Dental Nanotechnology - nanotechnologia

Termin nanotechnologia ewoluował przez lata aby dziś oznaczać działania które "mają miejsce w skali mniejszej niż mikroskala". Zaliczamy do tego nanoproszki czy inne substancje tworzone w podobnej skali. (Zobacz dział obecne zastosowania). Nanotechnologia nazywana jest często MNT (Nanotechnologia Molekularna) albo inżynierią w nanoskali. Pierwsze określenie dotyczy głównie operowania cząsteczkami (takimi jak nanosrebro) oraz zmienianiu właściwości tychże cząstek. MNT znajduje swoje zastosowania między innymi w medycynie, kosmetologii i farmakologii, elektronice.

Nanotechnologia MNT umożliwia bezprecedensową kontrolę nad światem materialnym w nanoskali. Możemy budować materiały o dokładnie określonych właściwościach i cechach charakterystycznych. Jak określa to Dr. K. Eric Drexler: "Kontrolując pozycję chemicznie aktywnych cząstek jesteśmy w stanie zmieniać materiały również w nanoskali". Oznacza to, że jesteśmy w stanie zmieniać fizykochemiczne własności różnych substancji.

Większość ostatnich osiągnięć w dziedzinach naukowych takich jak biologia, chemia, fizyka, inżynieria, informatyka i matematyka jest opartych o nanotechnologie. MNT ma również wpływ na życie biznesowe i polityczne (nawet w dzisiejszych dniach, kiedy jest to rynek rozwijający się!).

Jeżeli popatrzymy na MNT z punktu widzenia każdego z nas, śmiało możemy powiedzieć, że będzie ona miała ogromny wpływ na nasze przyszłe życie, na to jak współpracujemy ze sobą i z całym społeczeństwem oraz na to, do czego jesteśmy zdolni.

Nanotechnologia jest dziedziną zajmującą się wytwarzaniem i wykorzystaniem wyjątkowych właściwości małych cząstek oraz urządzeń o rozmiarach nanometrowych [od gr. nanos - karzeł]. Jeden nanometr to 0,000000001m.Wielkość atomu mieści się w przedziale od 0,1 do 0,4 nanometra. Typowe nanostruktury są zbiorem kilkudziesięciu, góra kilku tysięcy atomów. Procesy zachodzące w wymiarach nanometrowych zachodzą na poziomie molekularnym czy atomowym i podlegają prawom mechaniki kwantowej. Właściwości takich obiektów są różne od tych, z którymi mamy do czynienia przy wymiarach w makroskali.

Nanotechnologię można nazwać współczesna alchemią. Możliwości ingerencji na poziomie nanometrowym daje istniejącym atomom i cząsteczkom zupełnie nowe właściwości. Przykładem jest węgiel, grafit i diament. Chociaż składają się z tego samego pierwiastka - węgla mają zupełnie inne właściwości. Uważa się, że dalszy rozwój technologii m.in. w zakresie elektroniki, medycyny, farmacji będzie możliwy dzięki nanotechnologii. Nanomechanizmy, nanoczujniki i nanocząsteczki będą niezbędnymi elementami w przyszłej diagnostyce i terapii medycznej.
Świadomość tych trendów powoduje, że najbogatsze państwa wydają coraz więcej pieniędzy na rozwój nanotechnologii.

Obecne zastosowania nanotechnologii: Nanocząsteczki

W medycynie obecnie najbardziej interesujące jest wykorzystanie nanocząstek do dezynfekcji. Historyczna metoda tworzenia nanocząstek oparta była na syntezie chemicznej, obarczonej powstawaniem licznych zanieczyszczeń powierzchniowych. Otrzymywane koloidy miały charakter jonowy. Obecnie wykorzystywane jest m.in. niewybuchowe zjawisko rozdrobnienia metali oraz prądy elektryczne o dużej gęstości. Nowe produkty nanokoloidalne mają charakter niejonowy.

