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引领下一代的牙科材料技术

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在口腔医学的发展过程中,口腔材料的发展起着非常重要的作用,甚至完全改变口腔医学面貌。科技发展日新月异,谁又将引领下一代口腔材料技术呢?

新型纳米复合树脂

据科技日报报道,巴西金边大学研究人员用二氧化硅和氧化锆等混合纳米颗粒制成牙齿洞隙的复合树脂,比金属替代品更类似于牙本质,且不会使牙齿松动或断裂。这种纳米复合树脂或将引领下一代牙科材料技术。

该研究成果发表在《生物技术动向》上。研究人员说:“这只是一个开始。新型纳米技术的牙科材料将很快应用于帮助牙齿自我修复、重建牙釉质和防止细菌感染。”

自从十年前引入纳米复合树脂,工程师们一直探索如何将其他纳米技术安全地应用于口腔诊所。产品主要包括由碳纳米管制成的抗菌剂,将其应用于口腔内与癌症特异性抗体相结合的量子点,如果其检测到任何有问题的细胞就会发光。

该论文合著者之一、塞阿拉联邦大学阿毛里·雅尔德保拉说:“结合不同介质的纳米粒子来修补釉质和牙本质,是提高树脂修复质量和寿命的关键。还有观点认为,在牙科材料中加入纳米颗粒,可通过其长期的释放来预防和控制口腔疾病。”

虽然纳米牙科技术发展迅速,安全性和成本仍是其进入市场的障碍。由于一些纳米材料可能对健康细胞有毒害作用。因此,任何新的纳米材料被用于牙科治疗之前,都需要正式的临床试验才可以获得批准,患者也需要被告知,治疗中将使用纳米材料及其可能产生的任何副作用;当然,这项新科技也可能比较昂贵。研究人员认为这些障碍将来可以克服,并指出这种新的纳米牙科产品几年后会被广为采用。

可抗菌的3D打印牙齿

用3D打印出来的牙齿嚼东西,是不是很新鲜的体验?患者拔牙后只要做一次“椎形束 CT”,技术人员便可以获取三维牙根数据,再用电脑软件进行设计后,3D 打印机就能用钛合金或氧化锆打印出与真牙一模一样的假牙。全程数字化操作,只需3-5道工序,大大缩短了义齿的制作周期。

另据中国科学报记者徐徐报道,来自荷兰格罗宁根大学的Andreas Herrmann和同事研发出一种抗菌塑料,利用其打印出来的3D牙齿也能杀死细菌。团队成员表示,这是一个非常重要的问题,因为仅在美国,细菌对现有牙齿种植体的损害会让患者花费数百万美元。

该研究团队将抗菌季铵盐置入用于制作牙齿的现有树脂聚合物。季铵盐带有正电荷,因此能破坏带负电荷的细菌细胞膜,并导致它们死亡。“这种物质能杀死接触到的细菌,另一方面,它不会对人体细胞造成伤害。”Hermann介绍说。

随后,他们把这种混合物质放进一台3D打印机,用紫外线将其变硬,并打印出可替换的牙齿、矫正器等牙科用物体。为测试其抗菌性能,研究人员将材料样品包裹上由唾液和引发龋齿的细菌——变异链球菌构成的混合物。他们发现,这种材料能杀死超过99%的细菌,而未加入季铵盐的对照样品只能杀死不到1%的细菌。

然而,在这种材料被推广应用到患者身上之前,该团队将不得不开展进一步的测试,因为他们只把样品在唾液和变异链球菌的混合物中呆了6天。“要应用于临床,我们需要把时间延长,并且要研究其同牙膏的相容性。”Herrmann表示。

载银磷酸锆/硅橡胶复合软衬材料

硅橡胶义齿软衬材料可缓解复杂可摘义齿使用中粘膜压痛和固位不良等问题,近年来,其抗菌改性研究成为热点。有研究探讨了具有抗菌功能的硅橡胶软衬材料,得出结论如下:

1.采用高剪切乳化分散法能将载银磷酸锆纳米颗粒均匀分散于硅橡胶软衬中制成复合材料,具有工艺简单,所需时间短,效率高的优点。

2.纳米载银磷酸锆作为抗菌剂可提高硅橡胶软衬材料的机械性能,采用高剪切乳化分散法制得的各组载银磷酸锆/硅橡胶复合软衬材料较不加抗菌剂的硅橡胶软衬材料的拉伸强度、撕裂强度和粗糙度较显著增大;而添加比例为2%和5%时,载银磷酸锆/硅橡胶复合软衬材料硬度无显著增加。

3.载银磷酸锆/硅橡胶复合软衬材料较普通硅橡胶软衬材料的调和时间延长,稠度轻微增大,工作时间和固化时间轻微缩短。

4.添加比例为2%和5%时,载银磷酸锆/硅橡胶复合软衬材料抗菌剂分散均匀,机械性能有显著提高且硬度变化不显著,操作性能变化较小,结合前期抗菌实验结果,5%组抗菌效果优于2%组,可认为添加质量比为5%较为适宜。

材料的进步总是为人们带来福祉,我们也总是期待着不断革新的技术来提高生活质量。这也是所有研发人员的使命。




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