به گزارش خبرنگار دانش و فناوری خبرگزاری دانشجو، بیماران ممکن است به زودی و تنها در عرض چند ساعت، با روکش دائمی از دندانپزشک خارج شوند.
محققان دانشگاه تگزاس با همکاری محققان ایرانی خود در دالاس فناوری‌ای را توسعه داده‌اند که امکان چاپ سه‌بعدی ترمیم‌های دندانی از جنس زیرکونیا، ماده استاندارد طلایی برای کار‌های دائمی دندانپزشکی، را در همان روز فراهم می‌کند.
این نوآوری می‌تواند روکش‌ها، بریج‌ها، ونیر‌ها و سایر ترمیم‌ها را با سریع‌تر، شخصی‌تر و راحت‌تر کردن آنها برای بیماران، متحول کند. این تیم با حمایت بنیاد ملی علوم (NSF) در حال تلاش برای تجاری‌سازی این محصول است.
روکش‌های دندانی، کلاهک‌هایی هستند که روی دندان‌های آسیب‌دیده یا پوسیده قرار می‌گیرند و می‌توانند به عنوان تکیه‌گاه برای بریج‌های دندانی نیز عمل کنند.
در حال حاضر، روکش‌های چاپ سه‌بعدی در همان روز وجود دارند، اما از رزین‌های سرامیکی استفاده می‌کنند که فاقد استحکام زیرکونیا هستند. در حالی که روکش‌های زیرکونیا موجود هستند، اما تراش داده می‌شوند، فرآیندی که پیچیدگی طراحی را محدود می‌کند و خطرات ترک‌های ریز را به همراه دارد.
تنگنای رفع اتصال شکسته شد
تیم دانشگاه تگزاس در دالاس یک چالش کلیدی را حل کرد: زمان پردازش طولانی مورد نیاز پس از چاپ سه‌بعدی زیرکونیا.
پس از چاپ، روکش‌ها باید تحت عملیات جداسازی (debinding) قرار گیرند که در آن رزین حاوی ذرات زیرکونیا حذف می‌شود و سپس تحت عملیات تف‌جوشی (sintering) قرار می‌گیرند که در آن ذرات به یک ساختار جامد تبدیل می‌شوند. به طور سنتی، جداسازی می‌تواند ۲۰ تا ۱۰۰ ساعت طول بکشد.
مجید میناری، استاد مهندسی مکانیک، گفت: «باز کردن اتصال، گلوگاه این فرآیند بوده است.»
«این کار باید خیلی آهسته انجام شود. اگر سرعت آن را افزایش دهید، پلیمری که در حال سوختن است به گاز تبدیل می‌شود و اگر آن گاز نتواند خارج شود، ممکن است روکش ترک بخورد یا بشکند. زمان جداسازی روکش بین ۲۰ تا ۱۰۰ ساعت برای خدمات دندانپزشکی در همان روز عملی نیست. در نتیجه، ترمیم‌های دائمی زیرکونیا که با چاپ سه‌بعدی ساخته شده‌اند، هنوز به صورت تجاری در دسترس نیستند.»
این پیشرفت، زمان جداسازی روکش‌ها را به کمتر از ۳۰ دقیقه کاهش می‌دهد. با استفاده از نمد گرافیت متخلخل و انتقال حرارت بهبود یافته، گاز آزاد شده از رزین خارج می‌شود و یک سیستم خلاء آن را خارج می‌کند و به روکش‌ها اجازه می‌دهد بدون ترک خوردن، این فرآیند را طی کنند.
میناری گفت: «با فناوری ما، اگر پزشکی بخواهد روکش زیرکونیای چاپ سه‌بعدی را در کنار صندلی دندانپزشکی ارائه دهد، می‌تواند آن را تنها در عرض چند ساعت در اختیار بیمار قرار دهد.»
سریع‌تر، قوی‌تر، باهوش‌تر
این پروژه شامل همکاری با آزمایشگاه دندانپزشکی Pan-AM، شرکت ۳DCeram Sinto Inc؛ و دکتر امیرعلی زندی نژاد، متخصص پروتز‌های دندانی و دانشیار سابق دانشگاه تگزاس A&M، است.
از دیگر همکاران دانشگاه دالاس می‌توان به مهدی مصدق، نویسنده اول و دانشجوی دکترا اشاره کرد. معین خاکزاد؛ زهرا سپاسی؛ کالیان ناندیگاما؛ و دکتر گلدن کومار.
این تیم اخیراً جایزه ۵۵۰،۰۰۰ دلاری NSF Partnerships for Innovation – Technology Translation را برای حمایت از تجاری‌سازی دریافت کرده است.
یک روکش دندان تکمیل‌شده که با فناوری محققان دانشگاه تگزاس در دالاس ساخته شده است.
هدف از این بودجه، ارائه ترمیم‌های زیرکونیایی چاپ سه‌بعدی شده در مطب دندانپزشکی، بهبود سرعت درمان و تجربه بیمار است.
روکش‌های زیرکونیای چاپ سه‌بعدی، راه‌حل‌های قوی‌تر و قابل تنظیم‌تری نسبت به جایگزین‌های رزینی ارائه می‌دهند و برخلاف زیرکونیای آسیاب‌شده، امکان طراحی‌های پیچیده با خطر شکستگی کمتر را فراهم می‌کنند.
این می‌تواند ضایعات را کاهش دهد، هزینه‌ها را کم کند و به دندانپزشکان ابزاری برای ارائه ترمیم‌های دائمی در همان روز ارائه دهد.
میناری گفت: «این رویکرد شخصی‌سازی بیشتر، درمان سریع‌تر و راحتی دریافت ترمیم دائمی در یک جلسه را ارائه می‌دهد.»
با اعتبارسنجی بالینی بیشتر و تأییدیه‌های نظارتی، این فناوری می‌تواند به زودی روز‌ها یا هفته‌ها انتظار برای دریافت روکش دائمی را به خاطره‌ای از گذشته تبدیل کند.
یافته‌های این مطالعه در نسخه چاپی ماه سپتامبر مجله Ceramics International منتشر شده است.