جستجو در تالارهای گفتگو

مواد دنداسازي ( dentatmeterials ) چه مواد هستند؟ هدف اصلي يک دندان پزشک بهبود وبازگرداني کيفيت زندگي بيماري است.اين هدف مي تواند بوسيله ي جلوگيري از بروز بيماري، کاستن درد، بهبود راندمان جويدن، افزايش سرعت آن و بهبود ظاهر فرد انجام شود.براي قرن ها توسعه وانتخاب مواد جايگزين براي دندان و مسائل زيست سازگار پذيري، عمر مفيد ومسئله ي استقامت اين مواد در محيط دهان، عمده ترين چالش ها درزمينه ي مواد دندانپزشکي (مواد دنداني) بود.علت پديد آمدن اين چالش ها اين بود که توقعات وخواسته هاي فراواني از اين مواد مورد نظر طراحان بود. شکل 1 برشي شماتيک از شرايط سخت محيط دهاني و بافت نرم آن است .درشرايطي که محيط دهان سالم باشد. بخشي از دندان که درنزديکي بافت لثه قرار دارد تاج بستر (clinical crown) وبخشي که زير لثه قرار دارد. ريشه ي دندان ناميده مي شود . تاج دندان بوسيله ي مواد خاصي لعاب کاري شده است. ريشه ي دندان نيز با سمنتوم (cementun) پوشيده شده است واين بخش شامل عاج دندان وبافت مي شود که معمولاً داراي يک يا تعداد بيشتري کانال دنداني مي شود. از لحاظ تاريخي، گسترده ي وسيعي از مواد به عنوان جايگزين تاج دندان و ريشه استفاده شده است. اين مواد عبارتند از: دندان حيوانات، استخوان، دندان انسان، عاج فيل، صدف دريايي،سراميک ها وفلزات. مواد ترميمي مورد استفاده براي جايگزيني با بخش هاي ازبين رفتني ساختار دندان به صورت آهسته و در طي چندين قرن توسعه يافتند.

نانومواد و افزايش عمر سلولهاي مغزي محققين دانشگاه فلوريداي مركزي دريافت ه اند كه نانومواد توليدشده براي صنعت، عمر سلولهاي مغزي را سه تا چهار برابر ميكنند.زيست شناسان مولكولي و محققين علوم نانو در دانشگاه فلوريداي مركزي دريافته اند كه نانومواد بوجود آمده جهت مصارف صنعتي، تأثير جانبي غير قابل انتظار و متحو لكننده اي دارند؛ اين مواد ميتوانند عمر سلولهاي مغزي را سه تا چهار برابر كنند. در نتيجه انسانها ميتوانند عمري طولانيتر و فارغ از مشكلات ناشي از كهولت سن داشته باشند.بورلي زيگالينسكي استاديار دانشكده بيولوژي مولكولي و ميكروبيولوژي و عضو مركز علوم يومولكولي و سوديپتاسيل دانشيار مركز آناليز پيشرفته و فرآيند مواد و دانشكده مهندسي هوا- فضا، مكانيك و مواد, اعتباري بالغ بر۴/۱ميليون دلار از مؤسسه ملي سلامت و مؤسسه بين المللي تحقيقات كهولت سن دريافت خواهند كرد تا دلايل اين واكنش و كاربردهاي احتمالي آتي آن را مطالعه و بررسي نمايند. بدليل پيچيدگيهاي موجود در خصوص خواص ضدكهولت آنت ياكسيدانها، زيگالينسكي تصميم گرفت ورود نانوذرات به سلولهاي مغزي موشهاي صحرائي را مورد بررسي قرار دهد. وي اظهار داشت: " معمولاً سلولهاي مغزي موشهاي صحرائي حدود سه هفته عمر ميكنند اما سلولهائي كه در معرض نانومواد مهندسي شده قرار گرفتند، سه تا چهار برابر عمر طولانيتري داشتند." اين محقق به منظور حصول اطمينان از نتايج كارش، فرآيند را چندين مرتبه تكرار كرد و دريافت كه سلولهايي كه در معرض غلظت خاصي از نانوذرات اكسيدي قرار گرفته اند معمولاً در مقايسه با ساير سلولها سه تا چهار برابر بيشتر عمر ميكنند؛ طولاني ترين عمر آنها