स्मार्ट दंत प्रत्यारोपण

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स्मार्ट दंत प्रत्यारोपण

संयुक्त राज्य में 3 मिलियन से अधिक लोगों के दंत प्रत्यारोपण हैं, जिनका उपयोग क्षय, मसूड़े की बीमारी या चोट के कारण खोए हुए दांतों को बदलने के लिए किया जाता है। प्रत्यारोपण दांतों या पुलों पर प्रगति के प्रवाह का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिन्हें बहुत सुरक्षित रूप से फिट करने और 20 साल या उससे अधिक समय तक चलने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

लेकिन अक्सर प्रत्यारोपण उस अपेक्षा से कम होते हैं और इसके बजाय स्थानीय सूजन या मसूड़े की सूजन के कारण पांच से 10 वर्षों में प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है, जिसके लिए रोगियों को महंगी और आक्रामक प्रक्रिया को दोहराने की आवश्यकता होती है।

“हम इस समस्या को हल करना चाहते थे, इसलिए हम एक अभिनव नए प्रत्यारोपण के साथ आए,” पेन्सिलवेनिया डेंटल स्कूल विश्वविद्यालय में एक सहायक प्रोफेसर कील्स ह्वांग कहते हैं, इंजीनियरिंग पृष्ठभूमि के साथ वह अपने शोध में लाता है। मौखिक स्वास्थ्य समस्याएं।

उपन्यास प्रत्यारोपण दो प्रमुख तकनीकों को लागू करते हैं, ह्वांग कहते हैं। एक नैनोकणों के साथ इंजेक्शन वाला पदार्थ है, जो जीवाणु उपनिवेशण का प्रतिरोध करता है। दूसरा, यह एक एम्बेडेड प्रकाश स्रोत है जो मुंह के प्राकृतिक आंदोलनों, जैसे चबाने या दांतों को ब्रश करने से प्रेरित प्रकाश संश्लेषण करता है। अखबार के एक अखबार में एसीएस एप्लाइड मैटेरियल्स और इंटरफेस और पत्रिका में 2020 का पेपर उन्नत स्वास्थ्य उत्पाद, ह्वांग और उनके सहयोगियों ने अपना मंच स्थापित किया है, जो एक दिन न केवल दंत प्रत्यारोपण बल्कि संयुक्त प्रतिस्थापन जैसी अन्य तकनीकों को भी एकीकृत कर सकता है।

“फोटोथेरेपी कई तरह की स्वास्थ्य समस्याओं को हल कर सकती है,” ह्वांग कहते हैं। “लेकिन एक बार बायोमटेरियल फिट हो जाने के बाद, बैटरी को बदलना या रिचार्ज करना व्यावहारिक नहीं है। हम एक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री का उपयोग करते हैं जो प्राकृतिक मौखिक गति से बिजली उत्पन्न कर सकती है, प्रकाश प्रदान कर सकती है जो प्रकाश संश्लेषण कर सकती है, और बैक्टीरिया की चुनौती से गम ऊतक की सफलतापूर्वक रक्षा कर सकती है।

अध्ययन में, शोधकर्ताओं द्वारा खोजी गई सामग्री बेरियम टाइटेनेट (बीटीओ) थी, जिसमें कैपेसिटर और ट्रांजिस्टर जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले पीजोइलेक्ट्रिक गुण होते हैं, लेकिन अभी तक एंटी-इन्फेक्टिव इम्प्लांट बायोमैटिरियल्स के आधार के रूप में नहीं खोजा गया है। दंत प्रत्यारोपण की नींव के रूप में इसकी क्षमता का परीक्षण करने के लिए, टीम ने पहले बीटीओ नैनोकणों के साथ एम्बेडेड डिस्क का उपयोग करके उन्हें उजागर किया। स्ट्रेप्टोकोकस म्यूटेंटजीवाणु बायोफिल्म का प्राथमिक घटक जो दांतों की सड़न का कारण बनता है, जिसे आमतौर पर पट्टिका के रूप में जाना जाता है। उन्होंने पाया कि डिस्क ने खुराक पर निर्भर बायोफिल्म निर्माण का विरोध किया। बीटीओ की उच्च सांद्रता वाली डिस्क बायोफिल्म के बंधन को रोकने में बेहतर होती हैं।

