סדרת הבסיס לפריצת דרך מתעדפת כיצד השקעות ממשרד המדע של מחלקת האנרגיה (DOE) במעבדותינו הלאומיות הובילו לטכנולוגיות חדשות שמשנות את עולמנו.
בזמן ההוראה באוקלהומה, רופא שיניים ברזילאי החל לרדוף אחרי הרעיון שלו לטכנולוגיה חדשה שתוביל אותו בסופו של דבר למזרח טנסי. שם, הייתה לו גישה למומחיות מדעי הגילוי ומתקני מחקר ברמה העולמית במעבדה הלאומית של אוק רידג 'של DOE (ORNL). הוא השתמש במשאבים אלה כדי לפתח ולבדוק את פריצת הדרך שלו: שרף הדבק האנטיבקטריאלי הראשון הפועל בעולם לשחזורי שיניים.
רופא השיניים, פרננדו לואיס אסטבן פלורז, פרופסור וחוקר עמיתים ברפואת שיניים באוניברסיטת אוקלהומה, פועל למניעת עששת משנית שגרור חיידקים סביב שולי שיפורי שיניים, כמו מילוי וכתרים. חללים משניים אלה הם הסיבה שצריך להחליף את מרבית השחזורים בממוצע כל חמש עד שבע שנים.
"הרעיון שלי היה לפתח דבקים שיניים שיספקו הגנה ארוכת טווח מפני חיידקים דרך הפה", אמר אסטבן פלורז, ממציא המוביל.
בארצות הברית בלבד, דבק שיניים אנטיבקטריאלי פועל לאורך זמן יכול לסייע במניעת יותר מ- 60 מיליון נהלי שיניים בשנה ולחסוך לחולים מעל 5 מיליארד דולר בשנה. אך כרופא שיניים עם הכשרה מוגבלת במחקר מדעי, פיתוח ובדיקת הרעיון שלי לננו -חלקיקים אנטיבקטריאליים והכניס אותם למוצר קליני נראה מחוץ להישג ידם. "
פרננדו לואיס אסטבן פלורז, אוניברסיטת אוקלהומה לרפואת שיניים
אסטבן פלורז ושרוך חג'וטיה, הדיקן המשויך של המכללה למחקר וחדשנות וממציא משותף, למדו על מתקני המשתמש של משרד ה- DOE של המדע. 28 מתקני משתמשים אלה, הממוקמים במעבדות לאומיות ברחבי הארץ, מספקים מתקני מחקר עדכניים לקהילת המדע העולמית במחיר מועט או ללא עלות למשתמשים. אסטבן פלורז וקג'וטיה הגישו הצעת משתמש ל- ORNL לעבוד עם מדענים במרכז למדעי חומרים ננואפזים (CNMS) וכור האיזוטופ השטף הגבוה (HFIR).
אסטבן אמר כי "אני אסיר תודה על תוכנית המשתמש של ה- DOE, שאפשרה לי, רופא שיניים ללא הכשרה מדעית מתקדמת, לגשת למומחיות ומשאבים מובילים בעולם במעבדה הלאומית של אוק רידג '. זה הציל אותי שש עד שמונה שנות פיתוח", אמר אסטבן פלורז.
בעזרת החוקרים ברמה העולמית במתקני ננו-חומרים ומדעי הנויטרונים הללו, המפגשים המשותפים יצרו ננו-חלקיקים רב-פונקציונליים עם תכונות אנטי-מיקרוביאליות לאורך זמן. ניתן להוסיף ננו -חלקיקים אלה לשרפים ופולימרים אחרים המשמשים ברפואה, רפואת שיניים, בריאות הציבור והנדסה.
הצוות שינה את ננו -חלקיקים של טיטניום דו חמצני המייצרים כימיקלים תגוביים ביותר, המכונה מיני חמצן תגובתי, שיכולים להרוג חיידקים, נגיפים ומיקרואורגניזמים אחרים. שלא כמו באנטיביוטיקה, חיידקים אינם יכולים לפתח עמידות לכימיקלים אלה.
לאחר מכן התפזרו ננו -חלקיקים בשרף דבק הנפוץ על ידי רופאי שיניים. החוקרים בדקו דגימות של שרף הדבק הניסיוני באמצעות מיקרוסקופ הליום-יון ב- CNMs ופיזור נויטרונים זווית קטנה באמצעות מכשיר Bio-Sans ב- HFIR. בעזרת כלים אלה הם קבעו את צורת החלקיקים האופטימליים, השינויים ושיטת הפיזור.
"היתרון בשימוש בביו-סאנס הוא שהוא איפשר לנו לראות כיצד החלבונים קשורים לננו-חלקיקים וכמה טוב החלקיקים התפזרו בתוך שרף הפולימר", אמר חג'וטיה.
על פי נתוני אסטבן פלורז, תוצאות הניסוי הראו כי לראשונה ברפואת שיניים, חלקיקים ננו התפזרו ללא אשכול ותפקדו היטב בתוך פולימר והציגו תכונות אנטיבקטריאליות חזקות ללא הקרנת אור.
אסטבן פלורז אמרה כי "אנו מדברים כעת עם חברת מוצרי שיניים מובילה על מסחור הטכנולוגיה המוגנת בפטנט זו למגוון רחב של מוצרים. "טכנולוגיית פולימר אנטיבקטריאלית ואנטי -מיקרוביאלית מגוונת זו יכולה לעבוד באינספור יישומים, כולל שחזורי שיניים, מוצרי הלבנת שיניים, מכשירים רפואיים וציוד, ובצבע על משטחים בכל מקומות ציבוריים, כמו בבתי חולים ושדות תעופה, כדי להפחית את רמות החיידקים והנגיפים."
