نانوتکنولوژی در دندانپزشکی

مقدمه:

آنچه نمی‌توانم خلق کنم را درک نمی‌کنم.
ریچارد فیلیپ فاینمن

نانوتکنولوژی ورد زبان همگان است
روزنامه‌ی داروسازی المان

از زمان مرگ ریچارد فیلیپ فاینمن، که به نوعی پدر نانوتکنولوژی محسوب می‌شود، نانوتکنولوژی از حالت «علمی تخیلی» به امری واقعی و عینی تبدیل شده است. بسیاری از مفاهیمی که فاینمن رویای آن را در سر داشت به حقیقت پیوسته‌اند. امروزه نانوتکنولوژی ردپایی عمده در تمام زمینه‌های علوم، مهندسی، فناوری بر جای گذاشته است و پزشکی و دندانپزشکی نیز از این امر مستثنی نیستند.

چرا این اتفاق افتاده است؟ این به این دلیل که نانو مواد و دستگاه‌های نانو دارای خواصی هستند که قبلاً غیر قابل دسترسی بودند و راه‌حل‌هایی برای مشکلاتی که قبلاً غیرقابل حل بودند در اختیار ما قرار داده‌اند.

کاربردهای نانوتکنولوژی در دندانپزشکی بسیار گسترده است. این کاربردها شامل تشخیص‌های دندانپزشکی، دندانپزشکی پیشگیرانه، مواد دندانی، پروتزهای دندانی، ریشه دندان، دندانپزشکی غیر تهاجمی و دندانپزشکی زیبایی، پریودنتیکس، ایمپلنتولوژی و دندانپزشکی ترمیمی و محصولات نانو هستند، البته محدود به این موارد نمی‌شوند. ضمناً نانوتکنولوژی دایره‌ی استفاده‌ی گسترده‌ای در تجهیزات مورد استفاده دندانپزشکان از جمله واحدهای لایت کیور LED، محافظت از بافت‌های سخت دندانی در برابر مواد غذایی حاوی اسید و ترسیم پروفایل مواد دندانی و بافت‌های سخت دندانی و بسیاری حوزه‌های دیگر دارند.

بدیهی است که بررسی دقیق همه این حوزه‌های گسترده و متنوع در خلال یک مقاله منطقی نخواهد بود. علاوه بر این، تا جایی که ما می‌دانیم، هیچ بررسی فعلی متمرکز بر نانو مواد در دندانپزشکی صورت نگرفته است. بنابراین ما در این بررسی بر روی نانوساختارها و نانو مواد مرتبط با مواد دندانی تمرکز خواهیم کرد.

در پنج سال گذشته تا پایان آوریل 2020، ده مجله برتر رتبه بندی شده بر اساس ضریب تاثیر (2018) در دسته‌بندی‌های دندانپزشکی، جراحی دهان و پزشکی در مجموع 6936 مقاله منتشر کرده بودند. از این تعداد، 146 نشریه کلمه «نانو» و مشتقات آن را در عنوان مقاله و 415 نشریه «نانو» و مشتقاتش را به عنوان موضوع مقاله داشته‌اند. تعداد استناد به مقالات در این مجلات در دوره زمانی مشابه با موضوع نانو با شیبی سریع از 55 مورد در سال 2016 به 1461 در سال 2019 افزایش یافت. مجله Dental Materials در پنج سال گذشته تا پایان آوریل 2020، تعداد 859 مقاله منتشر کرد که 78 مورد آن در عنوان خود کلمه نانو و 188 مورد در موضوع نانو هستند. علاوه بر این، بررسی‌های ما نشان داد که در بین ده مجله برتر در حوزه‌ی دندانپزشکی، جراحی دهان و پزشکی، Dental Materials با اختلاف بیشترین عنوان و موضوع مرتبط با نانو را در مقالات خود دارد.

در این مقالات Dental Materials، موضوعاتی که اغلب مورد بررسی قرار می‌گیرند (نانو مواد دندانی) به ترتیب عبارتند از: نانوکامپوزیت‌ها، نانوذرات/نانوتیوب‌ها/نانوالیاف از جمله نانوذرات نقره، مواد ضد میکروبی، کانی‌سازی (زیستی) و کوتینگ. بنابراین، ما در این مقاله به این موضوعات خواهیم پرداخت.

نانو و فناوری نانو چیست؟

کلمه یونانی Nanos به معنای کوتوله است. در علم، نانو به یک میلیاردم اشاره دارد که آنرا با ضریب 10-9 نشان می‌دهند. از آنجایی که تصور چنین عددی کمی برای مغز انسان دشوار است، مثال‌هایی برای درک مقیاس نانو خواهیم زد. به عنوان مثال، نسبت یک متر (m) به یک نانومتر (nm) تقریباً برابر است با نسبت قطر سیاره زمین و قطر یک فندق. یک نانومتر تقریباً طولی است که یک ناخن انگشت در یک ثانیه رشد می‌کند.

یک تعریف کلی از نانو ماده بودن ماده این است که در یک بعد کوچکتر از 100 نانومتر باشد. این تعریف بر اساس ساختار ماده است. یک تعریف دقیق‌تر، علاوه بر تعریف مبتنی بر ساختار، خواص نانو مواد را نیز در نظر می‌گیرد، به عنوان مثال، نانو ماده دارای خواصی است که ویژه‌ی کوچک بودن ماده است. این تعریفی مناسب حال دانشمندان مواد است، زیرا هدف آنها توسعه روابط ساختاری خواص مواد است. یک مثال مهم مربوط به استفاده از نانو مواد در دندانپزشکی، نانوذرات موجود در کامپوزیت‌های دندانی نانوفیل هستند. اگرچه نانو مواد مصنوعی مواد پیشرفته و مدرنی هستند، اما باید توجه داشت که طبیعت زنده میلیاردها سال است که نانو مواد طبیعی را توسعه داده و از آنها استفاده می‌کند. به عنوان مثال، پروتئین‌های موجود در جریان خون ما نانو مواد زنده هستند.

نانوتکنولوژی را می‌توان به عنوان نوعی فناوری تعریف کرد که با ساختارهای کوچک یا مواد با اندازه کوچک سروکار دارد. نانوساختارها یا مواد با اندازه نانو را می‌توان با دو استراتژی مختلف ایجاد کرد. استراتژی از کل به جزء به طور معمول با مواد حجیم بسیار بزرگتر از نانو شروع شده و سپس از نیروهای اعمال شده خارجی (مکانیکی یا غیره) برای تجزیه مواد، به عنوان مثال به نانوذرات استفاده می‌کند. استراتژی از جزء به کل که اساسا توسط فاینمن پیشنهاد شده است، مواد یا ساختارها را اتم به اتم یا مولکول به مولکول باهم تجمیع می‌کند تا نتیجه مطلوب حاصل شود، اگرچه – با توجه به بزرگی عدد آووگادرو – چنین فرآیندی باید به شکلی شدیداً موازی پیش رود. یک مثال مرتبط برای نانوساختارهایی که ممکن است در دندانپزشکی مفید باشند، سطوح تیتانیوم نانوساختاری ایمپلنت‌ها هستند که در آنها نانوساختارها بدون استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها اثر ضد میکروبی دارند.

اگرچه علم و فناوری نانو یکی از سریع‌ترین حوزه‌های در حال رشد در علم و فناوری هستند و به خودی خود شایان توجه هستند، «نانو» همیشه به معنای «بهتر» بودن نیست. گاهی اوقات، واژه نانو برای فروش بیشتر محصولات دندانپزشکی، بدون شواهد بالینی کافی مبنی بر اینکه نانو شده‌ی یک ماده از ماده‌ی مشابه غیر نانوی آن محصول بهتر است استفاده می‌شود. بهرحال به نظر می رسد که «نانو» می‌فروشد.

فیزیک و شیمی پایه نانو مواد

مواد در مقیاس نانو، به عنوان مثال نانو موادها دارای خواص منحصر به فردی هستند. این خصوصیات هم ماهیت فیزیکی و هم ماهیت شیمیایی دارند. نانو مواد که اغلب به آنها نانوساختار نیز گفته می‌شود، ممکن است بر اساس ابعادشان طبقه بندی شوند. نانوساختارهای صفر بعدی، نانوذرات بوده و نانوساختارهای تک بعدی، نانوسیم‌ها و نانومیله‌ها هستند. ضمناً فیلم‌های نازک نانوساختارهای دو بعدی هستند. همه این ساختارها تعریف نانو مواد یا نانوساختار ذکر شده در بالا را برآورده می‌کنند یعنی در یک بعد کوچکتر از 100 نانومتر هستند. همانطور که در زیر توضیح داده خواهد شد، نانوذرات در انواع مختلف، نانو موادهای مهمی در دندانپزشکی هستند، از این رو در این کار بر روی آنها تمرکز می‌کنیم.

یکی از بارزترین ویژگی‌های نانو موادی مانند نانوذرات، نسبت زیاد بین سطح و حجم آنها است. شعاع اتم‌ها تقریباً بین 0.30 نانومتر تا 3.00 نانومتر است. اگر نانوذره‌ای با قطر چند نانومتر در نظر بگیریم، به این معنی است که همه اتم‌ها یا در سطح نانوذره هستند یا در چند فاصله اتمی از سطح درون ذره، بسته به اندازه اتم‌ها و اندازه نانوذره است. به عنوان مثال، برای یک مکعب آهنی با طول لبه 1 نانومتر، هر اتم تشکیل دهنده این مکعب یک اتم سطحی است.

در صورتی که نوع سلول واحد ماده و ثابت شبکه آن مشخص باشد و با فرض شکل کروی نانوذره، تعداد اتم‌هایی که یک نانوذره با اندازه معین را تشکیل می‌دهند، با دقت خوبی با استفاده از محاسبات ساده قابل محاسبه خواهد بود. فرض اخیر با توجه به نیروهای حاصل از انرژی سطحی، واقعی خواهد بود. در یک ماده حجیم، همه اتم‌ها با همسایگان خود پیوند دارند. با این حال، اتم‌های سطحی همسایگان نزدیکِ کمتری دارند و بنابراین پیوندهای معلق یا تامین نشده خواهند داشت. فقدان شرکای پیوندی برای اتم های سطحی منجر به یک نیروی هدایت شده به سمت داخل به سمت مرکز ذره و تغییر ثابت‌های شبکه (ریلکسیشن) یا حتی نوع شبکه (ریکانستراکشن) خواد شد. اگر این اتم‌های سطحی بخشی از یک نانوذره باشند، این امر به طور قابل توجهی بر خواص فیزیکی کل ذره تأثیر خواهد گذاشت.