हालांकि पिछले अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि बीटीओ फोटो-कैटेलिटिक या इलेक्ट्रोपोलराइजिंग प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पन्न प्रतिक्रिया ऑक्सीजन प्रजातियों का उपयोग करके बैक्टीरिया को पूरी तरह से मार सकती है, ह्वांग और सहकर्मी अल्पकालिक प्रभावकारिता और गैर-लक्षित प्रभावों के कारण इस तक नहीं पहुंचते हैं। इसके बजाए, सामग्री एक बढ़ी हुई नकारात्मक सतह चार्ज बनाती है जो नकारात्मक चार्ज बैक्टीरिया की सेल दीवारों को अवरुद्ध करती है। शोधकर्ताओं का कहना है कि यह विकर्षक प्रभाव लंबे समय तक रह सकता है।

ह्वांग कहते हैं, “हमें एक प्रत्यारोपण की आवश्यकता है जो लंबे समय तक बैक्टीरिया के विकास का प्रतिरोध करता है क्योंकि जीवाणु चुनौतियां एक बार का खतरा नहीं हैं।”

सामग्री की विद्युत उत्पादन संपत्ति टिकाऊ है और समय के साथ परीक्षण के दौरान सामग्री का रिसाव नहीं करती है। इसने दंत अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली अन्य सामग्रियों की तुलना में यांत्रिक शक्ति की डिग्री का भी प्रदर्शन किया।

अंत में, शोधकर्ताओं के प्रयोग इस विचार का समर्थन करते हैं कि यह पदार्थ सामान्य मसूड़े के ऊतकों के लिए हानिकारक नहीं है और इसका उपयोग मुंह पर प्रतिकूल प्रभाव के बिना किया जा सकता है।

यह तकनीक QED प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट प्रोजेक्ट, सेंटर फॉर साइंस एक्सेलेरेशन रिसर्च प्रोजेक्ट में अंतिम प्रतियोगी है। 12 फाइनलिस्ट में से एक के रूप में, ह्वांग और उनके सहयोगियों को व्यावसायीकरण विशेषज्ञों से मार्गदर्शन प्राप्त होगा। यदि परियोजना तीन फाइनलिस्ट में से एक होने के लिए आगे बढ़ती है, तो टीम को $ 200,000 तक की धनराशि प्राप्त होगी।

भविष्य के काम में, टीम “स्मार्ट” दंत प्रत्यारोपण प्रणाली को परिष्कृत करना जारी रखेगी, नई सामग्री प्रकारों का परीक्षण करेगी और इम्प्लांट घटकों के प्रत्येक पक्ष में असममित गुणों को लागू करेगी, मसूड़ों के सामने वाले हिस्से पर ऊतक एकीकरण को बढ़ावा देगी। यह मुंह के बाकी हिस्सों का सामना करने वाले पक्ष पर बैक्टीरिया के गठन का प्रतिरोध करता है।

ह्वांग कहते हैं, “हम इम्प्लांट सिस्टम में और सुधार की उम्मीद करते हैं और अंततः इसे व्यावसायीकरण देखते हैं ताकि इसे दंत उद्योग में इस्तेमाल किया जा सके।”

जिल हुआंग पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में रिस्टोरेटिव डेंटिस्ट्री और प्रिवेंटिव एंड रिकंस्ट्रक्टिव साइंस विभाग में सहायक प्रोफेसर हैं।

कागज में ह्वांग के सह-लेखक बेन डेंटिस्ट्री के अतुल डाहल और यू झांग और टेम्पल यूनिवर्सिटी के सैमुल इस्लाम, मूनजुल पार्क और अल्बर्ट किम हैं।

इस शोध को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ डेंटिस्ट्री एंड क्रानियोफेशियल रिसर्च (अनुदान DE027970) और नेशनल साइंस फाउंडेशन (अनुदान 2029077) द्वारा समर्थित किया गया था। यह आंशिक रूप से पेन सिंह सेंटर फॉर नैनोटेक्नोलॉजी में किया गया था, जिसे ग्रैंड एनएनसीआई-1542153 के तहत एनएसएफ नेशनल नैनोटेक्नोलॉजी इंटीग्रेटेड इंफ्रास्ट्रक्चर प्रोजेक्ट द्वारा समर्थित है।

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