По данным Всемирной организации здравоохранения, плохое состояние полости рта связано с «плохими условиями жизни, низким уровнем образования и отсутствием традиций». Около 26 процентов взрослых страдают от некачественного кариеса. Это особенно распространено в группах населения с низким уровнем дохода, и это связано с целый ряд проблем со здоровьем, включая болезни сердца, инсульт, диабет, пневмонию, плохие исходы беременности и деменцию.
Теперь исследователи из Университета Гронингена в Нидерландах придумали способ 3D-печати зубов и других зубных имплантатов из антимикробных полимеров. Новые зубы убивают бактерии Streptococcus mutans, которые накапливаются во рту и вызывают разрушение зубов.
3D-печать уже начала проникать в стоматологию в виде замена зубов и виниров. Но профессор химии Андреас Херманн, который возглавляет группу по химии полимеров и биоинженерии в Гронингене, и Йиджин Рен, глава ортодонтического отделения университета, согласились, что они могут пойти еще дальше.
«Мы оба рационализировали тот факт, что во времена перехода стоматологии в цифровую форму было бы полезно для пациентов, если бы мы могли включить свойство уничтожения бактерий во все 3D-печатные стоматологические материалы», - говорит Герман.
Герман и его команда объединили антибактериальные соли аммония со стандартными зубными смолами. «Антимикробные смолы содержат группы, которые заряжены положительно и взаимодействуют с внешней поверхностью бактерий», - говорит Герман. «Мы разработали материалы таким образом, что, как только бактерии оседают на материале, положительно заряженные группы образуют отверстия в микробах, и бактерии затем погибают».
Затем они напечатали зубы с помощью 3D-принтера Formlabs Form 1 и процесса, называемого стереолитография, который включает в себя нанесение жидкого полимера в форму, слой за слоем, а затем упрочнение его с помощью лазера. Чтобы это работало, вязкость их антимикробного пластика должна была быть такой же, как у обычного.
Исследователи печатали зубы с антимикробными свойствами и без них, чтобы проверить их материал. Затем они наносят на образцы бактерии, вызывающие разрушение зубов. Более 99 процентов бактерий погибли на обработанных зубах, в то время как только около 1 процента погибли на необработанных.
Николас Старополи, научный сотрудник Американского совета по науке и здоровью, сказал в обзоре исследования, что он считает, что зубы могут предотвратить оральные инфекции, такие как эндокардит, и сохранить зубные имплантаты, которые часто разрушаются бактериями, но у него есть некоторые опасения по поводу того, как зубы повлияют на микробиом рта. Могут ли они уничтожить бактерии, которые защищают человека от более вредных патогенов?
Зубные имплантаты могут иметь огромное влияние, особенно для людей в районах с ограниченными ресурсами, которые не имеют регулярного доступа к врачам и стоматологам. Германн говорит, что дополнительные расходы будут минимальными, потому что материалы, которые его команда использует для изготовления противомикробного полимера, недороги и легко доступны.
Теперь, по словам Германа, они работают над долгосрочными испытаниями, чтобы увидеть, как полимер выдерживает со временем и как он взаимодействует с такими вещами, как зубная паста, чтобы убедиться, что он не разрушается и не становится менее эффективным с износом, и чтобы увидеть, как это влияет на пользователя. Он говорит, что материал имеет непосредственное применение в фиксаторах и что вскоре он может быть использован при реставрации полости рта, коронках и замене зубов.
