Attualmente, più di 80 nanotecnologie sono state approvate per una varietà di applicazioni mediche, dal trattamento del cancro al bioimaging al rimodellamento dei tessuti.

Ora in un nuovo studio, i ricercatori hanno dimostrato che le nanoparticelle contenenti enzimi possono eseguire piccoli interventi di chirurgia dentale e migliorare i risultati degli apparecchi ortodontici per riorientare i denti gravemente disallineati nella loro posizione corretta. I test hanno mostrato che i ratti trattati con le nanoparticelle prima di indossare l'apparecchio hanno mostrato un migliore allineamento dei denti, ridotta recidiva dentale, recupero più rapido, e meno dolore rispetto ai ratti sottoposti a chirurgia tradizionale prima dell'apparecchio.

I ricercatori, guidato da Avi Schroeder al Technion-Israel Institute of Technology, hanno pubblicato un articolo sulle nuove nanotecnologie in un recente numero di ACS Nano .

"Penso che stiamo cercando di cambiare un dogma di 5000 anni sul modo in cui vengono eseguiti gli interventi chirurgici, " ha detto Schroeder Phys.org . "In particolare, il bisturi esistente non può distinguere tra tessuto sano e malato. Però, gli enzimi possono. Gli enzimi proteolitici sono sintonizzati per degradare tessuti specifici, senza danneggiare altri tessuti sani. Crediamo che in futuro gli interventi chirurgici debbano essere più accurati, con meno danni ai tessuti sani."

I ricercatori hanno progettato la nuova procedura specificamente per affrontare i casi di grave disallineamento dei denti, chiamato "malocclusione". Attualmente, questa condizione viene trattata con un intervento chirurgico minore ma spesso doloroso per tagliare le fibre di collagene che collegano i denti all'osso, seguito da parentesi graffe per spostare i denti nella loro posizione corretta. Oltre a un doloroso periodo di recupero, circa il 40% dei pazienti ha una recidiva e necessita di un secondo ciclo di trattamento.

Il trattamento nanotecnologico ha il potenziale per migliorare notevolmente questa procedura di trattamento consentendo agli enzimi naturali del corpo di abbattere le fibre di collagene e ad altre biomolecole naturali di ricostruire le fibre quando i denti sono correttamente allineati con l'apparecchio.

Per fare questo, i ricercatori hanno progettato nanoparticelle costituite da una vescicola liposomiale (fondamentalmente una membrana cellulare vuota) riempita con l'enzima collagenasi. La collagenasi provoca l'indebolimento e la rottura delle fibre di collagene, ma solo quando viene attivato per la prima volta dal calcio, che si trova naturalmente in bocca. Per garantire che la collagenasi inizi a lavorare solo nel sito chirurgico, il liposoma agisce come veicolo protettivo per trasportare in sicurezza la collagenasi al solco (situato tra le gengive e i denti), dove inizia a diffondersi e ad interagire con il calcio.

I ricercatori hanno determinato la particolare concentrazione di collagenasi che fa sì che la collagenasi indebolisca le fibre di collagene di circa il 50%, rendendo molto più facile per gli apparecchi ortodontici riorientare i denti. Nelle prossime ore, i fibroblasti del corpo percepiscono il collagene indebolito e avviano il rimodellamento del collagene, riportando le fibre alla loro forza originaria.

Globale, i test con i ratti hanno mostrato che quelli trattati con la procedura nanochirurgica hanno sperimentato un miglioramento di tre volte nell'allineamento dei denti, insieme a una ricaduta dentale significativamente inferiore e meno dolore rispetto ai ratti trattati con la chirurgia tradizionale. I ricercatori attribuiscono il miglioramento al fatto che la procedura nanochirurgica consente di rimodellare il tessuto e l'osso con il nuovo orientamento, in contrasto con i denti stressati che ritornano nella loro posizione originale come spesso avviene nella procedura tradizionale. I risultati suggeriscono che la procedura nanochirurgica ha il potenziale per sostituire il metodo tradizionale più invasivo con un risultato complessivo migliore.

"Qui abbiamo dimostrato per la prima volta l'approccio biochirurgico, " ha detto Schroeder. "Abbiamo in programma di espandere ad altri organi e procedure più impegnative in futuro."

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