Reformacja zębów może być możliwa dzięki technologii ultradźwiękowej

Naukowcy z University of Alberta opracowali technologię ultradźwiękową, która pomaga w reformacji zębów. Jest to pierwsze tego typu urządzenie zajmujące się odrastaniem ludzkiej tkanki zębowej.

Ludzie, którzy cierpią na resorpcję korzeni zębów spowodowaną przez środki mechaniczne, chemiczne lub hormonalne, mogą być skutecznie leczeni za pomocą nowej technologii pulsujących ultradźwięków o niskiej intensywności (LIPUS) - twierdzą naukowcy.

Wykorzystując impulsowe ultradźwięki o niskiej intensywności (LIPUS), dr Tarak El-Bialy z Wydziału Medycyny i Stomatologii oraz dr Jie Chen i dr Ying Tsui z Wydziału Inżynierii stworzyli zminiaturyzowany system-on-a-chip, który oferuje nieinwazyjny i nowatorski sposób stymulowania wzrostu szczęk i gojenia tkanek zębów.

'To bardzo ekscytujące, ponieważ pokazaliśmy wyniki i faktycznie mamy coś, co można dotknąć i poczuć, co będzie miało wpływ na zdrowie ludzi w Kanadzie i na całym świecie' - powiedział Chen, który pracuje na Wydziale Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej oraz w Narodowym Instytucie Nanotechnologii.

Bezprzewodowa konstrukcja przetwornika ultradźwiękowego oznacza, że to miniaturowe urządzenie będzie mogło wygodnie zmieścić się w ustach pacjenta, a jednocześnie będzie opakowane w biokompatybilne materiały. Urządzenie będzie można z łatwością zamontować na wsporniku ortodontycznym lub aparacie ortodontycznym, a nawet na plastikowej, zdejmowanej koronie. Zespół zaprojektował również czujnik energii, który zapewni, że moc LIPUSA dociera do docelowego obszaru korzeni zębów w kości. TEC Edmonton, wyłączny dostawca usług transferu technologii z U.A., zgłosił niedawno pierwszy patent w USA. Obecnie zespół badawczy kończy prace nad systemem-on-a-chip i ma nadzieję ukończyć miniaturowe urządzenie do przyszłego roku.

Jeśli korzeń jest złamany, można go teraz naprawić" - powiedział El-Bialy - "A ponieważ możemy odrastać korzeń zęba, pacjent może mieć własny ząb, a nie obce przedmioty w ustach".

Urządzenie jest skierowane do osób doświadczających resorpcji korzeni zębów, co jest częstym efektem mechanicznego lub chemicznego urazu tkanek zęba spowodowanego chorobami i zaburzeniami endokrynologicznymi. Uraz mechaniczny spowodowany noszeniem aparatu ortodontycznego powoduje postępującą resorpcję korzeni, ograniczając czas noszenia aparatu. To nowe urządzenie będzie przeciwdziałać destrukcyjnemu procesowi resorpcji, umożliwiając jednocześnie dalsze noszenie aparatu korekcyjnego. Przy około pięciu milionach osób w Ameryce Północnej noszących obecnie aparaty ortodontyczne, wielkość rynku dla tego urządzenia wyniosłaby 1,4 miliona użytkowników.

W prawdziwej opowieści o interdyscyplinarnej pracy, El-Bialy poznał Chena na spotkaniu orientacyjnym dla nowych pracowników U.A. Po zapoznaniu się z wiedzą Chena w zakresie projektowania obwodów w nanoskali i nano-biotechnologii, El-Bialy wyjaśnił swoje badania i zapytał, czy Chen mógłby pomóc w produkcji maleńkiego urządzenia ultradźwiękowego, które zmieściłoby się w ustach pacjenta. Obaj współpracowali i w końcu wraz z Tsui otrzymali grant z programu NSERC "Od pomysłu do innowacji", aby rozwinąć swój prototyp.

Dr El-Bialy po raz pierwszy odkrył, że nowa tkanka zęba tworzy się po zastosowaniu ultradźwięków na królikach. W jednym z badań, opublikowanym w American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, El-Bialy zastosował ultradźwięki na jednym siekaczu królika, a drugi siekacz pozostawił w spokoju. Po zaobserwowaniu zaskakujących pozytywnych rezultatów, przeniósł się na ludzi i znalazł podobne wyniki. Wykazał również, że LIPUS może poprawić wzrost szczęki u pacjentów z mikrosomią połowiczą, wrodzonym zespołem, w którym jedna strona szczęki lub twarzy dziecka jest słabo rozwinięta w porównaniu z drugą, normalną stroną. Pacjenci ci zazwyczaj poddawani są wielu operacjom mającym na celu poprawę ich wyglądu twarzy. Ta praca na ludzkich pacjentach została przedstawiona na Światowej Federacji Ortodoncji w Paryżu, we wrześniu 2005 roku.

'Po udowodnieniu, że to działa, przyjrzeliśmy się stworzeniu mniejszego nośnika ultradźwięków, na którym moglibyśmy wyjmować pacjenta jako zmienną', powiedział El-Bialy 'Przed tym, pacjent musi trzymać ultradźwięki przez 20 minut dziennie przez rok, a to jest dużo do poproszenia'.

Naukowcy pracują obecnie nad przekształceniem prototypu w model gotowy do wprowadzenia na rynek i oczekują, że urządzenie będzie gotowe do publicznego użytku w ciągu najbliższych dwóch lat.