Metale koloidalne to małe cząsteczki zawieszone w czystej dejonizowanej wodzie (pozbawionej ładunków elektrycznych). Pozostają one w stałym ruchu (ruchy Browna). W czasie tych ruchów, uzyskują one niewielkie ładunki elektryczne, co powoduje, że odpychają się wzajemnie. Nie są to jednak ładunki typu jonowego. Obecnie wytwarzane są koloidy platynowców, złota, srebra, miedzi, koloidy złożone, koloidy stopów dentystycznych i inne. Charakteryzują się one następującymi właściwościami:

silną bakteriobójczością,
silną grzybobójczością,
określonymi cechami wirusobójczymi
silnym efektem stymulującym układ immunologiczny człowieka i zwierząt.

zastosowanie nanotechnologii Od wieków srebro znane jest ze swego działania biobójczego. Już w starożytności wykorzystywano jego naturalne właściwości wspomagające leczenie. Antyczni Grecy, aby zapobiec szerzeniu się chorób, pokrywali srebrem naczynia, których używali do jedzenia i picia. Podczas XIV-wiecznej epidemii dżumy w Europie bogaci rodzice dawali swoim dzieciom do ssania srebrne łyżeczki, jako sposób na zarazę. W XIX wieku w Niemczech odkryto, że roztwór srebra działa odkażająco w przypadku zapalenia spojówek, a jednocześnie nie podrażnia spojówki. Dalsze badania kliniczne prowadzono w wielu ośrodkach na całym świecie. W 1919 roku zauważono, że srebro chroni organizm przed dużymi dawkami toksyn tężca i błonicy. W 1923 roku przeprowadzono testy, które potwierdziły niedrażniące właściwości srebra koloidalnego. Stwierdzono też, że w wielu przypadkach srebro wspomaga leczenie infekcji bakteryjnych. W latach 20-tych, 30-tych i 40-tych XX wieku bardzo drobno zmielone srebro stosowano na wiele infekcji oraz miejscowo w oparzeniach i zakażeniach grzybiczych. Od 1938 roku zaczęto uważać, że srebro oddziałuje na ponad 650 drobnoustrojów. Wtedy też naukowcy zaczęli nazywać je naturalnym antybiotykiem. W latach 70-tych XX wieku dr Carl Mayer opracował nowe metody leczenia ofiar poparzeń. Poszukiwał dobrego środka antyseptycznego. W kilku niezależnych źródłach znalazł informacje o srebrze i jego właściwościach upośledzających enzymy oddechowe chorobotwórczych mikroorganizmów. Stosował srebro w swojej metodzie jako środek stymulujący gojenie skóry i tkanek miękkich.

W 1978 roku w czasopiśmie Science Digest dokonano analizy dotychczasowych badań nad srebrem. Na tej podstawie określono srebro cudem współczesnej medycyny. W 1991 roku badano aktywne jony cynku ( Zn2+ ), miedzi ( Cu2+ ), i srebra ( Ag+ ). Okazało się, że odgrywają one ważną rolę w hamowaniu procesów podziału wirusów. W 1992 w Centrum Medycznym Uniwersytetu w Genewie w Szwajcarii postawiono hipotezę, że metale szlachetne (w tym srebro) mogłyby być w przyszłości stosowane jako środki przeciwwirusowe i przeciwbakteryjne nawet wobec zmutowanych patogenów, odpornych na antybiotyki. Do podobnych wniosków doszli w 1995 roku naukowcy z Filadelfii w Stanach Zjednoczonych. Badali oni srebro koloidalne zawierające dodatnio naładowane jony srebra. Okazało się, że jony te w niektórych przypadkach hamują namnażanie wirusów, a nawet istnieje prawdopodobieństwo, że mogą je niszczyć. W 1992 roku przeprowadzono badania, podczas których srebro koloidalne okazało się pomocnicze w zakażeniach drożdżami (candida albicans) oraz w walce z chronicznym zmęczeniem. W latach 90-tych dr Bjorn Nordstrom z Karolińskiego Uniwersytetu w Szwecji potwierdził, że srebro koloidalne nie wywołuje skutków ubocznych w organizmie. Również w latach 90-tych niektórzy naukowcy zauważyli, że osoby, u których występuje niski poziom srebra jako pierwiastka śladowego, często chorują na przeziębienie, grypę i inne choroby wirusowe, bakteryjne oraz zakażenia grzybicze.

