Anatomia, La modellazione e la fabbricazione di biomateriali per applicazioni dentali e maxillofacciali fornisce ai lettori informazioni sugli impianti dentali e sulla fabbricazione di biomateriali per le procedure maxillofacciali e la riparazione di osso/tessuto dentale. Fornirà inoltre preziose informazioni sull'applicazione e la produzione di materiali bioattivi per tutti i ricercatori e studenti in scienze dei materiali e ingegneria biomedica.
Le bioceramiche prima degli anni '70 venivano utilizzate come impianti per svolgere ruoli singolari e biologicamente inerti. I limiti con questi materiali fabbricati come sostituti dei tessuti sono stati enfatizzati con la crescente consapevolezza che i tessuti e le cellule del corpo umano svolgono altri ruoli metabolici e regolatori diversi. Acquisire una visione più approfondita del processo produttivo oltre alle proprietà della bioceramica (fisica, meccanico, e biologico) attualmente utilizzati come impianti e come materiali sostitutivi ossei potrebbero contribuire in modo significativo alla progettazione di protesi e dispositivi impiantabili di nuova generazione, nonché alle politiche di gestione del paziente post-operatorio. I vantaggi dell'utilizzo di materiali ceramici avanzati nelle applicazioni dentali, orali e maxillo-facciali sono stati generalmente accolti favorevolmente, in particolare la loro forza e biocompatibilità. I miglioramenti nel processo di fabbricazione possono produrre materiali ceramici con densità più elevate e strutture a grana più piccola, essenziali per il loro utilizzo in odontoiatria e chirurgia maxillo-facciale.
La relazione tra risposte biologiche e proprietà superficiali dei materiali è una delle questioni principali nella ricerca sui materiali biomedici. Attualmente, uno dei principali svantaggi degli impianti sintetici è il loro mancato adattamento all'ambiente tissutale locale. La modifica della superficie mediante nanorivestimenti e rivestimenti nanocompositi è diventata uno strumento vitale nella ricerca volta a comprendere come le proprietà chimiche e superficiali dei materiali utilizzati influenzeranno la sua interazione con il sistema biologico. Man mano che si raggiunge una comprensione più profonda, si prevede che le modifiche superficiali volte a controllare la risposta dei tessuti genereranno nuove opportunità per la ricerca e lo sviluppo di nuovi e migliorati impianti e protesi dentali e maxillofacciali in modo più rapido e sistemico.
indubbiamente, le complicanze più frequentemente associate all'uso di dispositivi medici impiantabili come gli impianti dentali sono le infezioni batteriche. La ricerca è in corso per trovare un mezzo più efficace e meno costoso per somministrare antibiotici per combattere le infezioni batteriche senza le complicazioni associate all'accesso endovenoso a lungo termine e la tossicità degli antibiotici sistemici. Per tutti i vettori di farmaci che utilizzano nanorivestimenti e rivestimenti nanocompositi, i tassi appropriati di dissoluzione così come il loro controllo all'interno del corpo umano è la preoccupazione principale. Sono stati condotti numerosi studi per studiare i modi in cui è possibile sviluppare vettori a rilascio a lungo termine oa lunga circolazione. Tra questi, la modifica superficiale dei nanorivestimenti e dei rivestimenti nanocompositi con una varietà di macromolecole polimeriche o tensioattivi non ionici si è rivelata la più efficace. Tuttavia, modifiche appropriate ed efficienti delle nanoparticelle all'interno dei nanorivestimenti multifunzionali sono una necessità per il futuro per dispositivi e sistemi di somministrazione lenta di farmaci.
Le nuove generazioni di impianti e dispositivi medici con queste superfici funzionalizzate richiederanno tecniche di misurazione delle proprietà superficiali su scala nanometrica che possono essere utilizzate per descrivere sia i tessuti viventi che i materiali inorganici, nonché le reazioni interfacciali tra impianto e tessuto osseo per la futura modellazione e progettazione di impianti e protesi. L'uso di approcci di modellazione teorica come l'analisi degli elementi finiti (FEA) sta diventando una necessità nei campi della medicina e dell'odontoiatria. Esaminando la meccanica di una singola cella utilizzando FEA, potremmo potenzialmente accelerare le scoperte nel campo della medicina rigenerativa, scoperta di nuovi farmaci, e meccanobiologia.