در نتیجهِ وجود پیوندهای تامین نشده در سطح نانوذره، اتم های سطح دارای انرژی اضافی به نام انرژی سطحی یا انرژی آزاد سطحی یا کشش سطحی هستند. انرژی سطحی به این شکل است:

(1) γ= (∂G/∂A)

که در آن G انرژی آزاد گیبس و A مساحت سطح است. این انرژی، انرژی لازم برای ایجاد یک واحد سطح «جدید» است. برای ایجاد یک سطح جدید، پیوندها باید شکسته شوند، که این کار نیاز به انرژی دارد. این ملاحظات نشان می‌دهند که نه تنها اطلاع از سطح هندسی برای پی بردن به ویژگی های منحصر به فرد نانوذرات مهم است، بلکه حجم ذرات تحت تأثیر سطح نیز مهم هستند. گاهی اوقات به این سطح سطح فیزیکی می‌گویند. اندازه نانوذرات یا به شکل دقیق‌تر انحنای آنها بر پتانسیل شیمیایی آنها تأثیر می‌گذارد، که این پتانسیل شیمیایی اساساً نیروی محرکه‌ی ماده برای واکنش با ماده دیگر، برای تغییرات فاز یا انتشار است. تغییر پتانسیل شیمیایی سطح از اتم‌های یک سطح صاف به یک نانوذره با شعاع ذره نسبت معکوس دارد:

(2) Δμ = 2γΩ/R

که در آن Ω حجم اتمی و R شعاع ذره است. بنابراین، نانوذرات پتانسیل شیمیایی زیادی دارند که منجر به واکنش‌پذیری شیمیایی بالای این ذرات و انتشار اتمی بالای این ذرات می‌شود. در نتیجه، برای دو ذره در یک حلال با R1 >> R2، ذره بزرگتر به هزینه‌ی ذره کوچکتر از طریق انتشار رشد پیدا می‌کند. به این حالت رسیدگی استوالد می‌گویند.

پدیده های فیزیکی و شیمیایی ذکر شده در بالا چندین پیامد مهم برای خواص مواد نانومقیاس و سنتز آنها دارند. نانوذرات به منظور کاهش انرژی سطحی خود تمایل به تجمع دارند و در نتیجه خواص منحصر به فرد خود را از دست می‌دهند یا این خواضشان تغییر خواهد کرد. این موضوع در هنگام تولید یا کار با نانوذرات، به عنوان مثال در حین تولید کامپوزیت های دندانی پر شده با نانوذرات، تولید اشکال خواهد کرد.

در طی زینترینگ سرامیک‌های مبتنی بر نانوذرات، رسیدگی استوالد ممکن است منجر به رشد دانه‌های نامطلوب و ریزساختار ناهمگن شود که منجر به خواص مکانیکی ضعیف‌تر سرامیک خواهد شد. این برای تولید سرامیک‌های دندانی با استحکام بالا باید مورد توجه قرار گیرد. سرامیک‌های مبتنی بر نانوذرات بر اساس محتوای انرژی سطحی بالای خود، ممکن است دمای زینترینگ کمتری نسبت به همتایان مبتنی بر ذرات درشت داشته باشند. این زمانی باید محل توجه قرار گیرد که ثبات ابعادی مهم باشد.

انرژی سطحی همچنین مسئول تغییر شدید سایر خواص فیزیکی نانوذرات در مقایسه با مواد حجیم است. به عنوان مثال، طلای فله دارای نقطه ذوب 1064 درجه سانتیگراد است. با این حال، دمای ذوب نانوذرات طلا برای اندازه ذرات کمتر از 1.4 نانومتر، کمتر از دمای اتاق است. برای نانوذرات طلا بزرگتر از 15 نانومتر، نقطه ذوب تقریباً برابر با نقطه ذوب مواد حجیم است. از آنجایی که نانوذرات بسیار کوچکتر از طول موج نور هستند، وقتی در محیط شفاف پراکنده می‌شوند، موجب پراکنش نور نمی‌شوند.

سنتز، تثبیت و پردازش نانو مواد

چالش اصلی در فناوری نانو، سنتز کنترل شده و هدفمند نانو مواد و نانوساختارها است. روش‌های سنتز نانو مواد بسیار گسترده است و به عوامل متعددی مانند تعداد بعدهای مواد ایجاد شده (0D (صفر بعدی)، 1D، 2D، 3D) و کلاس مواد تولید شده بستگی دارد.

پرکاربردترین نوع نانو مواد در دندانپزشکی و مورد استفاده در نانو مواد دندانی، نانوذرات صفر بعدی هستند. بنابراین، ما در این بخش بر روی سنتز نانوذرات تمرکز می‌کنیم. کلمه لاتین «پارس» به معنای بخش است. نانوذرات را می‌توان با هر دو روش کل به جزء و جزء به کل ایجاد کرد. علاوه بر این، روش‌های سنتز نانوذرات به طبقه موادی که ذره به آن تعلق دارد بستگی دارد یعنی فلز، سرامیک یا پلیمر. نانوذرات را می‌توان از طریق فاز جامد، مایع یا گاز سنتز کرد. بسته به روش سنتز، نانوذرات دارای شکل نامنظم یا منظم و توزیع اندازه ذرات گسترده یا محدود هستند.

رویکرد کلاسیک کل به جزء برای ایجاد نانوذرات سرامیکی، آسیاب بسیار ریز یا آسیاب کلوئیدی است. بال میل‌ها از فولاد یا دیگر گوی‌های چرخان در یک استوانه توخالی برای خرد کردن مواد در اثر ضربه و ساییدگی استفاده می‌کنند. یک حلقه و بال میل از دو نوع حلقه تشکیل شده که توسط یک سری گلوله‌های بزرگ مانند یک یاتاقان رانشی از هم جدا شده‌اند و مواد بین دو ذره را خرد می‌کنند. آسیاب سایشی به طور مکانیکی اندازه ذرات جامد را با هم زدن شدید دوغاب مواد آسیاب شده و محیط‌های حاوی مواد آسیاب درشت کاهش می‌دهد. این آسیاب‌ها اغلب برای ایجاد نانوذرات سرامیکی با اندازه‌های کمتر از چند ده نانومتر استفاده می‌شوند.

عوامل فیزیکی و تکنولوژیکی کوچکترین اندازه ذراتی که می‌توان با آسیاب کردن مواد به شکل کل به جزء بدست آورد را محدود می‌کنند. اولاً، هرچه ذرات کوچکتر باشند، قوی‌تر خواهند بود. این به این دلیل است که ذرات کوچک‌تر تک بلور هستند و یا معمولاً نقص‌های کمتری مانند مرز-دانه نسبت به ذرات بزرگ‌تر دارند. این امر خرد کردن ذرات به اندازه‌های کوچکتر از چند ده نانومتر را دشوارتر می‌کند. محدودیت دوم آسیاب کردن، ویژگی‌های بال میل‌ها است یعنی حجم فعال (خردکننده) آنها، مدول یانگ و انرژی جنبشی بال میل‌ها (شکل 1). به عنوان یک قاعده کلی، نسبت قطر گلوله‌های آسیاب و ذرات 1000:1 است، یعنی برای بدست آوردن ذرات 100 نانومتری، قطر گلوله‌های آسیاب باید 100 میکرومتر باشد.

شکل 1 – اصل خرد کردن ذرات در بال میل. گلوله‌های آسیاب بزرگ ذرات را در حجم فعال خود خرد می‌کنند (منطقه سایه‌دار بین بال میل‌ها).

رویکردهای جزء به کل برای ایجاد نانوذرات از تغییرات تعادل ترمودینامیکی برای القای تبدیل فاز مواد استفاده می‌کنند. نقطه شروع برای این کار می‌تواند محلول‌های غیراشباع غیرتعادلی (مرحله 1) باشد که در آن هسته‌ها تشکیل می‌شوند (مرحله 2) و سپس به ذرات تبدیل می‌شوند (مرحله 3). آنو-ذرات را می‌توان از طریق هسته‌زایی ناهمگن یا همگن به دست آورد. نانوذرات در صورتی تشکیل می‌شوند که تعداد هسته‌ها زیاد باشد و رشد آن با هدف به دست آوردن نانوذرات با توزیع اندازه باریک محدود شده باشد. این را می‌توان به عنوان مثال با فوق اشباع‌سازی قوی، محدود کردن انتشار، فوق خنک‌سازی، غلظت پایین و افزایش ویسکوزیته انجام داد.

نانوذرات فلزی در پراکندگی‌های کلوئیدی فلزی معمولاً از طریق احیای کمپلکس‌های فلزی در محلول‌های رقیق تحت شرایط واکنش احیای کنترل‌شده ساخته می‌شوند. مواد دندانپزشکی به دلیل خاصیت ضد میکروبی خود، اغلب از نانوذرات نقره استفاده می‌کنند. کاتیون‌های فلزی مانند نقره در دوز کافی اثر مخربی برای سلول های زنده دارند. اثر ضد میکروبی این یون‌ها بر اساس آسیب دیواره سلولی و غشای سلولی، اکسیداسیون پروتئین‌ها و لیپیدها و برهم زدن پیوند هیدروژنی بین سویه‌های DNA است. از آنجایی که نقره تمایل زیادی به اکسید شدن دارد و نانوذرات نسبت سطح به حجم زیادی دارند، نانوذرات نقره ممکن است حاوی اکسید نقره‌ی بالایی باشند. نانوذرات نقره معمولاً از طریق روش‌های شیمی مرطوب از کمپلکس‌های نیتران نقره در حضور یک عامل کاهنده ساخته می‌شوند.

