Nanotechnologia w ortodoncji

Ortodonci mogą pomóc w skorygowaniu wyglądu i ustawienia zębów i żuchwy, by zęby lepiej spełniały swoje zadanie, a uśmiech był piękniejszy.

W ostatnich latach w ortodontycznej korekcie uzębienia wykorzystuje się dla dobrego efektu aparaty korekcyjne wykonane z przezroczystego polimeru, ale istnieje nadzieja na ich udoskonalenie z pomocą nanotechnologii.

Hiszpańska uczelnia opatentowała przełomowy, nowy proces, dzięki któremu łatwiej będzie się uśmiechnąć.

Leczenie ortodontyczne jest prowadzone przy użyciu aparatów korekcyjnych, które zasadniczo zalicza się do dwóch szerokich kategorii: aparaty ruchome (retainery) i aparaty stałe.

Mogą być wykonane z metalu, porcelany lub przezroczystego plastiku. Aparaty korekcyjne z przezroczystego polimeru są lepsze pod względem estetycznym od aparatów metalowych, ale pociągają za sobą inne problemy, jak np. zużycie w jamie ustnej. Tutaj właśnie postępy w nanotechnologii mogą posłużyć rozwiązaniami.

"Analizowaliśmy tarcie między zębami a aparatem korekcyjnym i okazało się, że nanotechnologia może nam pomóc w rozwiązaniu problemu" – zauważa Juan Baselga, kierownik grupy ds. polimerów i kompozytów na Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). Wypracowane przez grupę rozwiązanie polega na zastosowaniu bardzo twardych nanocząstek tlenku glinu i ich równomiernym rozłożeniu na polisulfonie – wzorniku polimerowym, który przedsiębiorstwo CEOSA-Euroortodoncia używa do przemysłowej produkcji aparatów ortodontycznych.

Naukowcy z UC3M wraz z prywatnym przedsiębiorstwem opatentowali nowy proces i wyprodukowali nowy materiał, który zwiększa wytrzymałość mechaniczną i odporność na ścieranie przy zachowaniu przezroczystości aparatu korekcyjnego.

"Udało nam się z wykorzystaniem tej technologii opracować sztywniejszy materiał, który ma wyraźne zwiększoną odporność na ścieranie, co sprzyja wytrzymywaniu normalnego zużycia, jakie powodują zęby i żucie" – wyjaśnia profesor Baselga. "Ponadto jest biokompatybilny, co ma decydujące znaczenie w przypadku czegoś, co będzie wykorzystywane w jamie ustnej, a także spełnia wymogi europejskie obowiązujące produkty, które wchodzą w kontakt z żywnością".

Ta innowacja umożliwia wbudowywanie nanocząstek i ich równomierne rozproszenie na wzorniku polimerowym w bardzo niskich proporcjach. Po przeprowadzeniu tego procesu – opartego na technikach zielonej chemii – przez naukowców z UC3M, cząstki są rozpraszane w polimerze za pomocą technik mikrowytłaczania i mirkowtrysku, aby je ostatecznie zmieszać i otrzymać produkt końcowy.

"Odmierzamy plastik, gdyż minimalna ilość wtryskiwana przez zwykłą maszynę to 15 gramów, podczas gdy nasze produkty ważą 06 gramów … można byłoby to porównać do wstrzykiwania insuliny końską strzykawką" – wyjaśnia dyrektor przedsiębiorstwa, Alberto Cervera.

"Dzięki wykorzystywanej przez nas technologii – mikrowytłaczania i mikrowtrysku, jesteśmy w stanie kontrolować te maleńkie ilości materiału z największą precyzją" – dodaje.

Należy zauważyć, że współpraca między UC3M a CEOSA-Euroortodoncia korzysta na synergii sektora publicznego i prywatnego.

"Wywodzimy się z sektora małych i średnich przedsiębiorstw i uzyskaliśmy wsparcie uczelni w produkcji pierwszorzędnego produktu, które przynosi z kolei korzyści pod względem zobowiązań, jakie podejmujemy od dekady w formie projektów dyplomowych, rozpraw doktorskich i wspólnych programów badawczych w ramach na przykład Unii Europejskiej i wspólnoty autonomicznej Madrytu" – wskazuje Alberto Cervera.

"Ta współpraca była dla nas wielce pouczająca, gdyż przedsiębiorstwo zapoznawało nas z rzeczywistymi problemami, jakie napotyka w sferze przemysłowej i udostępniało nam swoje laboratoria" – mówi Juan Baselga

Zdaniem naukowców te nowe materiały, nanowzmacniany plastik, mogą znaleźć zastosowanie w dziedzinach innych niż ortodoncja. Polisulfon jest szczególnie interesujący z perspektywy biozdrowia w opracowywaniu sprzętu medycznego i chirurgicznego.

Jego biokompatybilność oznacza, że może być stosowany do poprawy sztywności i odporności na ścieranie. Co więcej może potencjalnie zostać wykorzystany w przemyśle motoryzacyjnym i w BHP, na przykład w opracowaniu nowych osłon na oczy i twarz dla strażaków.

źródło: CORDIS / Universidad Carlos III de Madrid