Newsy

Nanomateriały zrewolucjonizują ortopedię i implantologię. Antybakteryjne powłoki atomowe zmniejszą ryzyko zakażeń podczas wszczepiania implantów

2020-02-20  |  06:00

Nanotechnologia zmienia oblicze medycyny. Dzięki cienkim warstwom atomowym o działaniu antybakteryjnym mamy szansę pokonać problem lekooporności szczepów bakterii. Technologia ta pozwala ponadto opracować dużo doskonalsze implanty stomatologiczne czy protezy kończyn. W medycynie stomatologicznej nanotechnologia umożliwia także stworzenie materiałów, które wyeliminują ryzyko próchnicy.

– Zajmujemy się technologią pokrywania cienkich warstw atomowych różnych powierzchni. Powłoki te można wykorzystywać w elektronice, fotowoltaice, ale również w biologii i medycynie –  mówi agencji Newseria Innowacje Aleksandra Seweryn z Instytutu Fizyki Polskiej Akademii Nauk. – Wykazaliśmy już właściwości antybakteryjne tych warstw, teraz z naszym partnerem z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu wykonujemy badania związane z zachowaniem się komórek kostnych w ich otoczeniu. Planujemy wykorzystanie takich warstw w powłokach implantów.

Naukowcy z Instytutu Fizyki PAN opracowali metodę wytwarzania powłok antybakteryjnych, które stanowią cienkie warstwy tlenkowe (warstwy tlenku cynku, hafnu, cyrkonu, aluminium i tytanu). Wykazują one działanie bakteriobójcze. Dzięki temu, że warstwy osadzane są w procesie niskotemperaturowym, możliwe jest pokrywanie nimi powierzchni materiałów metalicznych, a także tworzyw naturalnych i sztucznych. Daje to ogromne pole do zastosowania w medycynie – zwłaszcza w obszarze narzędzi chirurgicznych czy odzieży ochronnej.

– Bardzo dużym problemem obecnej cywilizacji jest inwazja bakterii i przede wszystkim ich lekooporność. Coraz więcej szczepów jest opornych na antybiotyki, mamy ich bardzo mało w porównaniu z liczbą bakterii i z tempem, w jakim one się uodparniają na te leki. Dlatego poszukujemy nowych rozwiązań, żeby zwalczać infekcje bakteryjne, eliminując jednocześnie wykorzystanie antybiotyków. Nasze warstwy mają działanie bakteriostatyczne i mogą być w tym celu wykorzystywane – przekonuje Aleksandra Seweryn.

Aplikacja tych warstw w materiale tkankowym może zrewolucjonizować implantologię. Dzięki skutecznemu wyeliminowaniu bakterii z pola styczności powierzchni implantu z tkanką ciała można wypracować dużo lepsze efekty terapeutyczne.

Rosyjscy naukowcy planują wykorzystać nanotechnologię do tego, by zapobiegać próchnicy lub doprowadzać do wyeliminowania jej nawrotu po wykonaniu plomby. Pracownicy Narodowego Badawczego Uniwersytetu Technologicznego MISiS prowadzili badania nad nanocząsteczkami składającymi się z tlenku żelaza, tytanu, cynku i innych metali. Wykazują one silne działanie bakteriobójcze. Domieszanie ich do plomby na stałe zapobiega rozwojowi próchnicy.

Rozwiązanie proponowane przez Polaków w stomatologii będzie przeznaczone dla pacjentów, którzy już stracili ząb w wyniku urazu lub choroby.

– Implanty stomatologiczne są w tej chwili bardzo często stosowane. Bardzo duży odsetek pacjentów po wypadkach komunikacyjnych potrzebuje takiej pomocy. Drugi powód to względy estetyczne – podkreśla pracowniczka Instytutu Fizyki PAN. – Dużym problemem jest też osteoporoza. To choroba cywilizacyjna powodująca zmniejszenie gęstości kości, w związku z czym mają one bardzo dużą tendencję do złamań, również proces ich gojenia jest bardzo utrudniony. Dlatego też sfunkcjonalizowanie tych powłok, które my proponujemy, będzie wspomagało leczenie takich złamań.

Według raportu Research and Markets światowy rynek nanomedycyny osiągnie do 2025 roku wartość niemal 351 mld dol.

