Cela montre une forêt de nanotubes de dioxyde de titane gravés dans du titane métallique. La surface est prometteuse pour améliorer la longévité des implants dentaires. Crédit :Tolou Shokuhfar
Un plus lumineux, meilleur, implant dentaire plus durable pourrait bientôt être en route vers le cabinet de votre dentiste.
Les implants dentaires sont des poteaux, généralement en titane, qui sont placés chirurgicalement dans la mâchoire et surmontés de dents artificielles. Plus que des prothèses dentaires ou des bridges, les implants imitent l'apparence et la sensation des dents naturelles. Alors que la plupart des implants dentaires réussissent, un petit pourcentage échoue et tombe ou doit être retiré. Un scientifique de la Michigan Technological University souhaite réduire ce taux à zéro en utilisant la nanotechnologie.
"Les implants dentaires peuvent grandement améliorer la vie des personnes qui en ont besoin, " a déclaré Tolou Shokuhfar, un professeur adjoint de génie mécanique. "Mais il y a deux problèmes principaux qui concernent les dentistes :l'infection et la séparation de l'os."
La bouche est un endroit sale, les infections bactériennes sont donc un risque après la chirurgie implantaire, et parfois l'os ne guérit pas solidement autour de l'appareil. Parce que les mâchoires sont un peu fines et délicates, le remplacement d'un implant défaillant peut être difficile, sans parler de cher. Généralement, les dentistes facturent entre 2 $, 000 et 4 $, 000 pour installer un seul implant, et la procédure est rarement couverte par une assurance.
Entrez dans un nano-matériau qui peut combattre l'infection, améliorer la guérison, et aident les implants dentaires à durer toute une vie :les nanotubes de dioxyde de titane.
Il s'agit d'une cellule osseuse s'ancrant à une surface de nanotubes de dioxyde de titane. Parce que les ostéoblastes adhèrent facilement à cette nouvelle surface, les implants dentaires recouverts de nanotubes de TiO2 pourraient améliorer considérablement la cicatrisation après une chirurgie d'implant dentaire. Crédit :Tolou Shokuhfar
Shokuhfar travaille maintenant avec Cortino Sukotjo, un professeur assistant clinique à l'Université de l'Illinois à Chicago (UIC) College of Dentistry sur un implant dentaire avec une surface en nanotubes de TiO2, mais elle les fabrique et les teste depuis plusieurs années. "Nous avons fait des tests de toxicité sur les nanotubes, et non seulement ils n'ont pas tué les cellules, ils ont encouragé la croissance, ", a-t-elle déclaré. Elle a déjà démontré que les cellules osseuses se développent plus vigoureusement et adhèrent mieux au titane recouvert de nanotubes de TiO2 qu'aux surfaces conventionnelles en titane. Cela pourrait maintenir plus d'implants dentaires en place.
Les nanotubes peuvent également être un système d'administration de médicament. L'équipe de Shokuhfar, en collaboration avec Alexandre Yarine, professeur au Département de génie mécanique et industriel de l'UIC, chargé des nanotubes de TiO2 avec le médicament anti-inflammatoire naproxène sodique et a démontré qu'il pouvait être libéré progressivement après la chirurgie implantaire. Cela garantit que le médicament arrive là où il est nécessaire, et il réduit les risques d'effets secondaires désagréables qui surviennent lorsqu'un médicament est injecté ou pris par voie orale.
Pour lutter contre les infections, les nanotubes de TiO2 peuvent également être lacés avec des nanoparticules d'argent. Shokuhfar et Craig Friedrich, qui détient la chaire Richard et Bonnie Robbins de conception et de fabrication durables à Michigan Tech, mènent des recherches, encore inédit, qui se concentre sur les implants orthopédiques, comme les hanches artificielles, mais qui s'applique également aux implants dentaires. "L'argent a des propriétés antimicrobiennes, et nous sommes capables d'obtenir une dose qui peut tuer les microbes mais n'endommagerait pas les cellules et les tissus sains, " dit-elle. En particulier, il peut aider à prévenir les biofilms, de vastes colonies de bactéries qui peuvent recouvrir les implants et être très difficiles à éradiquer. Une surface d'implant nanotexturée incrustée de nanoparticules d'argent pourrait prévenir l'infection pendant toute la durée de vie de l'implant.
Les nanotubes de TiO2 ont également un avantage cosmétique :la transparence. C'est un plus pour tout implant dentaire, mais surtout pour un nouveau type en zircone, que certains patients choisissent car il est totalement blanc.
Cette vue en coupe d'un nanotube de dioxyde de titane révèle le médicament naproxène sodique à l'intérieur. A la surface d'un implant dentaire, ces nanotubes pourraient libérer ce médicament anti-inflammatoire ou d'autres produits pharmaceutiques qui pourraient accélérer la guérison. Crédit :Tolou Shokuhfar
Shokuhfar et Friedrich ont reçu un brevet provisoire et travaillent avec deux hôpitaux pour développer davantage la technologie, et éventuellement l'autoriser. Shokuhfar s'attend à ce que les implants avec la nouvelle surface nanotubulaire soient facilement assimilés sur le marché, depuis les implants en titane, dentaire et orthopédique, ont une longue histoire. "Oui, la surface est constituée de nanotubes, mais fondamentalement, les nanotubes ne sont qu'une forme plus épaisse de l'oxyde natif, qui est le même que le pigment blanc que l'on trouve partout :dans les aliments, dentifrice, produits de beauté, suppléments multivitaminés et multiminéraux, peintures—toutes sortes de produits, " a-t-elle dit. Et les implants recouverts de nanotubes de TiO2 ressembleraient à des implants conventionnels. " Un chirurgien n'aurait rien à faire de différent, " elle a dit.
Pour Shokuhfar, la surface nanotexturée est un parfait exemple de petites choses ayant un grand impact, au propre comme au figuré. "Ce que nous développons, c'est une surface peu coûteuse et facile à fabriquer et qui peut accélérer la guérison de bien des manières, " dit-elle. " Il peut combattre l'infection en ajoutant de l'argent antimicrobien et réduire l'inflammation en ajoutant du naproxène sodique. Il est également probable que nous puissions favoriser encore plus la guérison en incorporant un facteur de croissance dans les nanotubes de TiO2.
"C'est très excitant de travailler sur un produit qui pourrait faire une énorme différence dans la vie des gens."