سازندگان کامپوزیت‌های دندانی از روش‌های مختلفی برای تولید نانوفیلرها برای کامپوزیت‌های نانوفیل خود استفاده می‌کنند و روش کار خود را به شکلی بسیار محدود افشاء می‌سازند.میکروفیلرهای کامپوزیت‌های دندانی گاهی اوقات توده‌ای از نانوذرات هستند. برخی از تولیدکنندگان کامپوزیت دندان بسیاری از ذرات فیلر خود را با فرآیند سل-ژل تولید می‌کنند. فرآیند سل-ژل برای تولید نانوذرات اکسید فلزی مانند اکسید سیلیکون، اکسید زیرکونیوم یا پلیمرهای هیبریدی از پراکندگی‌های کلوئیدی مناسب است. ذراتی که از پیش‌سازهای مایع مولکولی کوچک ساخته می‌شوند به نام sol (برگرفته از واژه‌ی سولوشن به معنای محلول) مشهورند. نانوذرات از طریق واکنش‌های هیدرولیز تشکیل می‌شوند. ذرات رشد می‌کنند و در محلول تجمع می‌یابند و این منجر به افزایش ویسکوزیته سل شده و متعاقباً یک ژل (جامد ویسکوالاستیک) تشکیل می‌دهند. سپس ژل‌ها خشک شده و کارهای بیشتری مثل تمپرینگ و یا زینترینگ روی آنها انجام می‌شود.

فرآیند زینترینگ ممکن است برای تولید نانوذرات آگلومره شده آزاد، به عنوان مثال، نانوخوشه‌ها اصلاح شود. چنین نانوخوشه‌هایی مانند ذرات متراکم شده موجود در سایر کامپوزیت‌ها جهت افزایش بارگذاری فیلر عمل می‌کنند. ادعا می‌شود که کامپوزیت به دست آمده در این حال دارای استحکام و مقاومت در برابر سایش بالا با خواص حفظ پولیش و خواص نوری بهبود یافته‌ی قابل توجه است.

تولیدکنندگان دیگری از نانوفیلر‌های بسیار پراکنده و غیر انباشته استفاده می‌کنند که هدف آن پراکندگی همگن و خیس‌کردن کامل رزین ذرات فیلر در اندازه نانو است تا به این شکل خواص زیبایی‌شناختی و مکانیکی کامپوزیت‌ها را بهبود بخشند. به عنوان مثال، نانوذرات سرامیکی اصلاح شده ارگانیک را می‌توان از طریق واکنش های هیدرولیز و تراکم کنترل‌شده تولید کرد. طبق بررسی به عمل آمده با پراش اشعه ایکس اندازه ذرات نانوسرامیک 2.3 نانومتر است.

نانوذرات پلیمری از جمله نانوکره‌ها و نانوکپسول‌ها اغلب برای اهداف دارورسانی استفاده می‌شوند. آنها اغلب حاوی مواد دارویی فعال در هر ذره هستند یا مواد درشت مولکولی جذب شده روی سطح خود دارند. تهیه نانوذرات پلیمری را می‌توان به دو روش حاصل کرد: روش دو مرحله‌ای و روش یک مرحله‌ای.

نانوذرات پلیمری را می‌توان با روش‌های مبتنی بر پلیمریزاسیون مانند پلیمریزاسیون امولسیونی، پلیمریزاسیون پراکندگی یا کمپلکس‌سازی سطحی یا با روش‌های مشارکت پلیمری مانند امولسیون تکی/جفتی، جابه‌جایی حلال یا افزودن نمک های غیر آلی تهیه کرد.

داروها را می‌توان در حین آماده‌سازی نانوذرات یا پس از آن به ماده افزود. پلیمرهای معمولی مورد استفاده برای نانوذرات پلیمرهای کیتوزان، پلی آکریل آمید، پلی آکریلات و پلی استرها هستند.

به منظور آزادسازی داروهای نانوذرات به بدن انسان، اغلب از نانوذرات پلیمری زیست تخریب‌پذیر استفاده می‌شود. دارورسانی مبتنی بر نانوذرات پلیمری دارای مزایای متعددی در مقایسه با کاربرد معمولی دارو است، مانند هدف‌گیری بافت‌ها و سلول‌های خاص از طریق اختصاصی کردن لیگاند، جذب نانوذرات پلیمری در سلول‌ها، کاهش دوز مورد نیاز، کاهش اثرات سمی، رهایش پایدار دارو در هدف، و افزایش پتانسیل درمانی داروها. با این وجود، برای دستیابی به تمام این مزایا، باید بر چندین مانع عمده مانند تجمع ذرات یا کنترل سینتیک رهاسازی غلبه شود.
معایب نانوذرات پلیمری برای دارورسانی شامل هزینه‌های نسبتاً بالای تولید، چالش کنترل سینتیک رهاسازی و تمایل نانوذرات پلیمری به آگلومره است.

در هنگام پردازش و کار با نانوذرات، آگلومراسیون (متراکم شدن) چالش اصلی است. برای حفظ خواص منحصر به فرد نانوذرات باید از این امر اجتناب کرد یا آن را کاهش داد. دو استراتژی اصلی برای تثبیت نانوذرات در حالت تعلیق، تثبیت الکترواستاتیکی و تثبیت فضایی یا ترکیبی از هر دو است.

در تثبیت الکترواستاتیکی، نیروهای جاذبه بین نانوذرات توسط نیروهای دافعه کولن متعادل می‌شوند. به عنوان مثال، این امر با اتصال بارهای سطحی منفی روی نانوذرات از طریق جذب یونی یا ایجاد یک لایه استرن انجام می‌شود.

تثبیت فضایی مبتنی بر زنجیره های پلیمری کوتاه متعددی است که بر روی سطح نانوذرات جذب شده‌اند. اگر نانوذرات متقابلاً به هم نزدیک شوند، بخش‌های پلیمری سطحی ذرات مختلف نیز نزدیک‌تر خواهند شد و آزادی حرکت کمتری دارند. این باعث کاهش آنتروپی (ΔS <0) می‌شود که به نوبه‌ی خود انرژی آزاد گیبس را افزایش می‌دهد. در نتیجه‌ی این جریمه ترمودینامیکی ذرات آگلومره نمی‌شوند. اگر برهمکنش زنجیره‌های پلیمری با محیط اطراف (مثلاً آب) قوی‌تر از برهم‌کنش بین مولکول‌های پلیمر باشد، آنتالپی به عدم تجمع نانوذرات کمک می‌کند.

همانطور که در بالا ذکر شد، رایج ترین کاربرد نانوذرات در دندانپزشکی استفاده از آنها در کامپوزیت‌های دندانی است. پراکندگی نانوذرات در یک زمینه پلیمری به دلیل برهمکنش‌های آنتروپیک نامطلوب بین ماتریس و نانوذرات، ذاتاً چالش برانگیز است. با این حال، ساده‌ترین راه برای ایجاد یک کامپوزیت رزین با ترکیب نانوذرات گسسته (غیرآگلومره) شروع با مخلوط مونومر پر نشده است. به مخلوط مونومر مایع ممکن است تا 30% حجم/حجم نانوفیلر غیر آگلومره اضافه شود، بدون اینکه ویسکوزیته‌ی سیستم افزایش شدیدی پیدا کند. سپس این مخلوط مونومر حاوی نانو را می‌توان با ذرات بزرگتر در محدوده اندازه میکرون و زیر میکرون مخلوط کرد تا یک خمیر نانو هیبریدی تشکیل شود. از آنجایی که کامپوزیت‌های شدیداً پر شده فقط حاوی حدود 20% حجم/حجم مونومر هستند، نسبت نهایی نانو-فیلر در کامپوزیت ممکن است 6 تا 8 درصد باشد. با این وجود، مزیت ساختاری نانوذرات در یک نانو هیبرید این است که می‌توانند بین فضاهای باقی‌مانده (زمانی که ذرات بزرگ‌تر در تماس مستقیم هستند) قرار بگیرند. علاوه بر این، آنها در کاهش محتوای مونومر مطلق موثر بوده و در نتیجه شدت خواصی مانند انقباض پلیمریزاسیون که می‌توانند پیامدهای نامطلوبی داشته باشد را کاهش می‌دهند. برخی از تولیدکنندگان نانوذرات (aerosil SiO2) را اضافه می‌کنند تا ذرات بزرگتر را در رزین معلق نگه دارند و این ذرات ته‌نشین نشوند.

روش‌های دیگر پراکندگی نانوذرات در کامپوزیت‌های ماتریس پلیمری شامل روش‌های شیمیایی مانند مسیرهای سل-ژل، بهبود سطحی و عامل‌سازی‌هایی مانند پیوند زنجیره‌های پلیمری بر روی سطح فیلر نانوذرات هستند. برس‌های پلیمری متراکم می‌توانند منجر به ایجاد پراکندگی خوبی از نانوذرات در ماتریس‌های پلیمری (کیور نشده) شوند (زمانی که طول زنجیره های پیوند شده با مولکول های ماتریس قابل مقایسه باشند).

نانوذرات را می‌توان با استفاده از روش‌های مکانیکی مانند آسیاب با کارایی بالا در ماتریس‌های پلیمری پراکنده کرد. یک آسیاب سه رول (کلندری) نیروهای برشی بالایی را به آگلومره های ذرات در ماتریس های پلیمری اعمال می‌کند تا آنها را با کلندرینگ تجزیه کند. علاوه بر این، فراصوت، هم زدن با نیروهای برشی بالا یا آسیاب سایشی برای شکستن آگلومره های نانوذرات در تهیه نانوکامپوزیت های مبتنی بر پلیمر مفید هستند.

نانوذرات و خوشه‌های نانوذرات به‌دست‌آمده را می‌توان در آسیاب‌ها با حلال‌ها و رزین‌های فعال مخلوط کرد تا پراکندگی سیال با ذرات به خوبی پراکنده تشکیل گردد. متعاقباً، سوسپانسیون به یک گرانولاتور اسپری منتقل می‌شود که در آن قطرات کوچکی تشکیل می‌شوند که، حلال در طی عملیات حرارتی تبخیر شده و در نتیجه کره‌های ذرات رزینی با توزیع اندازه باریک ایجاد می‌شوند. سپس کره‌ها کیور شده و فیلرهای کامل شده برای کامپوزیت‌ها تولید می‌شوند.

نانو مواد معمول در دندانپزشکی

همانطور که در بالا ذکر شد، بررسی مقالات ما در مجله Dental Materials نشان داد که بیشترین موضوعاتی که در نانو مواد دندانپزشکی مطرح می‌شوند، به ترتیب عبارتند از: نانوذرات/نانوتیوب/نانوالیاف و از جمله نانوذرات نقره، نانو مواد ضد میکروبی، (بیو-)نانوکانی‌‎ساز‌ها و نانوکوتینگ.

