Este implante dental inteligente podría curar las encías infectadas mediante la generación de electricidad

En los Estados Unidos, más de 3 millones de personas tienen implantes dentales que se utilizan como reemplazo de los dientes perdidos debido al deterioro, enfermedad o lesión de las encías. Los dientes implantados tienen una mayor duración que las dentaduras postizas; no obstante, si se desarrollan infecciones crónicas de las encías, es posible que sea necesario reemplazarlas quirúrgicamente. Como resultado, los científicos están desarrollando un implante más inteligente que genera electricidad a través de los movimientos de la boca.

“Queríamos abordar este problema, por lo que se nos ocurrió un implante nuevo e innovador”, dice Geelsu Hwang, profesor asistente en la Facultad de Medicina Dental de Penn.

El profesor Geelsu Hwang y sus colegas de la Universidad Estatal de Pensilvania están desarrollando esta nueva técnica de implantes dentales. En el nuevo implante se utilizan dos tecnologías importantes, explica Hwang. Uno es un material infundido con nanopartículas que es resistente a la colonización bacteriana. El segundo es una fuente de luz incorporada para fototerapia impulsada por el movimiento natural de la boca, como masticar o cepillarse los dientes.

El implante consta del diente protésico (la corona) y un cuerpo de acero que contiene un circuito rectificador, una batería y un anillo de micro-LED de infrarrojo cercano que rodean su base expuesta. Esa base se destaca en la parte inferior de la corona y se fija en su lugar mediante un tornillo en la mandíbula del paciente.

La corona está compuesta de resina dental con nanopartículas de titanato de bario, una sustancia inorgánica. Este último es un material piezoeléctrico, que genera una carga eléctrica debido a la tensión mecánica. Se pretende que masticar genere suficiente carga para ser almacenada en la batería. Esta batería luego encendería los micro-LED de forma regular, lo que les permitiría irradiar el tejido de las encías circundantes.

La fototerapia ha sido probada previamente en estudios para ayudar a reducir la inflamación y acelerar la recuperación del tejido de las encías afectado por infecciones.

“La fototerapia puede abordar un conjunto diverso de problemas de salud”, dice Hwang.

“Pero una vez que se implanta un biomaterial, no es práctico reemplazar o recargar una batería. Estamos utilizando un material piezoeléctrico, que puede generar energía eléctrica a partir de movimientos orales naturales para suministrar una luz que pueda realizar fototerapia, y descubrimos que puede proteger con éxito el tejido gingival del desafío bacteriano ”, agregó.

Además, los experimentos de laboratorio revelaron que la carga superficial negativa de las partículas de titanato de bario repele las paredes celulares cargadas negativamente de la bacteria oral Streptococcus mutans. En otras palabras, las bacterias no deben adherirse a la corona y producir las biopelículas que conocemos como placa, lo que minimiza la probabilidad de infección.

La Universidad afirma que durante múltiples pruebas, la resina compuesta / nanopartículas han conservado su efecto piezoeléctrico. Además, el titanato de bario también demostró un nivel de resistencia mecánica comparable a otros materiales utilizados en aplicaciones dentales.

“Esperamos desarrollar aún más el sistema de implantes y, finalmente, verlo comercializado para que pueda utilizarse en el campo dental”, dice Hwang.

Los hallazgos se analizan en un artículo publicado recientemente en la revista. Materiales e interfaces aplicados ACS y uno publicado el año pasado en Materiales avanzados para el cuidado de la salud.

Fuente: Penn State

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