بالغ بر 123 روز بوده است. وي سپس كيفيت سلولهاي عصبي پيرشده را مورد بررسي قرار داد و دريافت كه اين سلولها نيز درست همانند سلولهاي موجود در سلسله اعصاب جوان جهت برقراري ارتباط با يكديگر تبادل سيگنال مي نمايند. اين امر نشانگر آن است كه علاوه بر افزايش طول عمر، عملكرد سلولها نيز حفظ شده است. سوديپتاسيل از سال 1980 تاكنون روي توليد ذرات اكسيد در شرايط دما- بالا تحقيق نموده است. در سال 2000 كه وي در برنامه پيشگامي دانشگاه فلوريداي مركزي شركت نمود او و يكي از دانشجويان،نانوپودرهاي فوق ريز و نانومحلول ساختند. اين ذرات با اندازه اي كمتر از 10 نانومتر - حدوداً به اندازه سی اتم- نه تنها پوشش مؤثرتري جهت مصرف در ماشين آلات ارائه نمودند بلكه دريچه جديدي به روي زيگالينسكي به منظور انجام مطالعات بيولوژيكي گشودند. تحقيقات پزشكي، عامل اصلي پيري را صدمات راديكالهاي آزاد به سلولها ميدانند و بر اساس اين پژوهشها، پا ككننده هاي راديكالهاي آزاد كه معمولاً به شكل ويتامينها هستند تا حد بسيار محدودي ميتوانند با اين آسيبها مقابله نمايند. نانوذره احياكننده (نظير ذره اي كه زيگالينسكي و سيل ساختند)خنثي سازي آسيب ها را عهده دار شده و ميتواند در مداواي نارسائي هاي خاص ناشي از كهولت سن از قبيل آلزايمر، آرتروز و غيره كمك مؤثري باشد. اخيراً آزمايشگاه زيگالينسكي دريافته است كه نانوذرات خواص ضد التهابي دارند. در همين راستا محققين در نظر دارند امكان توليد پوششي از ذرات قابل استفاده در بافتهاي پيوندي و ادوات پزشكي كه احتمال واكنشهاي التهابي در آنها بالاست را مورد بررسي قرار دهند. آزمايشهاي اوليه نشانگر آن است كه نانوذرات آنتي اكسيدان به محض ورود بداخل سلول، آن را احيا مي نمايند. اين بدان معني است كه يك دوز از اين مواد ميتواند به گونهاي باورنكردني تأثير شفابخش خود را اعمال نمايد. استفاده از نانوذرات مغناطيسي براي رفع فلج عصبي يك شركت تازه تأسيس در خاورميانه درنظر دارد با استفاده از نانوتكنولوژي اقدام به ترميم نواحي آسيب ديدة عصبي كند. شركت توسعة ارتوپدي كالامازو با استفاده از نانوذرات مغناطيسي قصد دارد ارتباطات عصبي آسيب ديده را ترميم كند. هرساله بيش از۷/۱ميليون نفر در دنيا دچار صدمات نخاعي مي شوند و اين در حالي است كه تاكنون هيچ درمان مؤثري به اين منظور ارائه نشده است. اين عقيده از گذشته تاكنون وجود داشته است كه در صورت صدم هديدن اعصاب، آنها فعاليت طبيعي خود را ازدست مي دهند. مطالعات اخير نشان داده است كه اين عقيده هميشه صحيح نيست. ايدة اين افراد از مطالعاتي كه در دانشگاه شيكاگو صورت گرفته نشأت گرفته است. در اين مطالعات مشاهده شده است كه اعصاب در اثر كشش، رشد مي كنند. در اين روش ذرات اكسيد آهن مغناطيسي با اندازه اي در حدود 100 تا 250 نانومتر به درون اعصاب آسيب ديده تزريق م يشوند. سپس فرد در مجاورت يك ميدان مغناطيسي قرار داده شده و اينگونه اعصاب آسي بديده در مجاورت يكديگر قرار مي گيرند. اين رشد مجدد اعصاب در مطالعات صورت گرفته در حيواناتي مانند موش صحرايي و جوجه تأييد شده است. به گفته يكي از محققين اين افراد موفق به كشيدن آكسون و در واقع تحريك رشد آن شده اند.