نانوکامپوزیت‌های دندانی و نانوذرات دندانی

کاربرد اصلی نانوذرات در دندانپزشکی استفاده از آنها به عنوان فیلر در نانوکامپوزیت‌ها است. هنگام طراحی یک ماده کامپوزیتی جدید مبتنی بر ذرات، قانون ساده‌ی مخلوط‌ها به ما امکان می‌دهد مدول یانگ یا قدرت ماده را پیش‌بینی کنیم. به عنوان مثال، تحت شرایط ایزواسترین، تنش یک کامپوزیت به این شکل است:

(3) σc=σfVf +σmVm

که σ تنش است، V کسر حجمی و c، f و m به ترتیب کامپوزیت، فیبرها (فیلرها) و ماتریس را نشان می‌دهند. این قانون اساساً بیان می‌کند که استحکام کامپوزیت برابر با میانگین وزنی حجمی توان فیلر و ماتریس است. قانون مخلوط‌ها به ترتیب حدود 130 و 90 سال پیش توسط Voigt و Reuss پدید آمد. مدول یانگ یک کامپوزیت بسته به مدول یانگ فیلر و ماتریس و کسر حجمی آنها، بین حد بالایی و پایین خاصی متغیر است. پیوند سطحی فیلر-ماتریس برای انتقال تنش در کامپوزیت‌های دندانی در این قوانین در نظر گرفته نمی‌شود.

جالب است بدانید که معادلات قانون مخلوط‌ها پارامتر اندازه ذرات را شامل نمی‌شود. با این حال، شرایط مرزی برای قوانین مخلوط ها این است که این قوانین برای کامپوزیتهایی با ذرات فیلر بزرگ اعمال می‌شود. با این حال، تا آنجایی که می‌دانیم، هیچ قانون ساده‌ای درباره مخلوط‌ها برای پیش‌بینی خواص نانوکامپوزیت‌ها وجود ندارد. برای موقعیت‌های پیچیده‌تر از تئوری کشش استفاده می‌شود. فاکتورهای مهم در محاسبه خواص نانوکامپوزیت ها اندازه نانوذرات، شکل آنها و همچنین سازگاری با ماتریس پلیمری هستند.

هنگامی که مزایا یا محدودیت‌های نانوکامپوزیت‌ها را در نظر می‌گیریم، این امر که مقدار واقعی متناسب نانوذرات با اندازه ذرات بزرگ‌تر به ندرت توسط سازندگان افشا می‌شود مشکل ساز خواهد بود. علاوه بر این، «مهندسی معکوس» کَمّی این فرمول‌بندی‌ها از طریق تکنیک‌هایی که اغلب با ذرات فیلر بزرگ‌تر مناسب هستند، مانند آزمایش‌های خاکستر یا آنالیز حرارتی دشوار خواهد بود، مگر اینکه دقت زیادی برای جلوگیری از هدر رفت نانوذرات ریز در فضا انجام شود. مواد اصلی دندانی که ممکن است منحصراً با نانوذرات تقویت شوند، فرمول‌بندی‌های چسب دندانی خاصی دارند. تقریباً همه‌ی «نانوکامپوزیت‌های» ترمیمی در واقع «نانو هیبرید» هستند که حاوی بخش‌های حجمی بسیار بزرگ‌تری از ذرات غیر نانویی زیر میکرون یا میکرون هستند.

از منظر بسته بندی، نانوذرات در ترکیب با ذرات درشت‌تر، چگالی بسته‌بندی نظری بالاتری را فراهم می‌کنند (شکل 2). این نه تنها برای کامپوزیت‌های دندانی، بلکه برای سرامیک‌های دندانی هم اهمیت دارند چون به ایجاد مواد متراکم و سخت با عیب کمتر کمک می‌کند.

مزایای اصلی ادعا شده نانوکامپوزیت‌ها نسبت به سایر مواد کامپوزیت شامل نسبت سطح به حجم بالا است که اجازه‌ی کوچکتر شدن اندازه فیلر و کاهش جداسازی بین ذرات را داده و خواص مکانیکی را افزایش داده و شکل‌پذیری بالا بدون کاهش استحکام، مقاومت در برابر خراش، بهبود خواص نوری (انتقال نور بستگی به اندازه ذرات دارد) و خواص حرارتی بهبود یافته را موجب می‌شود. به ویژه برای نانوکامپوزیت‌های دندانی، ویژگی‌های زیبایی‌شناختی مانند پایداری جلا و جلای بالا و صیقل‌پذیری و سازگاری عالی توسط سازندگان ادعا شده است. با این حال، یک بررسی سیستماتیک منتج از مطالعات آزمایشگاهی، هیچ مدرکی دال بر انتخاب نانوفیل یا کامپوزیت‌های زیر میکرونی نسبت به میکروهیبریدهای سنتی بر اساس میزان صافی سطح و یا جلای بهتر یا به دلیل حفظ ویژگی‌های سطحی پس از چالش‌های سطح دندان پیدا نکرد.

شکل 2 – بسته بندی ذرات با اندازه های مختلف کامپوزیت‌های دندانی و سرامیک‌های دندانی. نانوذرات اجازه می‌یابند تا فضای خالی بین ذرات بزرگ‌تر را پر کنند و در نتیجه چگالی بسته‌بندی ذرات را افزایش دهند.

معایب نانوکامپوزیت‌ها ممکن است شامل کاهش استحکام و عملکرد ضربه ای و کنترل دشوار پراکندگی ذرات باشد.

یک سوال مهم علمی و بالینی این است که آیا نانوکامپوزیت های دندانی دارای خواص مکانیکی مشابه یا برتر در مقایسه با کامپوزیت‌های دندانی معمولی هستند یا خیر.

برای این منظور، بیون و همکارانش بخش غیرآلی سه کامپوزیت نانوفیل و خواص مکانیکی آنها را با چهار کامپوزیت هیبرید یونیورسال (سراسری) و دو کامپوزیت میکروفیل (همگی کامپوزیت‌های تجاری) را باهم مقایسه کردند. باید دقت کرد که از نامگذاری درست (کامپوزیت‌های میکروفیل یا نانوفیل) استفاده شود. بیون و همکارانش دریافتند که کامپوزیت‌های رزین نانوفیل مورد بررسی به جز یک کامپوزیت، مدول‌های الاستیک بالاتری نسبت به کامپوزیت‌های یونیورسال و میکروفیل دارند. کامپوزیت های میکرفیل به شکل بارزی پایین‌ترین خواص مکانیکی را از خود نشان دادند. به نظر می‌رسد استحکام خمشی در این مطالعه یک عامل متمایزکننده نیست. نتیجه‌گیری این بود که کامپوزیت‌های رزینی نانوفیل خواص مکانیکی حداقل به خوبی هیبریدهای یونیورسال نشان می‌دهند و بنابراین می‌توانند برای شرایط بالینی مشابه و همچنین برای ترمیم‌های قدامی به دلیل خواص زیبایی‌شناختی خوب خود مورد استفاده قرار گیرند.

مطالعات دیگر خواص مکانیکی برتر نانوکامپوزیت ها را تایید نکردند. با این حال، مقایسه واقعی بین نانوکامپوزیت‌ها و کامپوزیت‌های معمولی ساده نیست، زیرا محتوای فیلر، هندسه فیلر و سایر تفاوت‌ها در ترکیب باید در تجزیه و تحلیل نتایج در نظر گرفته شوند.

کارابلا و همکارانش خواص کامپوزیت‌های رزین دندانی با ذرات مختلف نانوسیلیس با اندازه ذرات متوسط 40، 20، 16، 14 و 7 نانومتر را مورد مطالعه قرار دادند. آنها دریافتند که کامپوزیت‌های تهیه شده حاوی مقادیر متفاوتی از فیلر سیلیسی هستند، اما با همان مقدار سیلیس سیلانیزه شده و ماتریس آلی، استحکام خمشی و مدول خمشی مشابهی نشان می‌دهند، به جز کامپوزیت با کوچکترین اندازه ذرات فیلر که مدول خمشی کمتری را نشان داد. اگر بتوان این نتایج را تعمیم داد، ممکن است به این معنا باشد که حد پایین‌تری از اندازه ذرات وجود دارد که بر خواص مکانیکی یک کامپوزیت تأثیر می‌گذارد. با این حال، برای پذیرش یا رد این فرضیه، تحقیقات بیشتری در این زمینه ضروری است.

نانوذرات موجود در کامپوزیت‌ها، فراتر از عملکردهای ساختاری و مکانیکی خود به عنوان فیلرهای نانوکامپوزیت، ممکن است اثرات درمانی و یا پیشگیرانه داشته باشند. ژانگ و همکارانش یک کامپوزیت حاوی نانوذرات فسفات کلسیم آمورف ایجاد کردند که ممکن است به مهار طولانی مدت پوسیدگی کمک کند. این کامپوزیت‌های فسفات کلسیم قابل شارژ دارای آزادسازی طولانی مدت و پایدار یون‌های کلسیم و فسفر هستند و به عنوان ترمیم‌های بازدارنده پوسیدگی استفاده می‌شوند. رویکرد شارژ مجدد و آزادسازی مجدد یون‌های کلسیم و فسفر ممکن است کاربرد بیشتری برای کامپوزیت‌ها، چسب‌ها، سمنت‌ها و سیلانت‌های دندانی داشته باشد و به شکل طولانی مدتی مانع از پوسیدگی شود.

نانوذرات نسبت سطح به حجم بالایی دارند که به واکنش‌پذیری آنها کمک می‌کند. این مطلب، همراه با کوچکی آنها، که به نانوذرات اجازه می‌دهد از موانع بیولوژیکی مانند غشای سلولی عبور کنند، آنها را به طور بالقوه زیست خطرناک و سیتوتوکسیک می‌کند. با این وجود، دانش در مورد برهمکنش‌های پیچیده نانوذرات با سیستم‌های بیولوژیکی هنوز تا حد زیادی ناقص است. به نظر می‌رسد اتفاق نظر وجود داشته باشد که، به ویژه، نانوذرات آزاد ممکن است خطرات بالقوه بر سلامتی داشته باشند. با این حال، در کامپوزیت‌ها، نانوذرات در یک ماتریس پلیمری جاسازی شده و بی‌حرکت می‌شوند. بنابراین، خطر ناشی از این ذرات ناچیز به نظر می‌رسد. با این حال، از طریق فرآیندهای ساینده (ساییدگی داخل دهانی، مراحل فینیشینگ / پولیشینگ)، این ذرات ممکن است آزاد شده و وارد سیستم گوارش شوند.

