کاربردگرافن در دندان پزشکی - ایران گرافن

در این قسمت به کاربرد گرافن در دندان پزشکی خواهیم پرداخت؛ مسائل مرتبط با دهان و دندان به علت دلایل بیشماری چون ایجاد درد و ناراحتی، تاثیر بر سلامت کل بدن ، هزینه بالاو … مهم هستند. عمده ترین بیماری های شایع دهان شامل پوسیدگی دندان، بیماری های پریودنتال، از دست دادن دندان و سرطان دهان است. امروزه حفاظت از سلامت دهان و دندان از موضوعات چالش برانگیز است. لذا از تکنیک ها و روش های بسیاری برای درمان بیماری های دهان و دندان به کار گرفته شده می شود.

با وجود پیشرفت علم و تکنولوژی، هنوز هم پاره ای از مشکلات وجود دارد که علم دندان پزشکی را مجاب به بهبود روش ها و استفاده از نانو مواد می کند. چند نمونه از این مشکلات که می توان به آن ها اشاره کرد عبارت اند از:

1. حساسیت های آلرژیکی به برخی از مواد مانند آمالگام
2. تغییرات رنگی در محصولات طی زمان
3. انباشته شدن باکتری ها و میکروارگانیسم ها در برخی مواد
4. افزایش فشار محسوس، ایجاد التهاب و تحریک قسمت های درگیرها و بافت های نرم اطراف
5. قیمت بالای محصولات دندان پزشکی به خصوص ارتوندسی
6. نامطلوب بودن بعضی محصولات مثل پر کننده ها
7. عملکرد نامناسب محصولات بهداشتی که باعث ایجاد عوارض جانبی مختلف مانند حساسیت، التهاب در لثه و دهان می شوند
8. نگهدارثی و تمیز کردن بسیار سخت بعضی از محصولات به خصوص ارتوندسی

استفاده از گرافن در دندان پزشکی برای حل بخشی از این مشکلات معرفی شده است.

حوزه نانوتکنولوژی یا علوم نانو شامل تحقیق و توسعه در علوم کاربردی در سطوح اتمی یا مولکولی است و تأثیر زیادی تقریباً بر هر جنبه از سلامت و رفاه انسان از جمله مطالعات دارویی، تشخیص بالینی و درمان‌های مکمل سیستم ایمنی دارد. کاربردهای دندانپزشکی متعدد نانوتکنولوژی منجر به توسعه حوزه نانو دندانپزشکی شده است.

اثربخشی عملیات دندانپزشکی و امکانات این رشته در طول سال‌ها در نتیجه تحقیقات گسترده در زمینه‌های بیومواد و نانوتکنولوژی رشد زیادی داشته است. مواد با ابعاد نانو می‌توانند ویژگی‌هایی را که در معادل‌های مقیاس بزرگ‌ترشان یافت نمی‌شوند، نشان دهند. روش‌های مورد استفاده برای ریشه دندان زمان‌بر هستند و معمولاً برای دستیابی به بهترین نتایج به چندین ویزیت نیاز دارند. گرافن در دندان پزشکی سال ها است که مورد توجه قرار گرفته و نتایج قابل قبولی از آن به دست آمده است.

ریشه کن کردن عفونت باکتریایی اولیه از کانال های ریشه دندان هنوز یک نگرانی جدی در دندانپزشکی است. نشان داده شده است که نانوذرات نسبت به مواد استاندارد کارآمدتر بوده و از نظر شیمی سطح و پیوند دارای قابلیت‌های برتر هستند. ویژگی‌های ضد میکروبی آن‌ها نیز در تمام روش‌های پزشکی، به‌ویژه در اندودنتیکس، امیدوارکننده است. به دلیل تطبیق پذیری، نانومواد ابزار مفیدی در کلینیک های دندانپزشکی برای انواع عملیات از جمله بازسازی پالپ، تجویز دارو، ترمیم ریشه، تمیز کردن و پرکردن کانال هستند.

در میان نانومواد مختلف، گرافن به عنوان یک نانومواد مبتنی بر کربن دوبعدی امیدوارکننده، نازک‌ترین و قوی‌ترین ماده است. مواد مبتنی بر گرافن را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: گرافن تک لایه، گرافن چند لایه، اکسید گرافن (GO)  و اکسید گرافن احیا شده (rGO). گرافن و مشتقات آن به دلیل خواص فیزیکی کامل، هدایت الکتریکی خوب و زیست سازگاری عالی، توجه زیادی را در زمینه پزشکی و زیست پزشکی به خود جلب کرده است. علاوه بر این، گرافن و مشتقات آن نیز توجه زیادی را در زمینه دندانپزشکی و مهندسی بافت، پوشش‌های ایمپلنت دندان، سیمان‌های استخوانی، افزودنی‌های رزین و سفید کردن دندان به خود جلب کردند.

