I denti danneggiati da traumi o malattie richiedono un trattamento per apparire e sentirsi come nuovi, ma i materiali da restauro a disposizione dei dentisti non sempre durano e possono essere costosi per i pazienti.

Fernando Luis Esteban Florez, un assistente professore presso l'Università dell'Oklahoma Health Sciences Center, Facoltà di Odontoiatria, sta conducendo ricerche presso l'High Flux Isotope Reactor (HFIR) presso l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) del Department of Energy (DOE) per cercare di cambiare questa situazione.

Gli attuali biomateriali dentali hanno dei limiti, secondo Esteban Florez. I nuovi materiali non solo saranno in grado di legarsi più strettamente con le strutture dello smalto per cui sono progettati per riparare, ma anche di respingere i batteri che attaccano le otturazioni e gli impianti.

"Infatti, la sostituzione di restauri falliti rappresenta il 70% del tempo alla poltrona dei dentisti a un costo annuale di $ 298 miliardi in tutto il mondo, " ha affermato Esteban Florez. "Il nostro obiettivo è creare biomateriali dentali restaurativi intelligenti che siano meno costosi e che non necessitino di essere sostituiti ogni cinque o sette anni".

La ricerca sulla diffusione dei neutroni fornisce approfondimenti che possono portare allo sviluppo di nuovi materiali per l'implantologia, Egli ha detto.

"Un impianto dentale può costare fino a $ 4, 500 per dente. E questo non include il costo delle riparazioni in caso di fallimento della procedura; perciò, lo sviluppo di materiali biocompatibili a base di polimeri o ceramici per sostituire quei metalli potrebbe essere di grande beneficio per i pazienti, " ha detto. "La creazione di nuovi materiali che sono più biocompatibili con il corpo umano sarebbe una grande risorsa per l'odontoiatria, e i neutroni possono essere lo strumento perfetto per valutare potenziali materiali per questo scopo".

Esteban Florez ha già eseguito esperimenti di diffusione di neutroni presso l'ORNL per esplorare la modifica della superficie e la funzionalizzazione delle nanoparticelle di ossido di metallo nelle resine adesive dentali sperimentali. Le nanoparticelle hanno proprietà antibatteriche e bioattive a lungo termine. Ora, vuole vedere se la diffusione di neutroni può aiutarlo a capire meglio esattamente come i diversi materiali da restauro interagiscono con lo smalto, dentina, e collagene all'interno dei denti.

Nello specifico, ha usato lo strumento IMAGING all'HFIR per studiare una piccola collezione di denti umani che erano stati restaurati con un amalgama dentale, o un composito di resina. Questi materiali sono stati legati alle strutture dentali campione utilizzando le sue resine adesive dentali sperimentali, che contengono concentrazioni variabili di nanoparticelle di ossido di metallo.

Ora sta lavorando con Hassina Bilheux, scienziato senior di imaging neutronico presso HFIR, per ricostruire i suoi dati in rendering tridimensionali può utilizzare per osservare le interazioni tra i biomateriali dentali da restauro e le strutture dei denti.

"La tomografia dei neutroni è una tecnica potente per esplorare gli aspetti interni dei materiali organici come i tessuti biologici. Questi campioni contengono una grande quantità di idrogeno e, poiché i neutroni sono particolarmente sensibili all'idrogeno, possiamo generare immagini molto dettagliate delle loro microstrutture, ", ha detto Bilheux.

"I neutroni possono essere utilizzati per sondare le strutture all'interno dei tessuti organici in modo non distruttivo e mi permettono di capire come i biomateriali dentali da restauro interagiscono con l'intero sistema dentale, " disse Esteban Florez.

Esteban Florez ha affermato che la sua ricerca è focalizzata sullo sviluppo di materiali da restauro a base di polimeri con proprietà antibatteriche e bioattive non liscivianti e a lungo termine che possono essere migliorate utilizzando l'irradiazione della luce visibile. Una volta completamente sviluppato, questi materiali mantengono la promessa di uccidere i batteri penetranti, si legano naturalmente ai componenti organici e inorganici dei denti, e guidare la crescita dell'idrossiapatite (i mattoni dell'osso e dei denti) per sigillare l'interfaccia dente/biomateriale.

In caso di successo, aumenteranno la durata degli attuali materiali da restauro a base di polimeri e diminuiranno i costi dell'assistenza sanitaria orale.

"C'è ancora molta ricerca da fare su questo argomento, ma siamo fiduciosi che il nostro lavoro avrà un impatto significativo e positivo nel campo dell'odontoiatria restaurativa, " Egli ha detto.