برای درمان بیماری ها یا جراحت ها مواد مختلفی در بدن مورد استفاده قرار می گیرند. بیوماتریال یک ماده مصنوعی است که برای جایگزینی یا تعویض بخشی از بدن انسان یا موجود زنده یا به جهت کاربرد در تماس با بافت زنده استفاده می شود. در حقیقت «بیوماتریال» ماده ای است که در بدن موجود زنده بی اثر و از نظر داروشناسی خنثی است و برای کاشتن در سیستم های زنده طراحی شده است. موفقیت «بیومواد» در بدن به عواملی چون خواص بیومواد، طراحی و نیز زیست سازگاری آن بستگی دارد. البته عواملی همچون تکنیک های مورد استفاده جراح، سلامتی، شرایط بیمار و فعالیت بیمار نیز تاثیر قابل توجهی دارد اما تحت کنترل مهندسان پزشکی یا سازنده بیوماتریال نیست. کربن یکی از معمول ترین عناصری است که در مولکول های آلی و ترکیبات مختلف یافت می شود و نقش حیاتی در فرآیندهای بیولوژیکی ایفا می کند. کربن می تواند به صورت یک ماده بلورین در شکل های متفاوتی وجود داشته باشد که برخی از آنها بالاترین زیست سازگاری و مقاومت در برابر انعقاد خون را میان بیوسرامیک های مصرفی در پزشکی دارند. این گونه خواص امکان استفاده از کربن برای موارد مختلف را فراهم می سازد. برای مثال شکل های مختلف کربن می تواند ساخت ماده مطلوب را جهت استفاده در محلی که فصل مشترک جریان خون دارد، میسر سازد و نیز می تواند با بافت نرم و با بافت سخت تماس حاصل کند که این ویژگی مقدمه مصرف آن در بسیاری از وسایل پزشکی است. در جایی که طراحی وسیله و استحکام مکانیکی کربن اجازه دهد، اجزا و قطعات را می توان تماماً از کربن ساخت اما در بسیاری از کاربردهای پزشکی- زیستی، کربن به صورت پوشش قابل تغییر مصرف می شود و خواص مکانیکی قطعه مورد نظر اغلب از ماده زیرلایه (زیر پوشش) حاصل می شود. سه نوع کربن به طور معمول برای وسایل پزشکی به کار می رود که عبارتند از؛ شکل همسانگرد دمای پایین کربن تفکافت، کربن شیشه ای و شکل همسانگرد دمای فراپایین کربن بخار رسوب گذاری شده که به عنوان کربن طبقه طبقه ای شناخته شده اند. به واسطه چگالی کم و ضعیف بودن کربن شیشه ای معمولاً این ماده به صورت یک پوشش نازک که توسط زیرلایه ای مناسب تقویت شده، مورد استفاده قرار می گیرد. به استثنای کربن همسانگرد دمای پایین که همراه با سیلیسیوم رسوب گذاری و پوشش داده می شود، همه انواع کربن مصرفی در کاربرد کلینیکی به صورت کربن عنصری خالص هستند. اغلب اوقات تا ۲۰ درصد سیلیسیوم به کربن همسانگرد دمای پایین اضافه می شود تا خواص مکانیکی بهبود یابد ولی تغییر قابل توجهی در زیست سازگاری ایجاد نشود. کربن از نظر ساختاری می تواند محدوده گسترده ای را از ساختار کامل در شکل گرافیت سه بعدی منظم تا ساختار شبه گرافیکی نیمه منظم و بالاخره ساختار تقریباً بی شکل (آمورف) داشته باشد. ● کاربرد قلبی عروقی بخش عمده کاشتنی مصنوعی دریچه قلب جدید مکانیکی، از اجزایی تشکیل یافته که از آلیاژهای سیلیسیوم، کربن، تفکافت همسانگرد دمای پایین به صورت پوششی بر روی یک زیرلایه گرافیتی یا به صورت یک ماده یکپارچه ساخته شده است.