در مورد سمیت چنین نانوذراتی اطلاعات کمی وجود دارد، عمدتاً به این دلیل که داده‌ها و یافته‌های حاصل از مطالعات بر روی بافت زنده و آزمایشگاهی هنوز بسیار محدود هستند.

کامپوزیت‌ها ممکن است حاوی انواع مختلفی از ذرات میکرو و نانو مانند شیشه، سیلیس، تیتانیوم و نقره باشند که بر خواص مکانیکی کامپوزیت، شفافیت رادیویی، زیست سازگاری یا تجهیز کامپوزیت به خواص ضد میکروبی تأثیر گذارد. نانوذرات نقره، روی یا مس حاوی مواد دندانی دارای اثرات ضد میکروبی هستند و بنابراین در زیر در بخش نانو مواد ضد میکروبی دندانی مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

نانو مواد ضد میکروبی دندانی

حفره دهان میزبان چندین نوع میکروارگانیسم است که باعث ایجاد اختلالاتی مانند پوسیدگی، جرم، التهاب لثه یا پریودنتیت می‌شود. روش‌های تهاجمی در حفره دهان که از مواد دندانی استفاده می‌کنند، بویژه مواردی چون ترمیم دندان‌های پوسیده با کامپوزیت‌ها یا قرار دادن ایمپلنت‌ها تحت تأثیر عملکرد میکروبی قرار می‌گیرند. بنابراین منطقی است که مواد دندانی را با خواص ضد میکروبی تجهیز کنیم.

اثر ضد میکروبی نقره احتمالاً از زمانی که بشر روی به ثبت تاریخ آورده شناخته شده بوده است. امروزه نقره یکی از مهمترین عوامل ضد میکروبی گزارش شده در متون علمی است. اثر ضد میکروبی نقره و برخی فلزات دیگر بر اساس اثرات مخرب کاتیون‌های فلزی بر سلول‌های زنده است. نقره منجر به آسیب دیواره سلولی و غشای سلولی و واکنش با بیوماکرومولکول‌های درون سلولی می‌شود. ضد میکروبی‌های مبتنی بر نقره در برابر میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها موثر هستند.

نسبت سطح به حجم بالای نانوذرات نقره نویدبخش افزایش اثربخشی دوز نقره در برابر میکروارگانیسم‌ها است. همراه با ظهور روش‌هایی برای تولید نانوذرات نقره با توزیع اندازه کوچک و همگن و استفاده‌ی گسترده از آنها در حوزه‌های وسیع در دندان‌پزشکی، تعداد مقالاتی که به این موضوع می‌پردازند در ده سال گذشته رو به فزونی گذاشته است.

نانوذرات نقره در نانوکامپوزیت‌ها، کوتینگ ایمپلنت، فرمولاسیون ضد پوسیدگی؛ درمان سرطان دهان و بسیاری موارد دیگر استفاده شده است. نتایج آزمایشگاهی، فعالیت ضد میکروبی عالی نانوذرات نقره را هنگامی که با رزین‌های اکریلیک، کومونومرهای رزین، چسب‌ها، داروهای داخل کانالی و کوتینگ ایمپلنت‌ها برای مبارزه با عفونت‌های میکروبی، به‌ویژه پوسیدگی استفاده می‌شوند، نشان می‌دهد. با این حال، تعداد مطالعاتی که این نتایج آزمایشگاهی مثبت را در موقعیت‌های بالینی تأیید می‌کنند، بسیار کم هستند.

به نظر نمی‌رسد همه‌ی اندازه‌های نانوذرات نقره اثر ضد میکروبی یکسانی داشته باشند. جینجوپالی و همکارانش نشان دادند که نانوذرات نقره در محدوده اندازه 80 تا 100 نانومتر در فعالیت ضد میکروبی نسبت به هیدروکلوئید برگشت ناپذیر در مقایسه با همین ذرات با اندازه‌های کوچکتر برتری دارند.

با وجود اثرات ضد میکروبی اثبات شده نقره و برخی از ترکیبات آن، این ماده دارای معایب متعددی هم هست. اول اینکه نقره برای تمام سلول‌های بدن، و نه تنها برای میکروب‌ها سمی خواهد بود. این مشکل با مشکلات در کنترل دوز نقره تشدید خواهد شد. نانوذرات نقره ممکن است برای رفع مشکل دوز مفید باشند. علاوه بر این، نقره ممکن است منجر به تغییر رنگ مواد یا بافت‌ها شود. اگر مواد دندانپزشکی مبتنی بر نانوذرات نقره بتوانند در موقعیت‌های بالینی با توجه به اثر ضد میکروبی خود مؤثر باشند، زیست سازگاری و زیبایی‌شناسی آنها را هم باید مشخص کرد.

نانوذرات نقره خواص ضد ویروسی نیز از خود نشان می دهند. لو و همکارانش اثر مهاری نانوذرات نقره (اندازه ذرات کمتر از 20 نانومتر)، نانوسیم‌های نقره و کلوئیدهای نقره بر عفونت سلول میزبان ناشی از ویروس کرونا را در شرایط آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار دادند. آنها دریافتند که نانو مواد نقره در پیشگیری از عفونت سلولی ناشی از ویروس کرونا به عنوان یک عامل ویروس کش یا به عنوان یک مهارکننده ورود ویروس موثر هستند. این یافته‌ها ممکن است بینش جدیدی در مورد درمان ضد ویروسی عفونت‌های ویروس کرونا ارائه دهند.

حجتی و همکارانش نشان دادند که کامپوزیت‌های رزین حاوی نانوذرات اکسید روی (ZnO) اثر ضد میکروبی دارند. آزمایش تماس مستقیم نشان داد که با افزایش محتوای نانوذرات، رشد میکروبی استپتوکوکوس موتانس به طور قابل توجهی کاهش یافت. با این حال، افزودن نانوذرات ZnO منجر به کاهش قابل توجه عمق کیور کامپوزیت شد در حالی که برخی از خواص مکانیکی بدون تغییر باقی ماندند و برخی دیگر افزایش یافتند.

مس هم مدتهاست به داشتن اثرات ضد میکروبی شناخته شده است. گوتیرز و همکارانش نانوذرات مس اضافه شده در غلظت‌های مختلف به چسب اچ آندرینس را بررسی کردند و دریافتند که افزودن نانوذرات مس بر چندین ویژگی مکانیکی آزمایش‌شده تأثیری نمی‌گذارد و غلظت‌های بالاتر نانوذرات مس، پیوند بین چسب-عاجی ایجاد می‌کند که در برابر ریزنشت مقاوم‌تر هستند. در این آزمایش نانوذرات مس به طور قابل توجهی فعالیت ضد میکروبی را افزایش دادند.

همانطور که فوجیموری و همکارانش نشان داده‌اند، نانوذرات مس در برابر ویروس‌ها موثر هستند. آنها غیرفعال شدن سویه آنفولانزای A H1N1 همه گیر سال 2009 را توسط نانوذرات یدید مس (I) مشاهده کردند. این موضوع مستلزم درگیر شدن رادیکال‌های هیدروکسیل بوده و منجر به تخریب هماگلوتینین و پروتئین‌های ویروسی می‌شود. همچنین نشان داده شده است که مس در برابر کروناویروس انسانی روی سطوح مواد موثر است.

برای جلوگیری از مشکلات مواد دندانی ضد میکروبی آزاد کننده یون فلزی، جایگزین‌ها به دقت مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این جایگزین‌ها شامل نانوحامل‌ها یا نانوکپسول‌ها، نانوکامپوزیت‌های دندانی حاوی ترکیبی از مونومرهای ضد میکروبی و فسفات کلسیم و غیره هستند.

لی و همکارانش PMMA را با نانوذرات سیلیکا مزوپور بارگذاری کردند. در حالی که این کار ویژگی‌های مکانیکی را تغییر داد، بسته به غلظت افزوده شده، یک اثر ضد چسبندگی علیه کاندیدا آلبیکنس و استرپتوکوکوس اوالیس بدون سمیت سلولی در نانوذرات PMMA مشاهده شد. اثر ضد میکروبی طی دو هفته، به دلیل آزاد شدن آهسته آمفوتریسین B پس از بارگذاری آن در PMMA که با نانوذرات ترکیب شده بود مشاهده شد.

تریکلوزان و نانوکپسول‌های بارگذاری شده با ایندومتاسین توسط گناری و همکارانش با موفقیت در یک سیستم چسب وارد شدند. چنین فیلر‌هایی برای سیستم‌های چسبنده این پتانسیل را دارند که به عنوان سیستم‌های ضد میکروبی و ضد التهابی با عملکرد مداوم عمل کنند. اگرچه تریکلوزان اثرات ضد میکروبی واضحی دارد، استفاده از آن به دلیل اثرات بالقوه منفی بر سلامت انسان مورد بحث قرار گرفته است. با توجه به تعداد محدود مطالعات و در نتیجه وزن محدود شواهد و مدارک، به نظر می‌رسد که در حال حاضر نمی‌توان اظهار نظر قطعی در مورد سمیت تریکلوزان برای انسان ارائه داد.

وانگ و همکارانش یک نانوکامپوزیت زیست فعال برای ترمیم‌های کلاس پنج برای مهار پاتوژن‌های مرتبط با پریودنتیت ایجاد کردند. این نانوکامپوزیت حاوی ترکیبی از مونومرهای ضد میکروبی (دی متیل آمینو هگزادسیل متاکریلات) و نانوذرات کلسیم فسفات آمورف است. این نانوکامپوزیت یک اثر بازدارنده قوی در برابر هر شش گونه پاتوژن مرتبط با پریودنتیت، یعنی پورفیروموناس ژنژیوالیس، پریوتلا اینترمیدیا، پریوتلا نیگرسکنس، آگرگاتی‌باکتر اکتینومیستامکومیتانس، فوسوباکتریوم نوکلیوتوم و انتروکوکوس فائکالیس نشان داد. این کامپوزیت ممکن است در ترمیم‌های کلاس V پتانسیلی برای ترمیم پوسیدگی ریشه و مبارزه با پریودنتیت داشته باشد.

