تاثیر نانو لوله کربنی بر ایمپلنت دندان

تاثیر نانو لوله کربنی بر ایمپلنت

ایمپلنت های دندانی پروتز های مصنوعی هستند که به جهت جایگزینی دندان آسیب دیده یا از دست رفته در فک قرار می گیرند . این جایگزینی چنان چه موفقیت آمیز باشد باعث افزایش سطح زندگی بیماران می شود . از آنجایی که  کامپوزیت هایی که با فناوری نانو ساخته می شوند در ساختار خود دارای نانو لوله کربنی هستند ،نسل جدیدی از استحکام را ارائه می کنند و برای کاربرد در ایمپلنت ها مقرون به صرفه هستند .مواد فلزی و سرامیکی مثل تیتانیوم، کربن- شیشه و زیرکونیا موادی هستند که در ایمپلنت های تجاری مورد استفاده قرار می گیرند، اما هرکدام از این مواد محدودیت هایی در زمینه جوش خوردن و خواص مکانیکی نسبت به استخوان طبیعی دارند.

این محدودیت ها باعث می شوند پایداری و نرخ موفقیت متفاوتی داشته باشند. علاوه بر این هزینه این ایمپلنت ها بسیار بالاست، به همین دلیل قابل استفاده برای عوام نیست.اخیرا با پیدایش مواد جدیدی سازگاری با محیط دهان بهتر شده است . از سال 1991 نانو لوله های کربنی (CNT) مطرح شدند و خواص قابل توجهی را ارائه دادند . .این پژوهش پیشرفت های در راستای تاثیر نانو لوله کربنی بر ایمپلنت دندان را بررسی می کند.

خواص مکانیکی نانو لوله کربنی بر ایمپلنت دندان

ایمپلنت های دندانی در معرض فشارهای شدیدی در دهان هستند پس می بایست قادر به تحمل فشارهای ناشی از غذا خوردن یا برخی بیماری وانواع نیروهای فشاری ، کششی و برشی باشند.CNT ها صفحاتی از جنس گرافن ( آلوتروپ کربن) هستند که به شکل لوله در آمده اند . به خاطر ساختار ویژه ای که دارند خواص متفاوتی دارند مثل استحکام مکانیکی بالا ، مقاومت پایین در برابر آب و جذب بالا .همچنین CNT ها استحکام کششی بالایی در حد الماس دارند، به همین خاطر استفاده از آن ها به عنوان پوشش ایمپلنت یا حتی به عنوان ماده سازنده آن موجب خواص فوق العاده ی فشاری، کششی و برشی در ایمپلنت می گردد.

تاثیر زیست سازگاری نانو لوله کربنی بر ایمپلنت

در فرآیند کلی کاشت ایمپلنت، دندان آسیب دیده کشیده می شود و محیط داخل لثه ضد عفونی می شود تا ایمپلنت کاشته شود.پس از آن فرآیند التیام انجام می شود و با قرارگیری پروتز ادامه می یابد.فرآیند هیلینگ به جوش خوردن یا ادغام شناخته شده است که در آن سلول های استخوان به سطح ایمپلنت چسبیده و منجر به جوش خوردن می شود . وقتی ایمپلنت در بدن زنده قرار داده می شود ، ابتدا پروتئین ها به سطح آن می چسبند و نقش میانجی را بین سلول های استخوان و سطح ایمپلنت دارند.این پروتئین ها در فرآیند های چسبیدن پلاک، لخته شدن خون، التهابات و غیره دخیل هستند.
دربرخی موارد بدن بیمار ایمپلنت را به عنوان عامل خارجی تشخیص می دهد و آن را پس می زند .شکست فرآیند جوش خوردن به 4 علت رخ می دهد.

1. تحلیل استخوان فک
2.  موقعیت نامناسب ایمپلنت
3. نقص در تشکیل بافت نرم
4.  شکست بخاطر نقص ایمپلنت

خارج کردن ایمپلنت مشمول هزینه و به خطر افتادن حال بیمار می شود.پس این اشکالات و خطرات محققین را به فکر بهبود و پیشرفت در این زمینه انداخته است.CNT ها از فرآیند جوش خوردن حمایت می کنند و از رشد باکتری جلوگیری می کنند.

افزایش فعالیت رشد استخوان CNT ها

CNTجایگزین مناسبی برای استخوان است چرا که سلول های استخوان قادر به رشد بر روی آن هستند .در پژوهشی CNT به عنوان سطح ایده آل برای رشد استخوان شناخته شد و بیشترین رشد سلول استخوان را برروی خود نشان داد. هم چنین CNT به عنوان جز تقویت کننده سیستم نیز عمل می کنند.CNT ها قابلیت این را دارند  که گروه های شیمیایی مختلف برروی آن ها بچسبند و خواص فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی آن را در راستای بهبود رشد استخوان افزایش دهند.

از آنجایی که استفاده از CNT زبری سطح را افزایش می دهد ، به عنوان پوشش یا در ساختار یک پوشش ( مثل هیدروکسی آپاتیت) به کار برده می شود و  چسبندگی سلول های استخوانی را به سطح ایمپلنت افزایش می دهد . ساختار سطح ایمپلنت عامل مهمی درجوش خوردن ایمپلنت است زیرا ایمپلنت با سطح زبر باعث می شود بهتر با استخوان جوش بخورند.

تاثیر فعالیت ضد باکتری نانوکربن بر ایمپلنت

آلودگی های لثه و استخوان های اطراف ایمپلنت خطرات جدی را به ایمپلنت وارد می کند و پیشگیری های پزشکی برای جلوگیری از فعالیت این باکتری ها بسیار ضروری است، التهاب اطراف لثه یکی از معمول ترین بیماری هایی است که علت آن باکتری ها هستند . این باکتری ها منجر به تحلیل استخوان اطراف ایمپلنت شده و راهکارهایی که برای مقابله با باکتری پیشنهاد می شود؛

1.  سطوح ضد میکرو ارگانیسم ها
2. ساخت موادی با خاصیت ضد باکتری

CNT ها ذاتا سمی هستند و از رشد باکتری های بیماری زا جلوگیری می کنند و به عنوان یک سطح موثر بر روی ایمپلنت ها عمل می کنند .هم چنین CNT ها با باکتری ها مقابله می کنند و آن ها را نابود می کنند.علاوه بر این CNT ها وظایف دارورسانی را نیز بسیار خوب انجام می دهند . آن ها قادرند آنتی بیوتیک ها را به هر محلی که ضعف دارند برسانند تا به فرآیند بهبود کمک کنند.به کارگیری CNT ها در مواردی مثل تیتانیوم، زیرکونیا  یا کربن شیشه باعث شده است که بار سطح و ساختار سطح ایمپلنت ها تغییر کند.

در نهایت نانو کامپوزیت های CNT با هدف جبران ضعف های ایمپلنت های تجاری ساخته شده اند . CNT ها خواص مکانیکی و زیست سازگاری ویژه ای دارند که به ما کمک می کنند، با آن ها به خواص مد نظر خود برسیم ( مثل پایداری مکانیکی، رشد استخوان و مبارزه با باکتری ها).
اما چالش هایی مثل تولید یکنواخت کامپوزیت و درک ناقص از میزان سمی بودن آن ها ، استفاده از آن ها را محدود کرده است. تحقیقات حال بر روی  تاثیر نانو لوله کربنی بر ایمپلنت دندان ها و میزان سمی بودن آن ها تمرکز دارد.