"Умный" зубной имплантат уничтожает бактерии

Американские ученые из университета Пенсильвании создали зубной имплантат, который противостоит росту бактерий и вырабатывает электричество благодаря своим пьезоэлектрическим свойствам. Генерируемое электричество может использоваться для питания источника света для местной фототерапии - метода, который может помочь защитить ткани десен от болезней и воспалений. Имплантат содержит диски со встроенными наночастицами титаната бария, которые создают на поверхности материала отрицательный заряд, отталкивающий бактерии.

Данные своего исследования ученые опубликовали в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Зубные имплантаты используются для замены зубов, утраченных в результате кариеса или заболевания десен, и являются более современным решением проблемы потери зубов, чем зубные протезы, благодаря более надежной фиксации. Хотя имплантаты рассчитаны на несколько десятилетий, на практике они часто выходят из строя гораздо раньше, часто требуя замены в течение 5–10 лет из-за проблем с деснами или воспаления. Никто не любит посещать стоматолога, а расходы и дискомфорт, связанные с заменой имплантата, являются хорошим стимулом для разработки более долговечного имплантата.

Эта новейшая технология направлена на борьбу с первопричиной поломки имплантатов - бактериями. Бактериальные биопленки, образующиеся на имплантатах (и настоящих зубах), негативно влияют на здоровье десен, что в конечном итоге приводит к выходу из строя имплантата. Новые имплантаты содержат материал с добавлением наночастиц титаната бария, которые создают отрицательный заряд на его поверхности, эффективно отталкивая также отрицательно заряженные клеточные стенки бактерий. Ученые протестировали имплантаты на бактериях Streptococcus mutans, основном компоненте зубного налета, и показали, что они уменьшают образование биопленки с эффективностью, зависящей от дозы.

Исследователи надеются, что этот эффект может сохраняться в течение длительного времени, увеличивая срок службы таких имплантатов. При этом в устройства встроен еще один механизм укрепления здоровья десен - фототерапия.

Имплантаты могут получать электричество при движениях рта или во время чистки зубов. Затем они могут использовать эту энергию для питания небольших источников света. Идея заключается в том, что этот свет может вызывать фототерапевтический эффект в окружающей ткани десны. Проведя испытания, ученые обнаружили, что он может успешно защитить десневую ткань от бактериального воздействия.