گرافن و اکسید گرافن، نانو مواد کربنی دو بعدی با خواص منحصر به فرد هستند. لی و همکارانش PMMA را با ترکیب اکسید گرافن (nGO) در اندازه نانو ایجاد کردند که منجر به بهبود خواص مکانیکی آن شد. PMMA حاوی nGO اثر ضد چسبندگی در برابر گونه‌های میکروبی (C. albicans، E. coli، S. aureus و S. mutans) در بزاق مصنوعی از خود نشان داد. محققان افزایش آب دوستی را به عنوان مکانیسم احتمالی اثرات ضد میکروبی-چسب nGO-PMMA مطرح می‌کنند. آنها اثرات ضد میکروبی-چسب پایدار را تا 28 روز مشاهده کردند. مزیت این روش این است که هیچ یون فلزی یا آنتی بیوتیک برای اثر ضد میکروبی مورد نیاز نیست. گرافن همچنین ممکن است بر تمایز سلول‌های استخوانی و سایر سلول‌ها از هم تأثیر بگذارد. با این حال، تحقیقات بیشتری برای قطعیت بیشتر در رابطه با این یافته‌ها ضروری است.

اثرات ضد میکروبی بر روی مواد را می‌توان با نانوساختارهای سطحی حاصل کرد. نارندراکومار و همکارانش چسبندگی استرپتوکوک‌های خوراکی را در زمان استفاده از نانوتیوب‌های تیتانیوم مختلف مقایسه کردند. نمونه‌ها شامل نانوتیوب‌های TiO2 تشکیل شده از فویل تیتانیوم آنودیزه با قطر 100، 50 و 15 نانومتر، سطح نانومتخلخل (قطر منافذ 15 نانومتر) و کنترل فشرده TiO2 بود. آنها نشان دادند که چسبندگی با افزایش قطر نانوتیوب افزایش می‌یابد. همچنین بین چسبندگی و محتوای فلوراید سطح همبستگی وجود داشت. آنها نشان دادند که چسبندگی استرپتوکوک‌های خوراکی را می‌توان با موفقیت با آنودیزاسیون تیتانیوم اصلاح کرد.

لودکه و همکارانش چسبندگی اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس به تیتانیوم نانو-زبر ایجاد شده توسط PVD را بررسی کردند. چسبندگی میکروبی تا 55.6 درصد روی تیتانیوم نانو-زبر کاهش یافت. با آماده سازی SEM-FIB با وضوح بالا، آنها نشان دادند که چسبندگی میکروبی اولیه روی سطوح ناهموار نانو از طریق نقاط نانوچسبندگی کنترل می‌شود (شکل 3). چسبندگی دیرهنگام میکروبی روی سطوح نانو زبر توسط ناحیه اتصال بین قله‌های سطحی و میکروب‌ها کنترل شد.

شکل 3 – چسبندگی میکروبی اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس بر روی تیتانیوم نانو-ریز (نانو ماده 2 بعدی). پوشش سطح میکروبی به نانو-زبری و نوع میکروب (نمایش داده شده در سمت چپ) بستگی دارد. چسبندگی میکروب‌ها توسط نانوتماس بین تیتانیوم و میکروب‌ها انجام می‌شود (در مرکز، میکروگراف SEM-FIB نشان داده شده است). علاوه بر نانو-زبری، تراکم قله‌های سطح تیتانیوم نقش مهمی در چسبندگی میکروبی ایفا می‌کند.

این دو کار اخیر به ویژه جالب توجه هستند زیرا اثرات ضد میکروبی تیتانیوم نانوساختار را بر اساس اثرات فیزیکی نشان می‌دهند، اما نه با آزادسازی یون‌های فلزی سمی نقره یا مس که بسیار برای ایمپلنت‌های دندانی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نانو-زیست مینرالیزاسیون

نانوتکنولوژی به جنبه‌های متعددی از مطالعه علمی بافت‌های سخت معدنی کمک کرده است. در مورد بافت‌های دندان، مینا و عاج به یک اندازه مهم هستند و همچنین مسائل مربوط به روت کانال وجود دارد که در آن دمینرالیزاسیون نیز مشکل محسوب می‌شود.

دمینرالیزاسیون مینای دندان در بیرونی‌ترین لایه با ضخامت 1 میکرون، جدای از دخالت باکتری، توسط اسیدهای رژیم غذایی در محدوده pH 2-4، یک مشکل بالینی است که در جامعه گستردگی دارد. این فرآیند انحلال فرسایشی در ابتدا منجر به نرم شدن سطح می‌شود. از آنجایی که در شرایط فیزیولوژیکی طبیعی، دندان‌ها در بزاق مرطوب می‌شوند، ممکن است این انتظار وجود داشته باشد که این غلظت‌های بالای یون‌های کلسیم و فسفات برای القای مینرالیزاسیون مجدد و سخت شدن مجدد کافی باشد. لیپرت و همکارانش این مساله را از طریق AFM تپینگ مود و نانو تورفتگی AFM بر روی نمونه‌های مینای دندانی که در معرض شرایط داخل دهانی برای مینرالیزاسیون مجدد بالقوه به دنبال مشکلات پیشین ناشی از دمینرالیزاسیون قرار داشتند، مورد بررسی قرار دادند. این آزمایش‌های قطعی برخی از کارهای قبلی را تأیید کردند و به این نتیجه رسیدند که مینای نرم شده سطحی قادر به سخت شدن مجدد تحت شرایط تجربی انتخابی نیست.

مطالعاتی مانند این، جستجو برای عوامل نانومقیاس برای رواج یافتن ترمیم و بازسازی مینا را رونق بخشیده است. مشکلی که کریشنان و همکارانش به آن پرداخته اند این است که آسیب مینای دندان همراه با درمان ارتودنسی و جدا شدن براکت، مانند ضایعات لکه سفید، که می‌توانند پیش‌زمینه‌ی ضایعات پوسیدگی باشند، بود. آنها نانو-HAp جایگزین شده با استرانسیوم را از طریق روش هم رسوبی سنتز کردند که کمتر از n-HAp خالص با روش MTT سیتوتوکسیک بود. نانو ذرات سوزنی شکل تمایل به خوشه‌گی داشتند و با TEM و XRD مشخص شدند. سطوح مورد نظر از نظر SEM، EDAX، AFM و میکروسختی بررسی شدند و پیشرفت‌های آماری معنی‌دار در میکروسختی بارز بود.

شیائو و همکارانش در مطالعه‌ای به مساله‌ی مینرالیزاسیون مجدد مینای دندان از طریق نانومجموعه‌های chimaeric با واسطه پپتید کربوکسی متیل کیتوزان که ذرات آمورف نانو-CaPO4 را هدایت می‌کنند، پرداختند. هدف از این کار، تکرار بیومیمتیکی تجمع جهت‌یافته ACP است که توسط آملوژنین در بیومرینالیزاسیون مینای دندان هدایت می‌شود. برای بررسی اثرات مینرالیزاسیون مجدد از روش‌های XRD/SEM/CLSM و نانو تورفتگی استفاده شد. NaOCl به عنوان یک عامل اکسید کننده برای پلیمریزاسیون کیتوزان و کمک به انتقال نانوذرات ACP به آرایه‌های پایدار و سپس کریستال‌ها استفاده شد. این رویکرد پیچیده، با استفاده از پروتکل‌های زیست‌شناسی ترکیبی و نانوتکنولوژی، آشکارا موفق به تشکیل کریستال‌های لعابی شد که عمدتاً عمود بر سطح مینای دندان حکاکی شده با اسید بودند و با سطح بازیابی شده‌ای از عملکرد خواص مکانیکی همراه بودند.

مطالعات اخیر در مورد چالش مینرالیزاسیون مجدد عاج، رویکردهای مختلفی را به کار گرفته‌اند. ویر و همکارانش نانوکامپوزیت‌های حاوی نانوذرات فسفات کلسیم آمورف (nACP) یا nACP و فسفات تترا کلسیم (TTCP) را توسعه دادند. فاز رزین این کامپوزیت‌ها بیسفنول A دی متاکریلات اتوکسیله (EBPADMA) و گلیسرولد متاکریلات پیروملیتیک (PMGDM) بود. پس از ترمیم ضایعات عاج با نانوکامپوزیت‌ها و همچنین کنترل کامپوزیت تجاری غیر آزادکننده، نمونه‌ها با دمینرالیزاسیون چرخه‌ای (pH 4، 1 ساعت در روز) و مینرالیزاسیون مجدد (pH 7، 23 ساعت در روز) به مدت 4 یا 8 هفته تحت درمان قرار گرفتند. انتشار یون کلسیم (Ca) و فسفات (P) از کامپوزیت‌ها اندازه گیری شد. مینرالیزاسیون مجدد ضایعات عاج در هفته‌های 4 و 8 با میکرورادیوگرافی عرضی (TMR) اندازه گیری شد. این نانوکامپوزیت‌های جدید مبتنی بر nACP توانستند مینرالیزاسیون مجدد ضایعات عاج را همراه با خنثی‌سازی اسید و خواص مکانیکی خوب حاصل کنند. همین گروه تحقیقاتی یک روش جدید مینرالیزاسیون عاج را هم بررسی کرده‌اند که هدف آن مؤثر بودن روش حتی در محلول‌های اسیدی بدون یون‌های اولیه فسفات کلسیم است. آنها همچنین اثرات ترکیب پلی (آمیدو آمین) یا PAMAM با نانوکامپوزیت nACP را بر مینرالیزاسیون مجدد عاج، خنثی‌سازی اسید و سختی عاج مورد مطالعه قرار دادند. روش جدید PAMAM + nACP موثرترین روش در کوتاه مدت برای القای مینرالیزاسیون مجدد عاج در این محیطی چالش‌برانگیز بود. این می‌تواند برای مهار پوسیدگی در بیماران مبتلا به خشکی دهان مفید باشد که در آنها pH دهان اغلب اسیدی است و بزاق فاقد یون‌های کلسیم و فسفر است.

به منظور تحقیق گسترده‌تر، این گروه چالش‌های طولانی مدت مایع برای دمینرالیزه کردن عاج با سیستم PAMAM/nACP را بررسی کردند. کامپوزیت nACP در pH 4 غوطه ور شد تا یون های کلسیم (Ca) و فسفات (P) خود را تخلیه کند، و سپس با یون‌های کلسیم و فسفر شارژ شد تا مینرالیزاسیون مجدد کامپوزیت nACP تخلیه شده و شارژ شده آزمایش گردد. پس از چالش‌های مایع، استراتژی PAMAM به علاوه nACP بازهم توانست همچنان به مینرالیزاسیون مجدد و کامل عاج دست یابد.

سایر محققین دمیرینالیزاسیون و مینرالیزاسیون مجدد عاج و ماتریکس کلاژن آن را در مقیاس نانو توسط HAp آمورف، میکروکریستالی و در محل را مطالعه کرده‌اند.