کاشتنی مصنوعی دریچه قلب مکانیکی به گونه ای طراحی می شود تا جریان خون را به طور مداوم در محیط فیزیولوژیکی متخاصم برای مدت زمانی افزون بر عمر بیمار تنظیم کند. اجزای دریچه تحت اعمال بار چرخه ای، تغییر شکل و خمش، سایش در سطحی که در معرض چرخش است و فرسایش حفره ای در سطح در معرض جریان خون قرار می گیرد. این شرایط یکی از مخاطره آمیزترین وضعیت کاربرد مواد زیستی- پزشکی را نشان می دهد. در هر حال یکی از موفقیت آمیزترین بیوسرامیک های مصرفی را می توان کربن تفکافت همسانگرد دمای پایین که با سیلیسیوم آلیاژشده، دانست. این ماده معمولاً در دریچه قلب مصنوعی به کار می رود.بسیاری از دریچه های قلبی جدید به گونه ای طراحی شده اند که دریچه به صورت یک صفحه دایره ای شکل چرخان است و با پمپاژ قلب باز و بسته می شود و به این ترتیب امکان جاری شدن خون را تحت شرایط تقریباً طبیعی فراهم می سازد. صفحه دایره ای شکل یا دو ورقه نیم دایره داخل قابی گرد قرار گرفته اند که در محیط بیرونی خود یک حلقه دوخته شده دارد تا اتصال آن به قلب آسان شود. صفحه دایره ای شکل یا دو نیم دایره و قاب گرد آنها از گرافیت پوشش داده شده با کربن تفکافت دمای پایین ساخته می شوند. البته برخی از سازندگان نیز از آلیاژ کبالت- کروم یا تیتانیوم نیز برای ساخت قاب گرد استفاده می کنند. ● کاربرد دندانی نزدیک بودن و تطابق ضریب کشسانی کربن شیشه ای و کربن همسانگرد دمای پایین با استخوان سبب شده که کربن یک ماده پیشنهادی و انتخابی برای برخی از کاربردهای کاشتنی دندانی تحت بار باشد. ریشه دندان مصنوعی با اندازه کمتر از ۱۱ میلی متر طول و ۵ میلی متر قطر از کربن شیشه ای ساخته شده است. کربن همسانگرد دمای پایین با داشتن استحکام عالی برای کاشتنی هایی با طراحی پیچیده تر به کار رفته است. هنگامی که به دلیل اندازه و پیچیدگی کاشتنی، ساختن کاشتنی از کربن مجاز نباشد، اجزای کاشتنی را می توان از آلیاژ فلزی ساخت و سطح آن را توسط لایه نازکی از کربن همسانگرد دمای فرا پایین بخار رسوب گذاری شده پوشاند. کاشتنی دندانی اطراف ضریع استخوان و ریشه دندان یا کاشتنی ریشه ای با استفاده از تکنیک تهیه کاشتنی از آلیاژ فلزی و پوشش دادن با کربن ساخته شده اند. این گونه طراحی، تلفیقی از خواص مکانیکی آلی فلز را به همراه خواص شیمیایی خوب کربن، فراهم می سازد. ● کاربرد کربن در آسیب بافت های نرم و سخت برای این منظور فیبرهای کربنی را که به صورت الیاف رشته ای و تابیده نشده، تولید شده اند (در دمای ۲۷۰۰ درجه سانتیگراد) با روشی خاص (در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد) در معرض تغییرات سطحی قرار می دهند. این فیبرهای کربنی به شکل رشته هایی با اندازه مختلف کریستالیتی هستند و در بافت نرم (مثلاً زیر پوست) کاشته می شوند. همچنین فیبرهای کربنی به شکل الیاف تابیده نشده در بافت سخت (مانند استخوان) نیز کاشته میشوند. آنالیزها نشان می دهد که رشته های کربنی ای که در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد تولید شده اند، سازگاری زیستی بیشتری با بدن موجود زنده نشان می دهد.به عنوان کاربرد دیگر، می توان به استفاده از کربن در تولید نانولوله های مورد نیاز در پزشکی اشاره کرد. همچنین از کربن پیرولیتیک به عنوان پوشش عروق مصنوعی استفاده می شود که این ترکیب سازگاری زیستی عروق مصنوعی را به میزان مطلوب بالا می برد.