X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Считается, что стартом для активного развития нанотехнологий явился доклад нобелевского лауреата, физика, Ричарда Фейнмана в 1959 году. Ученым был предложен метод поатомной (помолекулярной) сборки, суть которой состоит в изготовлении материалов и деталей из элементарных составных элементов вещества — атомов или молекул.

Нанотехнологии – это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра. Процессы нанотехнологий основаны на законах квантовой механики и содержат атомную сборку молекул, новые методы записи и считывания информации, локальную стимуляцию физических и химических реакций на молекулярном уровне и т.д.

Огромный потенциал использования свойств мельчайших частиц – наночастиц – объясняет значительный интерес современной науки в изучении их свойств и поиске новых направлений применения созданных на их основе материалов и технологий. Сегодня развитие нанотехнологий проводится в таких направлениях, как разработка и изготовление сложных машин и механизмов, электронных схем размером с молекулу, а также разработка технологий, основанных на контролируемом манипулировании (разделение, присоединение и т.д.) выделенными молекулами и атомами.

Несмотря на более чем полувековую историю развития нанотехнологий, применение их в реальной жизни стало возможным сравнительно недавно, немногим более десяти лет. И наиболее значимые успехи за это время были достигнуты в направлении создания наноматериалов, обладающих качественно новыми свойствами, задаваемыми им функциональными и эксплуатационными характеристиками.

Медицина, и в том числе стоматология, стала одной из областей активно развивающегося и перспективного применения наноматериалов и нанотехнологий, в таких направлениях, как, диагностика, протезирование и имплантации, профилактика и лечение заболеваний полости рта и зубов.

Способность наноматериалов воспроизводить механические, физико-химические и эстетические свойства дентина и зубной эмали является значительным преимуществом для их применения при реставрации зубов. Некоторые композитные материалы, применяемые сегодня в стоматологии являются наноматериалами, в состав которых включаются керамические, кремниевые, сапфировые или даже алмазные наночастицы. Такие материалы сопоставимы с натуральными зубами по эстетическим показателям, но значительно превосходят их по прочности и твердости.

Преимущество наноматериалов по сравнению с традиционными композитами, обусловлено, прежде всего, оптическими свойствами наночастиц, их лучшей полируемости и сохранения полированной поверхности в течение длительного времени. Выделяют два основных вида стоматологических композитных материалов, содержащих наночастицы, это нанокомпозиты и наногибриды, различаемые по размерности содержащихся частиц. Так, в состав наногибридных композитов включаются наполнители различной величины, например, крупные частицы стекла (в среднем, около 2000 нм) в смеси с частицами размером около 10 нм, а в состав нанокомпозитов частицы более одинакового размера (частицы размером около 75 нм смешиваются с частицами размером от 5 до 25 нм).

Отдельным классом выделяют так называемые нанокластера - материалы с использованием отдельных наночастиц и свободно собранных наночастиц. Впервые, нанокластеры введенные в состав композитного материала выполняли роль макрочастиц, усиливающих механическую прочность материала. Созданные по такой технологии материалы помимо высоких эстетических показателей, обладают улучшенными механическими и физическими свойствами в сравнении с другими реставрационными материалами.

Усиленная наночастицами матрица имеет уникальный химический состав и гораздо более износоустойчивая, чем матрица свето- и самоотверждаемых материалов. Адгезив, призведенный с применением нанотехнологий позволяет нанонаполнителю оставаться равномерно распределенным в слое адгезива и проникать в межфибриллярные пространства, тем самым увеличивает толщину армирования адгезивного соединения.

Применение нанотехнологий в имплантологии возможно путем нанесения на поверхность имплантатов наночастиц, способных контролировать процессы адсорбции белков, дифферeнцировки клeток и адгeзии. Например, нанесенные на титановые имплантаты биологически активные нанокристаллы фосфата кальция стимулируют процесс остеоинтеграции, что значительно повышает долгосрочную эффективность имплантации. Поэтому сегодня все больше возрастает применение нанотехнологий, модифицирующих поверхность зубных имплантатов.

Будущее стоматологии в этом направлении видится в синтезе применения нанотехнологий и биомиметического подхода (биомиметики – продукты, имитирующие естественную структуру и свойства биологических материалов), обеспечивающее возможность использования для восстановления поврежденной эмали с учетом биологического ответа.

Значительная роль в применении нанотехнологий в стоматологии принадлежит совершенствованию гигиенических средств для лечения и профилактики заболеваний полости рта. Стандартно применяемый набор для гигиены полости рта способен воздействовать лишь поверхностно. Тогда как средства с наноразмерными компонентами способно глубоко проникать внутрь органов и тканей ротовой полости. Что предоставляет возможность и значительно повышает эффективность воздействия на корни зубов и слои десен.

Очевидно, что эффективность применения нанотехнологий в стоматологии не подвергается сомнению. Однако, расширяя возможности создания наноматериалов, необходимо помнить о проведении дальнейших исследований, позволяющих оценивать токсичность таких материалов, оценивать их общее воздействие на полость рта.

Источники:

Асташина Н.Б., Анциферов В.Н., Рогожников Г.И., Каченюк М.Н., Казаков С.В., Мартюшева М.В. Перспективы использования наноматериалов и высоких технологий в ортопедической стоматологии. Часть I // Стоматология. – 2014. - № 1. С. 37 – 39.

Покровский В. Нанотехнологии в стоматологии: сегодня и завтра //Электронный ресурс: Espertise™ magazine. - 2013. - Режим доступа: http://multimedia.3m.com/mws/media/938197O/ espertise-magazine.pdf

Уханов М.М. Наноматериалы в стоматологии: обзор. Современная стоматология – эффективность профилактики и лечения. Нанотехнологии в стоматологии. [Электронный ресурс]: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 60- летию деятельности стоматологического факультета Тверской государственной медицинской академии на Тверской земле / Под ред. М.Н. Калинкина, В.А. Румянцева, И.А. Жмакина, Б.Н. Давыдова, К.Б. Баканова, В.В. Тетарчука, А.А. Артамонова. Тверь, 2014. – Режим доступа: http://repo.tvergma.ru

Код для цитирования: Скопировать