از کاربردهای نانو مواد گرافنی در دندان پزشکی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. ایمپلنت های دندان: از کاربرد های گرافن در دندان پزشکی می توان به این موضوع اشاره کرد که گرافن را می توان به تیتانیوم و یا سایر آلیاژ های فلزی مورد استفاده در ایمپلنت های دندانی اضافه کرد تا استحکام و دوام آن ها را افزایش دهد. این می تواند به جلوگیری از شکستگی ایمپلنت به دلیل استرس یا سایش در طول زمان کمک کند. به علت دارا بودن خواص ضد باکتریایی قوی می تواند در پیشگیری از عفونت اطراف ایمپلنت دندان مفید باشد. همچنین گرافن می تواند رشد سلول های استخوانی اطراف ایمپلنت های دندانی را تقویت کند که منجر به یکپارچگی استخوانی بهتر و بهبود پایداری ایمپلنت می شود. علاوه بر آن گرافن دارای خواص ضد التهابی است که می تواند به کاهش التهاب اطراف ایمپلنت های دندانی و بهبود راحتی بیمار کمک کند.
2. ارتودنسی: با اضافه کردن گرافن به سیم ها و پراکت های ارتودنسی می توان استحکام و انعطاف پذیری آن ها را افزایش داد که باعث می شود در مقابل تغییر شکل مقاوم تر شده و احتمال شکستگی آن ها در طول زمان کاهش یابد. مواد مبتنی بر گرافن همچنین می توانند در تکنیک های تصویر برداری ارتودنسی مانند ترموگرافی کامپیوتری با پرتو مخروطی (CBCT) استفاده شوند که وضوح بالاتر و تصاویر دقیق تری از دندان ها و ساختارهای اطراف ارائه می دهد.
3. پر کننده دندان: گرافن در دندان پزشکی را می توان به مواد پر کننده دندان اضافه کرد تا استحکام و دوام آن ها را افزایش داده و در طول زمان در برابر سایش و پارگی مقاوم تر شوند. پرکردگی های دندانی مبتنی بر گرافن نیز ممکن است با ایجاد یک مانع بین دندان و محیط بیرون، به کاهش حساسیت دندان کمک کند. همچنین خواص ضد باکتریایی آن می تواند به جلوگیری از تجمع باکتری و پلاک در اطراف پرکردگی کمک کند.
4. محصولات بهداشتی دندان مانند خمیر دندان و دهانشویه: سطح بالای گرافن و خواص ویژه آن، آن را به یک ماده پاک کننده موثر تبدیل می کند. افزودن گرافن به خمیر دندان یا دهانشویه می تواند قدرت پاک کنندگی آن ها را بهبود ببخشد و به حذف باکتری ها و پلاک های بیشتری از دندان و لثه کمک کند. خواص ضد باکتریایی گرافن می تواند در محصولات بهداشتی دهان مفید باشد و به جلوگیری از رشد باکترهای مضر دهان کمک کند. همچنین محصولات بهداشتی مبتنی بر گرافن ممکن است با ایجاد سد محافظ بین دندان ها و محیط بیرون، به کاهش حساسیت دندان کمک کند. علاوه بر این نشان داده شده است که این محصولات رمینرالیزاسیون پیشرفته دارند و مینای دندان را تقویت می کنند؛ در جلوگیری از پوسیدگی دندان و حفظ سلامت کلی دهان مفید هستند.
5. دارورسانی: گرافن را می توان با مولکول ها یا داروهای خاصی فعال کرد که امکان تحویل هدفمند به نواحی خاصی از دهان یا دندان ها را فراهم می کند. سیستم های دارورسانی همچنین می توانند آزادسازی کنترل شده داروها را در مدت زمان طولانی تری فراهم کنند و از اثرات درمانی پایدار اطمینان حاصل کنند. خواص منحصر به فرد گرافن همچنین می تواند نفوذ داروها را به دندان ها و لثه ها افزایش داده و اثربخشی آن ها را بهبود ببخشد. به علاوه سیستم های دارورسانی مبتنی بر گرافن ممکن است سمیت کمتری نسبت به روش های سنتی دارورسانی داشته باشند و خطر عوارض جانبی را کاهش دهند.

گرافن در دندان پزشکی از نظر محققان

نانوذرات مبتنی بر گرافن در دندان پزشکی از موضوعات مورد علاقه در این زمینه در نظر گرفته می شود. آنها برای کاربردهایی مانند چسب های دندانی، پرکننده ها و مهندسی بافت در حال مطالعه هستند. نشان داده شده است که مواد مبتنی بر گرافن به عنوان عوامل ضد باکتری نتایج امیدوارکننده ای دارند. خواص آنتی باکتریال و آنتی بیوفیلم برای ایمپلنت های دندانی بسیار مهم است زیرا عفونت های باکتریایی اغلب علل شکست ایمپلنت و ادغام با استخوان هستند.

افزودن مواد مبتنی بر گرافن در دندان پزشکی به پرکننده‌های کامپوزیت دندان، خواص ضد باکتریایی را برای کاهش جذب باکتری روی مواد کامپوزیت برای جلوگیری از پوسیدگی بیشتر دندان ارائه می‌کند. علاوه بر این، نانوذرات گرافن در مورد مهندسی استخوان و بافت، زیست سازگاری اولیه کافی در دهان دارند. نشان داده شده است که آنها دارای تمایلات تمایز استئوبلاستیک خوبی برای افزایش استئواینتگراسیون و بهبود رشد بافت استخوانی هستند. افزایش تکثیر و تمایز سلول های بنیادی عامل اصلی در نشان دادن سازگاری زیستی گرافن برای کاربردهای دندانی است.

منبع:

https://link.springer.com/article/10.1007/s40496-022-00310-3#:~:text=Graphene%20is%20introduced%20in%20dentistry,and%20very%20high%20surface%20area.

https://link.springer.com/article/10.1007/s40496-022-00310-3#:~:text=Graphene%20is%20introduced%20in%20dentistry,and%20very%20high%20surface%20area.