Obecnie stosuje się powszechnie preparaty lecznicze oraz suplementy diety zawierające srebro. Należą do nich: sulfadiazyna srebra (zakażenia bakteryjne i grzybicze, oparzenia) - łączy w sobie działanie przeciwbakteryjne sulfonamidu i srebra: Flammacerium (Solvay) - krem 1%, Flammazine (Solvay) - krem 1%, Dermazin (Lek) - krem, Argosulfan (Jelfa) - krem 2%, jodek srebra (środek odkażający), mleczan srebra (środek antyseptyczny i przeciwbólowy), tlenek srebra (stosowany przy epilepsji i pląsawicy), pikrynian srebra (kandydoza), metaliczne srebro w postaci koloidalnej (USA - uznawane za naturalny antybiotyk, w Europie - za suplement diety). Azotan srebra (lapis), w roztworach o stężeniu 10-20% używany jest do przyżegania brodawek i kłykcin, a także w stomatologii; roztwory o stężeniu 2% do pędzlowania trudno gojących się owrzodzeń i ognisk zapalnych w jamie ustnej, gardle i jamie nosowej; roztwory o stężeniu 0,25-0,5% w wodzie redestylowanej do płukania worka spojówkowego, NANOCARE PLUS SILVER GOLD -najnowszy środek do dezynfekcji kanałów korzeniowych.

Od lat czyniono próby ze srebrem koloidalnym rozdrobnionym do skali makro. Działanie biobójcze było dobre, lecz zbyt drogie. Dopiero dzięki nanocząsteczkom srebra można uzyskać dobrą relacje ceny do efektywności biobójczej i stosować nanosrebro na skalę masową. Produkty nanokoloidalne nie są szkodliwe dla ludzi, zwierząt, roślin oraz nie zanieczyszczają środowiska naturalnego. Dodatkowo rozdrobnione nanocząsteczki mają niewspółmiernie większą powierzchnię czynną a tym samym wykazują jeszcze większy potencjał biobójczy. Już stężenia roztworów 1 ~ 5 ppm są w zupełności skuteczne w codziennym użytku.

Koloidalne, niejonowe nanosrebro to jedyna taka forma tego metalu, który ciężko przedawkowany, nie powoduje argyrii (srebrzycy) u ludzi.

Nanosrebro działa bakteriobójczo zarówno w warunkach normalnego oświetlenia jak i w ciemności. Jest to działanie długotrwałe - tak długie jak czas pozostawania nanocząsteczki w miejscu przeznaczenia. Z czasem naturalne zakurzenie lub wypłukiwanie może osłabić efektywność biobójczą.

Optymalna wielkość cząsteczek srebra to 1,5 do 5 nM. Dla porównania wirusy mają wielkość od 15 do 150 nM, a bakterie od 350 do 1000 nM - dzięki temu cząsteczki srebra koloidalnego mogą swobodnie wnikać do ich wnętrza i wspomagać procesy lecznicze. Srebro przyłącza się do grup tiolowych, karboksylowych i aminowych białek strukturalnych i enzymatycznych unieczynniając ich aktywność biochemiczną. Srebro w postaci koloidalnej ma strukturę zbliżoną do płynów ustrojowych.

Zastosowania nanosrebra obejmuje wszystkie dziedziny naszego życia.

Służba zdrowia

Aparatura medyczna pokrywana farbami z dodatkiem nanosrebra zapewnia trwałą sterylizację powierzchni.
Ściany, sufity sal operacyjnych i pokoi zabiegowych zaimpregnowane lub pomalowane farbami z dodatkiem nanosrebra. Podłogi, fugi i wszelkie zakamarki można zaimpregnować tak, aby miały właściwości bakteriobójcze. Mycie podłóg na bieżąco wodą z dodatkiem srebra koloidalnego.

zastosowania nanotechnologii Odzież ochronna, materace i pościel zaimpregnowane srebrem koloidalnym posiadają właściwości bakteriobójcze - działanie permanentne. Wypłukiwanie drobin srebra w czasie prania jest znikome. Impregnację można powtórzyć po 50-ciu praniach. Cząsteczki nanosrebra skutecznie potrafią chronić ranę przed bakteriami z zewnątrz opatrunku, przeciwdziałają rozwojowi bakterii pod opatrunkiem znacznie lepiej niż dotychczasowe rozwiązania.

