het is ook waarschijnlijk dat we de genezing nog meer kunnen bevorderen door een groeifactor in de TiO2-nanobuisjes op te nemen.

"Het is heel spannend om aan een product te werken dat een enorm verschil kan maken in het leven van mensen."