جایی که نانوذرات بیواکتیو در مواد ترمیمی گنجانده می‌شوند، عمدتاً به‌عنوان یک فاز منسجم در رزین-کامپوزیت‌ها اضافه شده‌اند. با این حال، پورتر و همکارانش نانوذرات نقره را به سمنت‌های گلاس آینومر (GIC) (به عنوان یک عامل ضد بیوفیلم) اضافه کردند. چندین GIC تجاری با افزودن 6، 10 و 24 میکروگرم به ازای هر کپسول GIC، نانوذرات نقره با پوشش اسید 𝛼-لیپوئیک اصلاح شدند. GIC های اصلاح شده با نانوذرات نقره فعالیت ضد بیوفیلمی قابل توجهی نشان دادند و خواص مکانیکی معادل یا برتر از GIC های اصلاح نشده داشتند.

نانو کوتینگ و آزمایش نانو مکانیکی مواد دندانی

راهکارهای نانومکانیکی را می‌توان بر روی طیف وسیعی از مواد دندانپزشکی، از جمله کوتینگ‌های سطحی انجام داد. نانو-تورفتگی شامل یک نیروی تورفتگی شیب‌دار است که از طریق اعمال ژئومتری تورفتگی (معمولا برکوویچ) به سطح آزمایش و به دنبال آن تخلیه شیب‌دار انجام می‌گیرد، بنابراین یک چرخه‌ی تورفتگی ایجاد می‌کند. هم مساحت و هم عمق تورفتگی بسیار کم است که این امر هم یک مزیت است و هم یک عیب. مزیت آن این است که کوتینگ‌های نازک و همچنین بیرونی‌ترین لایه‌های ماده‌ای مانند مینا را می‌توان کاوش کرد. علاوه بر این، مناطق فاز مختلف در سطح آماده شده ممکن است به طور جداگانه کاوش شوند. نقطه ضعف آن این است که گاهی اوقات می‌خواهیم پاسخ میانگین سطحی را که شامل چندین فاز است، بدانیم. در این حالت، تورفتگی با سختی مزو- یا میکرو- ترجیح داده می‌شود.

الساید و همکارانش چندین نوع کوتینگ مانع برای مینا را با استفاده از بارهای تا 2 میلی نیوتون و عمق تا 200 میکرومتر بررسی کردند. نانو تورفتگی و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که تمام مواد مورد مطالعه به طور موثری از دمینرالیزاسیون در مناطق کوتد (پوشش دار) جلوگیری می‌کنند.

شیمومورا و همکارانش از نوک‌های تورفته کروی با شعاع 243 و 1041 نانومتر برای تعیین منحنی تنش-کشش مینا استفاده کردند. منحنی‌های نیرو-جابجایی با استفاده از نرخ کشش بارگذاری شبه استاتیکی 0.031، 0.041 و 0.061 s-1 ثبت شدند. مدول ذخیره سازی، از دامنه سیگنال سوپرایمپوز (کشش دینامیکی در 220 هرتز) در طول بارگذاری شبه استاتیک اولیه محاسبه شد و از طریق نظریه الاستیک شبه استاتیک، هم به طور همزمان اندازه گیری شد. نگاشت مدول به عنوان یک آزمون تورفتگی بارگذاری شبه استاتیک بسیار کوچک در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که افزایش حد الاستیک در طول کشش با بارگذاری بالا، با الاستیسیته تماس فوق‌العاده‌ی (در مقیاس نانو) ساختار مینا همراه بود و در نتیجه گسترش ناحیه تماس – یعنی پاسخ انباشتگی موقت، وابسته به نانو کریستال‌های مینا و پروتئین اطراف آن بود. این توانایی، استفاده از نانومکانیکها، همراه با تئوری مناسب را، برای حاصل کردن بینش عمیقتری نسبت به شاخصه‌های ساختار/ویژگی را برجسته‌تر می‌کند.

در مطالعات قبلی، لیپرت و همکارانش از نانو تورفتگی AFM و AFM برای مطالعه موضوع مهم بالینی ساییدگی مینای نرم شده در سطح، توسط مسواک، استفاده کردند. آنها نشان دادند که مسواک زدن مینای نرم شده در سطح منجر به تغییرات جزئی در مورفولوژی سطح و خواص نانومکانیکی می‌شود. میزان از بین رفتن مینای دندان در اثر مسواک زدن مستقل از زمان دمینرالیزاسیون بود و در مقایسه با از دست رفتن مواد معدنی ناشی از درمان‌های دمینرالیزاسیون کمتر بود.

السفتی و همکارانش با نانو-تورفتگی، سختی و مدول الاستیک 10 کامپوزیت رزینی، از جمله یک سری با بارگذاری فیلر به شکل سیستماتیک متنوع را، به‌علاوه دیگر مواد معرف که در دسته‌های انواع نانو هیبریدی روان، فیلر حجیم و معمولی قرار می‌گیرند، تعیین کردند. برای یک ماتریس رزین خاص، هر دو مدول الاستیک و نانوسختی با بارگذاری فیلر همبستگی مثبت دارند. برای رزین کامپوزیت‌های مورد بررسی، مدول های الاستیک و نانوسختی متوسط گروه برای مواد فیلر حجیم و روان کمتر از کامپوزیت‌های نانو هیبریدی معمولی بود. کامپوزیت‌های فیلر حجیم اکنون به سرعت در حال توسعه هستند، بنابراین روندهای خاص شناسایی شده در معرض تغییر هستند، در حالی که روش تجربی کار همچنان واجد ارزشی فراوان است.

دیدگاه‌ها و نتیجه‌گیری‌هایی در مورد آینده

در طول تاریخ، فناوری‌های جدید به طور ناگهانی زندگی جوامع مختلف را تحت تاثیر قرار داده و آنرا تغییر داده‌اند که برخی از نمونه‌های جدیدتر این فناوری‌ها تلفن‌های هوشمند یا بلاک چین هستند. ویژگی‌های فناوری‌های مخرب این است که بازارها و شبکه‌های ارزشی جدید ایجاد می‌کنند و در نهایت بازار و شبکه‌های ارزش موجود را مختل می‌کنند و جانشین شرکت‌ها، محصولات و اتحادیه‌های پیشرو در بازار می‌شوند.

به این ترتیب، نانوتکنولوژی ممکن است یک فناوری مخرب در نظر گرفته شود، زیرا می‌تواند کاربردهای مختلفی داشته باشد و جایگزین فناوری‌های قدیمی‌تر مانند استفاده از ذرات بزرگ در کامپوزیت‌های دندانی شود. به عنوان مثال، فناوری نانو ذرات می‌تواند بر بسیاری از محصولات و خدمات مانند مواد ترمیمی دندان یا مواد ضد میکروبی دندانی تأثیر بگذارد. بهرحال روش‌های سبز و دوستدار محیط زیست برای سنتز نانو مواد، برای به حداقل رساندن تأثیر تولید نانو مواد بر محیط زیست مورد نیاز است.

این مقاله نشان داد که نانوتکنولوژی و به ویژه نانو مواد نه تنها وارد دندانپزشکی شده است بلکه ممکن است به یک فناوری مخرب در آن تبدیل شود. بسیاری از فعالیت‌های علمی و محصولات مواد دندانی به شکل فزاینده حاوی نانو مواد هستند که از این میان نانوذرات برجسته‌ترین آنها هستند.

این بررسی همچنین نشان داد که بنظر می‌رسد تعداد کمی از نتایج تحقیقات جدید و محصولات گزارش‌شده در این زمینه قابلیت و ویژگیهای پیشرفتی واقعی را در خود دارند و در واقع بیشتر نشان‌دهنده‌ی پیشرفت‌های کمی در ابعاد مختلف هستند. در برخی موارد، به نظر می رسد که کلمه نانو بیشتر از اینکه نشان‌دهنده‌ی خواص برتر مواد باشد، برای بازاریابی محصولات استفاده می‌شود.

اکثر مطالعاتی که با نانو مواد دندانی سروکار دارند، مطالعات آزمایشگاهی هستند و اثر (مثبت) نانو مواد در بافت زنده در اکثر موارد بررسی یا نشان داده نشده است. در برخی موارد، اثر بهبود ناشی از نانو مواد حداقل یا بحث برانگیز بوده است.

از این بررسی، ممکن است چندین دیدگاه برای پیشرفت‌های آتی در زمینه نانو مواد دندانی استنباط شود:

اول، تحقیق و توسعه محصول در این زمینه از نانو مواد دندانپزشکی باید بر چالش‌ها تمرکز کند، یعنی بهبودهای واقعی و قابل توجه مواد دندانی که با شواهد علمی محکم پشتیبانی ‌شوند. تغییر در جمعیت و تغییرات مرتبط در مواد مورد نیاز ممکن است عامل مهمی برای این امر در نظر گرفته شود.

ثانیاً، نانو مواد دندانی بهبود یافته یا جدید باید در شرایط بالینی واقعی مورد آزمایش قرار گیرند و تنها در صورتی که عملکرد برتر را در این شرایط نشان دهند، «نانو» متقاعد کننده خواهد شد.

برخی از چشم‌اندازهای آینده مواد دندانپزشکی مبتنی بر رزین با در نظر گرفتن فناوری نانو شامل معرفی مواد دندانی با خواص ضد میکروبی، معرفی مواد هوشمند یا خود ترمیم شونده پاسخگو به محرک‌ها و توسعه مواد برای بازسازی بافت سخت دندانی هستند. چند سال پیش این موضوعات بیشتر در مرحله تفحص بودند. این موارد نشان می‌دهند تحقق این این امور به مواد دندانپزشکی پیچیده‌تر و فناوری‌های پیچیده‌تری نسبت به موارد سنتی که هنوز استفاده می‌شوند، نیاز دارند. همانطور که این مقاله نشان می‌دهد، این موضوعات اکنون توسط نانو مواد دندانپزشکی نوآورانه و با افزایش شدید فعالیت‌های تحقیقاتی برای ایجاد کیفیت جدیدی از مواد دندانپزشکی مبتنی بر فناوری نانو مورد توجه قرار گرفته‌اند. موضوعات ذکر شده در بالا در دهه گذشته به ترتیب از مرحله تفحص به مرحله اعتبار سنجی و کاربرد منتقل شده و در مواردی به بازار معرفی شده‌اند.

