یک دندان محکم تر!
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر یک کامپوزیت جدید دندانی تولید شده است که دوام بیشتری نسبت به مواد قدیمی از خود نشان می دهد. پس ممکن است شما در آینده کمتربه دندانپزشکی مراجعه کنید! در واقع شما باید از صدف ها تشکر کنید. با الهام گرفتن از مکانیزم صدف ها برای چسبیدن روی سطوحی کهچیزی برروی آن ها نمی چسبد، محققان مرکز UC Santa Barbara نوع جدیدی از کامپوزیت دندانی را تولید کردند که پایداری زیادی برروی دندان آسیب دیده از خود نشان می دهد. از این ماده می توان در پرکننده ها با پایداری زیاد، تاج دندان، ایمپلنت و سایر کاربردهااستفاده کرد. Kollbe Ahn یکی از محققان حوزه ی مواد در پژوهشگاه علوم دریایی مرکز UC Santa Barbara بیان می کند: “این مادهبه سختی موادی است که در دندانپزشکی به کار می رود ولی ترک نمی خورد“. این تحقیقات در مجله ی Advanced Materials به چاپرسیده است. این تحقیق که Ahn نویسنده ی مسئول آن است، حاصل همکاری بین پژوهش و صنعت است.
به طور متوسط، ترمیم دندان بین 5 تا 10 سال پایدار باقی می ماند و پس از آن نیاز به جایگزینی و ترمیم مجدد دارد. این مدت زمان بهنوع ماده ی پر کننده و همچنین زمان درد گرفتن دندان ترمیم شده بستگی دارد. در هر صورت، جویدن آدامس و مصرف غذاهایی که بهشدت اسیدی و یا سخت هستند، مسواک نزدن در شب ها، دندان های ضعیف و حتی غیر دقیق بودن کار دندانپزشک، عواملی هستند کهباعث می شوند ماده ی پرکننده زودتر خراب شود و شما مجبور شوید با پرداخت هزینه ی زیاد و تحمل درد، دوباره روی صندلیدندانپزشکی بشینید.
بر اساس صحبت های Ahn یکی از دلایل اصلی برای از بین رفتن ترمیم و یا شکستن آن، شکست پیوند میان ماده ی پرکننده و دندانیاست که اطراف آن را در برگرفته است. همه ی کامپوزیت های دندانی ذرات ریزی دارند که میزان سختی آن ها را افزایش داده و از جمعشدن آن ها حین پخت جلوگیری می کند. با این وجود این مشکل همیشه وجود دارد که هرچه یک کامپوزیت سخت تر باشد، شکننده ترخواهد بود. با اعمال فشار و یا ساییدگی و یا پارگی، یک ترک شکل می گیرد که با گذشت زمان در تمام بخش پرشده ی دندان گسترشپیدا می کند. همچنین ایجاد فاصله بین دندان و ماده ی پرکننده باعث پوسیده شدن دندان باقی مانده می شود.
بنابراین Ahn و همکارانش به طور دقیقی به طبیعت و به طور خاص به صدف ها نگاه کردند تا بتوانند راهی برای محکم تر کردن و ایجادپایداری بیشتر آن پیدا کنند. صدف ها چسبندگی فوق العاده ای به سطوح مختلف دارند. آن ها می توانند با وجود موج های قوی، گرمایخورشید، غوطه وری در آب شور و همچنین در معرض باد و خشکی، به خوبی به هر سطحی بچسبند. به همین دلیل، صدف ها گزینه یمناسبی به عنوان مدل برای مواد دندانپزشکی با دوام بیشتر هستند. وجود رشته هایی بر روی سطح این مواد باعث می شود در برابرنیروهای تنشی که ممکن است به دندان آسیب برساند، مقاومت کنند.
در طبیعت، هسته ی نرم کلاژنی مربوط به رشته های بیسال (رشته هایی که باعث چسبیدن صدف به سطح زیرین خود می شود) صدف توسط پوششی به ضخامت بین 5 تا 10 میکرومتر پوشیده شده است. این پوشش بسیار سخت است. این پایداری و انعطاف پذیری بهنرم تنان اجازه می دهد حتی در محیط های پر تنش بتوانند به سطوح معدنی و مرطوب بچسبند. موضوع اصلی در این مکانیزم، موضوعیاست که دانشمندان به آن پیوند دینامیک و یا فدا شونده می گویند. پیوندهای چندگانه و برگشت پذیر بر روی سطح مولکولی در مقیاسنانو که می تواند انرژی را بدون از دست دادن تمام چسبندگی و از دست دادن ویژگی های مکانیکی ماده، پراکنده کند.
همانطور که Ahn پیش از این بیان کرده بود، این پیوند قوی است ولی ممکن است در ابتدا بشکند. اگر شما چندین پیوند ضعیف داشتهباشید لازم است تک تک این پیوندها را یکی یکی بشکنید. شکستن هر پیوند موجب مصرف انرژی می شود و تمام انرژی مورد نیاز برایشکستن همه ی پیوندها و جدا کردن ماده از انرژی لازم برای شکستن یک پیوند قوی بیشتر خواهد بود. این نوع چسبندگی در سامانه هایزیستی بسیاری مانند استخوان و دندان حیوانات وجود دارد. رشته های بیسال صدف شامل تعداد بسیار زیادی از گروه های عاملی بهنام کاتچول است. این گروه ها برای چسبیدن به سطوح معدنی مرطوب استفاده می شوند. مطالعات جدید نشان می دهد استفاده ازکاتچول به جای ترکیبات سیلانی، 10 برابر چسبندگی بیشتر و 50 درصد بهبود ویژگی های مکانیکی نسبت به موادی که در حال حاضرمورد استفاده قرار می گیرند را ایجاد می کند.
این ماده که هیچ نشانه ای مبنی بر سمی بودن از خود نشان نداده است، می تواند برای تولید موادی سخت تر و با پایداری بیشتر برایپر کردن دندان ها استفاده شود و در طولانی مدت تعداد مراجعات به دندانپزشکی را کاهش دهد.
Ahn بیان می کند که قدم بعدی در این تحقیق افزایش پایداری مواد بیشتر از این سطح است. با تغییر طراحی مولکولی، شما می توانیدیک کامپوزیت دندانی مستحکم تر و با دوام بیشتر داشته باشید.
