پروتزهای مصنوعی پر شده با دارو می تواند با عفونت مقابله کند

محققان پروتزهای مصنوعی ساخته شده با پرینتر ۳ بعدی را که حاوی داروهای ضد قارچ هستند برای درمان بهتر عفونتهای قارچی دهان طراحی کرده اند. پروتزها با استفاده از آکریل آمید- موادی که هم اکنون برای تولید دندانهای مصنوعی بکار می روند- را چاپ شده اند. تقریبا دو سوم جمعیت امریکا که از پروتزهای متحرک استفاده می کنند از عفونتهای قارچی مکرر که باعث التهاب، قرمزی و تورم در دهان می شود، رنج می برند.

برای درمان بهتر این عفونتها، که استوماتیت مرتبط با دندان مصنوعی گفته می شود، محققان دانشگاه بوفالو با استفاده از پرینترهای ۳ بعدی، پروتزهایی را ساختند که با کپسولهای میکروسکوپی حاوی آمفوتریسین، یک داوری ضد قارچ پر شده و این دارو را بصورت مداوم آزاد می کند.

در مقاله ی منتشر شده در "جوامع امروزی مواد" بیان شده که پروتزهای پر شده با دارو می توانند رشد قارچها را کاهش دهند. برخلاف گزینه های درمانی فعلی مانند دهان شویه های ضد عفونی کننده، ضدعفونی با جوش شیرین و  ضدعفونی با امواج مایکروویو، این پیشرفت جدید همچنین می تواند به جلوگیری از عفونت در هنگام استفاده از پروتزها کمک کند.

 دکتر "پراوین آرانی" نویسنده ی ارشد این تحقیق و استادیار گروه زیست شناسی دهان و دندان در دانشکده دندانپزشکی دانشگاه UB  می گوید: تاثیر عمده این سیستم چاپ سه بعدی جدید، تاثیر بالقوه آن در صرفه جویی در هزینه و زمان است.

وی که همچنین در بخش مهندسی زیست پزشکی، برنامه مشترک دانشکده علوم پزشکی و زیست پزشکی جاوکب در UB و دانشکده علوم مهندسی و کاربردی منصوب شده است، می گوید: این تکنولوژی به دندانپزشکان اجازه می دهد تا سریعا دندان مصنوعی سفارشی را در مطب بسازند، که پیشرفت چشمگیری نسبت به تولید پروتزهای معمولی است که از چند روز تا چند هفته بطول می انجامد.

وی می افزاید: برنامه های کاربردی این تحقیق می تواند برای سایر درمانهای بالینی ازجمله اسپلینت، استنت و پروتزها نیز اعمال شود. "خاصیت ضد قارچی این پروتزهای مصنوعی می تواند کمک قابل توجهی به افراد مستعد عفونت مانند بیماران سالمند، بیماران بستری یا بیماران ناتوان نماید".

بازار مواد زیستی دندانپزشکی  تا سال ۲۰۲۰  به میزان ۱۴درصد رشد می کند. بخش بزرگی از این صنعت بر پلیمرهای دندانی، به خصوص ساخت دندانهای مصنوعی متمرکز شده است

محققان  UB پروتزهای خود را با آکریل آمید که در ساخت دندانهای مصنوعی معمولی بکار می رود، چاپ کرده اند. این مطالعه با هدف بررسی میزان مقاومت این پروتزها در مقایسه با پروتزهای متداول و انتشار موثر داروهای ضد قارچ انجام شد. برای بررسی مقاومت و قدرت دندانها، محققان از دستگاه تست مقاومت خمشی برای خم کردن دندان ها استفاده کرده و نقاط شکست آن را کشف نمودند. یک دندان مصنوعی معمولی تولید شده در لابراتوار به عنوان کنترل استفاده شد. اگرچه قدرت انعطاف پذیری پروتزهای ۳ بعدی چاپ شده ۳۵ درصد کمتر از نمونه کنترل بود، اما دندانهای چاپ شده هرگز نمی شکستند.

برای بررسی انتشار دارو توسط پروتزهای چاپ شده، محققان عامل ضد قارچ را در میکرواسفیرهای (کپسولهای میکروسکوپی) تراوا و قابل تجزیه زیستی قرار دادند. میکرواسفیرها در طول فرایند چاپ حرارتی از دارو محافظت می کنند و اجازه می دهند دارو به تدریج با تخریب زیستی این کپسولهای کوچک، آزاد شود. این تحقیقات شامل توسعه فرم جدیدی از آکریل آمید برای حمل داروهای ضد قارچ و سیستم جدید پمپ سرنگی برای ترکیب پلیمر دندان و میکرواسفیر در طول فرآیند چاپ بود.

این پروتزها با یک، پنج و ۱۰ لایه مواد مورد آزمایش قرار گرفتند تا محققان تاثیر لایه های اضافی را در پروتزها برای نگهداری داروی بیشتر بررسی کنند. محققان دریافتند که مجموعه هایی که از پنج و ۱۰ لایه  ساخته شده اند، غیر قابل نفوذ بوده و نمی توانند دارو را بطور موثری انتشار دهند. انتشار در تک لایه ی متخلخل متوقف نمی شود و می تواند از رشد قارچ با موفقیت جلوگیری کند.

تحقیقات آینده با هدف تقویت مکانیکی پروتزهای چاپی ۳ بعدی با الیاف شیشه و نانوتیوبهای کربنی و تمرکز بر تنظیم مجدد ساخت دندان مصنوعی برای حفظ فیت مناسب انجام می شوند.