Strzykawki, rękawiczki, maski, respiratory, inhalatory poddane działaniu nanosrebra zapewniają 100% sterylności.

Przydatne dla dezynfekcji respiratorów, inhalatorów, aparatury do spirometrii i endoskopii z uwagi na groźbę zakażenia bakteriami na skutek niedokładnego mycia (w szpitalach bakterie legionelli są przyczyną połowy przypadków zapalenia płuc). Najwięcej bakterii, którymi można się zarazić, jest w szpitalu. Często zabiegi kończą się infekcją nie związaną z zabiegiem. Infekcje nabyte w szpitalu przytrafiają się 10 ~ 17 % pacjentów i to w krajach o wysokim standardzie medycznym. Stała funkcja bakteriobójcza jest więc w szpitalach wyjątkowo pożądana. Dzięki srebru koloidalnemu podłogi, ściany, sufity, parapety, kaloryfery, łóżka, szafki, biurka i wiele innych mebli może być wyposażonych w funkcję bakteriobójczą. Bakterie nie mogą uodpornić się na srebro jak to się dzieje przy zwalczaniu ich antybiotykami.

Farmacja

Zastosowanie przede wszystkim w opakowaniach lekarstw. Srebro koloidalne może spopularyzować tak przydatną funkcję bakteriobójczą opakowania. Można wyposażyć opakowania w permanentną ochronę przed zakażeniem bakteryjnym i chronić produkty zamknięte w nich.

Dodatkowo srebro koloidalne może być użyte jako komponent kremów, żeli i maści. Zastosowanie wszędzie tam gdzie pożądane jest działanie biobójcze o wydłużonym działaniu. - HIGIENA

Komfort świadomości, że dziecko korzysta ze sterylnych przedmiotów. Sterylność utrzymuje się cały czas. Każda pojedyncza bakteria po 2~6 minutach zostaje uszkodzona i ginie. Oczywiście wbudowane w tworzywa cząsteczki nanosrebra nie zagrażają dziecku.

zastosowania nanotechnologii Nanosrebro z powodzeniem zwalcza bakterie. Dlatego może być powszechnie stosowany we wszystkich produktach biobjóczych dla higieny człowieka. Użycie nanosrebra umożliwia wykluczenie rakotwórczego Triclosan'u, który jest obecnie stosowany w bakteriobójczych mydłach i pastach do zębów. Nanosrebro można stosować w higienie jamy ustnej. W szczoteczkach do zębów, pastach, płynach do płukania ust, płynach do odkażania protez zębowych, plombach i wszelkich opatrunkach dentystycznych.

Produkty bakteriobójcze do zastosowania w publicznych toaletach. Przyjemnie jest wiedzieć, że przedmioty, które mogły być używane przez inne osoby, są pozbawione ich flory bakteryjnej. Naszej też. Komfort permanentnej sterylności - stałe zwalczanie bakterii docenią też kobiety w przypadku zastosowania nanosrebra w podpaskach higienicznych.

Nanotechnologia daje nowe możliwości rozwiązywania problemów w medycynie. Dla stomatologów najciekawsza jest możliwość zastosowania nanocząstek w leczeniu kanałowym. Badania naukowe mówią, że mechaniczne oczyszczanie kanałów pozostawia do 40% powierzchni wewnętrznej nieoczyszczone. Złożona budowa systemu kanałów korzeniowych uniemożliwia całkowite usuniecie bakterii i ich form przetrwalnikowych. Zastosowanie preparatów z nanocząsteczkami uniemożliwia wzrost bakterii w sposób permanentny. Najnowszym preparatem wykorzystującym te właściwości jest Nanocare Plus.