Więcej na temat
Problemy społeczne Technologie pomagają zwalczyć stres przed wizytą u dentysty. Często wystarcza sama możliwość zaprojektowania swojego uśmiechu w 3D Wszystkie newsy
2020-02-06 | 06:10

Technologie pomagają zwalczyć stres przed wizytą u dentysty. Często wystarcza sama możliwość zaprojektowania swojego uśmiechu w 3D

Stomatolodzy codziennie spotykają się w swojej działalności z dentofobią, czyli dużym stresem, jaki pacjenci odczuwają w związku z wizytą w gabinecie
Sprzęt i gadżety Druk 3D dostępny już nie tylko dla przemysłu. Domowe drukarki 3D pozwalają już tworzyć w pełni kolorowe obiekty z różnych materiałów
2019-12-19 | 06:00

Druk 3D dostępny już nie tylko dla przemysłu. Domowe drukarki 3D pozwalają już tworzyć w pełni kolorowe obiekty z różnych materiałów

Dzięki drukowi 3D można stworzyć protezy, części samochodów czy materiały budowlane i wykończeniowe. Z możliwości druku 3D korzysta m.in. amerykańskie wojsko. Technologia
Medycyna W łódzkim Bionanoparku powstają najnowocześniejsze leki, a także sztuczne kończyny. Opracowywana jest również innowacyjna terapia leczenia opornego szpiczaka
2019-11-08 | 06:20

W łódzkim Bionanoparku powstają najnowocześniejsze leki, a także sztuczne kończyny. Opracowywana jest również innowacyjna terapia leczenia opornego szpiczaka

Polscy naukowcy pracują nad innowacyjnym sposobem leczenia opornego szpiczaka. W Łodzi powstają też nowoczesne implanty, także szczękowe. Bionanopark jest jednym z nielicznych
Medycyna Stworzono implanty mogące leczyć urazy i schorzenia kręgosłupa. Do sprzedaży trafią w ciągu kilku lat
2019-08-08 | 06:00

Stworzono implanty mogące leczyć urazy i schorzenia kręgosłupa. Do sprzedaży trafią w ciągu kilku lat

Nowe implanty kręgosłupowe, dopasowane do indywidualnych potrzeb każdego pacjenta, mogą stanowić rewolucję w leczeniu schorzeń kręgosłupa. Naukowcy opracowali już bioinżynieryjne
Zdrowie Personalizowane endoprotezy stawu biodrowego rewolucjonizują ortopedię. Zmniejszają ryzyko powikłań i ponownych operacji
2019-08-01 | 06:15

Personalizowane endoprotezy stawu biodrowego rewolucjonizują ortopedię. Zmniejszają ryzyko powikłań i ponownych operacji

Coraz powszechniejsza w medycynie personalizacja wkracza również do ortopedii. Lekarze nie muszą się już ograniczać do endoprotez biodra produkowanych fabrycznie, mają
Medycyna Zamiast borowania i plomb wystarczą komórki macierzyste. Już wkrótce będzie można wyhodować nowy, zdrowy ząb w zaledwie 9 tygodni
2019-07-19 | 06:00

Zamiast borowania i plomb wystarczą komórki macierzyste. Już wkrótce będzie można wyhodować nowy, zdrowy ząb w zaledwie 9 tygodni

Niemal połowa osób po 35 roku życia nie ma pełnego uzębienia. Większość Polaków ma też problem z próchnicą. Protezy nie zawsze się sprawdzają, są

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Medycyna

Algorytm sztucznej inteligencji poprawi diagnostykę i leczenie zaburzeń snu. Czas wyszukiwania nieprawidłowości skróci z wielu godzin do kilku sekund [DEPESZA]

Sztuczna inteligencja coraz szerzej wkracza do świata medycyny. Algorytmy SI okazały się skuteczne w interpretacji obrazów RTG, rozpoznają choroby, proponują też skuteczne leczenie. Na Uniwersytecie Kopenhaskim opracowano algorytm, który może poprawić diagnostykę i leczenie zaburzeń snu. Uczenie maszynowe w ciągu kilku sekund wykonuje badania, które lekarzom zajmują długie godziny. W ten sposób pozwoli zdiagnozować znacznie więcej pacjentów. Obecnie na różnego rodzaju zaburzenia snu cierpi nawet 45 proc. osób na świecie.

Energetyka

Krzemu w elektronice nie wyprze żaden inny materiał przez najbliższych kilkadziesiąt lat. Innowacyjne materiały znajdują tylko pojedyncze zastosowania

Choć na świecie pojawiają się nowe technologie półprzewodnikowe, zdaniem ekspertów krzem pozostanie liderem pod względem wykorzystania w mikroelektronice przez najbliższych kilkadziesiąt lat. Innowacyjne materiały mogą go wypierać w pojedynczych zastosowaniach. Arsenek galu może być nadzieją w kwestii tworzenia ogniw fotowoltaicznych. Z kolei polski wynalazek, azotek galu, otwiera furtkę do miniaturyzacji, m.in. superszybkich ładowarek.