از این موضوعات، شاید موادی با خواص ضد میکروبی بیشترین شکوفایی را داشته باشند و یکی از بالاترین تأثیرات بالینی بالقوه را داشته باشند.

همانطور که در این مقاله مطرح شد، موضوع مواد جهت بازسازی بافت سخت دندانی تا حد زیادی تحت تاثیر رویکردهای نانو-بیو مینرالیزاسیون قرار گرفته و انتظار می‌رود در آینده رشد بیشتری داشته باشد. دلیل این امر نه تنها علاقه تحقیقاتی به شدت رو به رشد در این زمینه، بلکه جذابیت رویکردهای ترمیم دندان طبیعی‌تر با مواد پایدارتر با استفاده از اصول یافته شده در طبیعت است.

باید گفت ایمپلنت‌های دندانی و به‌ویژه ساختار نانو سطحی آن‌ها احتمالاً نقش بیشتری در آینده ایفا خواهند کرد. این پیش‌آگهی با توجه به پیری جمعیت و مشکلات هنوز حل نشده مانند شل شدن یا عفونت ایمپلنت‌های دندانی است. مفاهیم ضد میکروبی با استفاده از نانو مواد دندانی و یا نانو کوتینگ‌های جدید ممکن است کلید رفع این چالش‌ها باشند. دیگر موضوع که آنهم در رابطه با ایمپلنت‌های دندانی و همچنین مرتبط با سایر حوزه‌های دندانپزشکی زیبایی می‌باشد، توجه به نانو سرامیک‌های دندانی پیشرفته است. افزایش قابل توجه قابلیت اطمینان ساختاری از طریق کنترل نقص، تحمل آسیب و ساخت جزء به کل با استفاده از ترکیبات نانو سرامیکی جدید ممکن است به پیشرفت قابل توجهی در این مواد منجر شود. ضمناً نانوحسگر زیستی ممکن است نقش بیشتری در آینده مواد دندانی داشته باشد. این ممکن است مستلزم سیستم‌هایی باشد که داده‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مهم را اندازه‌گیری می‌کنند و در پیوند با سیستم‌های دیجیتالی این داده‌ها را پردازش کرده و اقدامات مناسب مانند دارورسانی برای مثال در جهت کاهش میکروب‌ها یا مقابله با شل شدن ایمپلنت را دنبال می‌کنند.

فضای زیادی برای بهبود و توسعه بیشتر مواد دندانی وجود دارد. در صورت استفاده از فناوری نانو و بررسی سایر زمینه‌های جدید کاربرد آن در دندانپزشکی، ممکن است کیفیت جدیدی از مواد دندانی ارائه گردد. مزیت این کار برای بیمار، و افزایش کیفیت درمان دندان، در صورت توسعه و معرفی چنین نانو مواد جدیدی، بدیهی خواهد بود. باید شجاعانه در این مسیر حرکت کنیم.

منابع

[1] ریچارد فیلیپ فاینمن: جهان را از دیدگاه دیگری بنگرید. ویدئو در یوتیوب
[2] آ. بارهوم، کا. ویجایالاکشمی، اس. کیروباناندام، پی.ان. سودا. «تاریخچه نانو مواد، طبقه‌بندی، خواص منحصر به فرد، تولید و بازار. مندرج در: کاربردهای نوظهور نانوذرات و نانوساختارهای معماری. چشم انداز فعلی و روندهای آینده فناوری‌های میکرو و نانو. آمستردام: الزویر؛ 2018. ص. 341-84. فصل 12.
[3] آر.ان. الکهتانی. «مروری بر مفاهیم و کاربردهای نانوتکنولوژی در دندانپزشکی. Saudi Dent J 2018؛ 30:107-16.
[4] کا.دی جانت، آر.دبلیو میلز. «تاریخچه مختصری از فوتوپلیمریزاسیون» LED Dent Mater 2013؛ 29:605-17.
[5] ام. بایر، جی. رایشرت، کا.دی جانت، بی.دبلیو سیگوش. « پلیمرهای پکتین، آلژینات و صمغ عربی، اثرات فرسایشی اسید سیتریک بر مینای دندان را کاهش می‌دهند.» Dent Mater 2010؛ 26:831-9.
[6] کا.دی جانت. «بررسی آینده‌ی نوشابه‌های غیرالکلی از نظر استفاده از مواد نانومتری – به سمت نوشابه‌های غیرالکلی دوستدار دندان» Trends Food Sci Technol 2006؛ 17:263-71.
[7] کا.دی جانت، دی.ام. پارکر، اف. لیپرت. «معدنی سازی مجدد و روی بافت زنده‌ی مینای انسانی نرم شده در سطح، در مطالعه با استفاده از نانو دندانه ای.اف.ام. Surf Sci 2004؛ 553 (1-3): 105-14.
[8] گزارش‌های استنادی مجله InCites https://jcr.clarivate.com/در 2020/04/26.
[9] Web of Science Core Collection http://apps.webofknowledge.com/ در 26.04.2020.
[10] https://en.wikipedia.org/wiki/Nano-.
[11] دی. وولات. «نانو مواد برای تازه‌کاران» Wiley-VCH، Weinheim 2014 و «نانوذرات – نانو کامپوزیت – نانو مواد». Weinheim: Wiley-VCH؛ 2013.
[12] جی. گائو، وای. وانگ. نانوساختارها و نانو مواد. ویرایش دوم نیوجرسی: نشریه‌ی ورد ساینتیفیک؛ 2011.
[13] سی. لودکه، ام. روث، دبلیو. یو، یو. هورن، جی. بوسرت، کا.دی جانت. «سطوح تیتانیوم نانویی چسبندگی اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس را از طریق نقاط چسبندگی نانو کاهش می‌دهد». نشریه‌ی Colloids Surf B Biointerfaces 2016؛ 145:617-25.
[14] جی.سی. اسلیتر. «شعاع اتمی کریستال‌ها». نشریه‌ی J Chem Phys 1964؛ 41:3199-205.
[15] دی. ژانگ، جی. ونگ، اس. گونگ، دی. ژو. «شبیه‌سازی کامپیوتری رشد دانه‌های زینترینگ مرحله متوسط و نهایی و رسیدگی استوالد سرامیک‌های PTCR مبتنی بر اکسید تیتانیوم باریم. Mater Sci Eng B 2003؛ 99:428-32.
[16] جی. اشمیت، بی. کوراین. «طلای نانوذراتی: سنتز، ساختار، الکترونیک و واکنش‌پذیری». J Biol Inorg Chem 2003؛ 17:3081-98.
[17] اس.وای. چائه، ام.کا. پارک، تی.وای کیم، اس.کا. کیم، دبلیو.ال. لی. «آماده‌سازی نانوذرات اکسید تیتانیوم با اندازه کنترل شده و استخراج فیلم‌های فوتوکاتالیستی شفاف نوری». Chem Mater 2003؛ 15:3326-31.
[18] ام.سی. روکو، ام.سی. هرسام، سی.ای. میرکین. «جهت‌گیری‌های تحقیقاتی فناوری نانو برای پاسخ به نیازهای اجتماعی سال 2020 با نگاهی به گذشته و چشم‌انداز روبرو». ویرایش اول. اسپرینگر؛ 2011.
[19] https://en.wikipedia.org/wiki/Pulverizer#Attrition mill.
[20] ال.وای. سدلر، دی.ای. استنلی، دی.آر. بروکز. «مشخصات عملیاتی آسیاب سایشی». نشریه‌ی فناوری پودر 1975؛ 12:19-28.
[21] سی.ان. لوک، سی.ام. هو، آر. چن، کیو.وای هه، دبلیو.وای. یو، اچ. سون و همکاران. «نانو ذرات نقره: اکسیداسیون جزئی و فعالیت ضد باکتریایی». J Biol Inorg Chem 2007؛ 12:527-34.
[22] اچ.دی. باین، آ.آ. ورکنه، اچ.کا. بزابح، تی.جی. امبایه. «پارادایم سنتز و کاربردهای نانوذرات نقره (AgNP ها)، بررسی». Sustainable Mater Technol 2017؛ 13:18-23.
[23] 3M ESPE. مشخصات فنی محصول Filtech؛ 2010، 3M Center، سنت پل، ایالات متحده آمریکا. www.3m.com.
[24] «ترمیم‌کننده نانو سرامیک “سرام ایکس”. نشریه‌ی خلاصه علمی. ایالات متحده آمریکا: Dentsply Caulk؛ 2013.
[25] اف. دونگ، آی. فیرکفسکا-بودن، ام.ام.ال. آراس، کا.دی جانت. «ریزکره‌های هیبریدی کوپلیمر-اکسید گرافن پاسخگو همراه با خواص آزادسازی داروی افزایش‌یافته». RSC Adv 2017؛ 7:3720–6.
[26] بی.وی.ان ناگاوارما، اچ.کا.اس. یاداو، آ. ایاز، ال.اس. واسودا، اچ.جی. شیواکومار. «تکنیک های مختلف برای تهیه نانوذرات پلیمری – مرور». Asian J Pharm Clin Res 2012؛ 5:16-23.
[27] دی. ریشل، آ. زیمر. «دارورسانی در siRNA درمانی: پتانسیل‎ها و محدودیت‌های نانوسیستم‌ها». Nanomed Nanotechnol Biol Med 2009؛ 5:8-20.
[28] جی.دی. اسمیت، دی. بدروف. «پراکندگی نانوذرات در ماتریس پلیمری: آیا اتصالات پلیمری طولانی و متراکم واقعا ضروری هستند؟». لانگمویر 2009؛ 25:1239-1243.
[29] بی. فیدلر، اف.اچ. گوجنی، ام.اچ.جی. ویشمن، ام.سی.ام. نولتی، کا. شولته. «جنبه‌های اساسی کامپوزیت های تقویت شده با نانو». Compo Sci Technol 2006؛ 66:3115-25.
[30] https://youtu.be/RmvbTBcshIA.
[31] کا.کا. چاولا. «مواد کامپوزیت». ویرایش سوم. لندن: Springer New York Heidelberg Dordrecht؛ 2012. ص. 227.
[32] دبلیو. ویت. «در مورد رابطه بین دو ثابت کشش اجسام همسانگرد». Ann Phys 1889؛ 274:573-87.
[33] آ. ریوس. «محاسبه نقطه تسلیم محلول های جامد بر اساس شرایط پلاستیسیته برای تک بلورها». نشریه‌ی مکانیک ریاضی کاربردی 1929؛ 9:49.