Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка новых типов стоматологических материалов с антисептическими свойствами с использованием коллоидных наночастиц металлов и оксидов

Докладчик: Кузнецов Денис Валерьевич

Должность: Заведующий кафедры, зав. кафедры, Профессор, зам.директора ИНМиН по науке, заведующий кафедрой

Цель проекта:
Ежегодно наблюдается повышение интереса к инновационным стоматологическим материалам, лишенным таких типичных для традиционных материалов недостатков, как: - невозможность равномерного распределения антибиотиков и длительного устойчивого их высвобождения; - короткий «период жизни» антибиотиков в составе матрицы; - низкая стабильность при хранении и недолговечность зубных пломб и т.д. Цели выполнения работ: 1.1 Получение стабильных коллоидных нанодисперсных систем металлов и их оксидов с заданными характеристиками, придающих различным поверхностям бактерицидные свойства. 1.2 Выявление закономерностей в области процессов адсорбции и распределения наночастиц металлов и их оксидов на пористой поверхности твердой фазы для создания неблагоприятной среды для патогенных микроорганизмов полости рта. 1.3. Разработка методик создания новых материалов стоматологического назначения с антисептическими свойствами, превосходящих импортные аналоги. Результатом ПНИ станет создание новых медицинских материалов стоматологического назначения с поверхностными антисептическими свойствами на основе коллоидных нанодисперсных систем металлов и их оксидов, аналогов которых на данный момент и у нас, и за рубежом не существует.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате работ будут получены композитные материалы светового отверждения, материалы для временного пломбирования, гель для травления эмали и дентина, адгезивы для надежного соединения пломбировочного материала с тканью зуба, герметики для запечатывания фиссур и ямок зубов. Данным материалам планируется придать поверхностные бактерицидные свойства. Кроме того, планируется разработать антисептический адгезив для обработки поверхности дентина после протравливания гелем. Отдельно будут разработаны антисептические не токсичные растворы для полоскания полости рта, в том числе на основе эссенциальных микроэлементов. Разработка нового комплексного подхода лечения зуба и применения стоматологических материалов, заключающегося в создании на всех поверхностях контакта между дентином, адгезивом и пломбировочным материалом длительных антисептических условий, предотвращающих развитие кариеса и применении для профилактики кариеса и заболеваний пародонта химически инактивных нетоксичных антисептических растворов на основе эссенциальных микроэлементов пролонгированного действия.
Разработанные материалы и комплексный подход являются уникальными и позволят на новом уровне решать вопросы лечения заболеваний зубов и полости рта.
В рамках работы будут также разработаны следующие материалы:
- технологические лабораторные регламенты на производство новых стоматологических материалов с антисептическими свойствами;
- лабораторные методики создания композиционных материалов и жидких дисперсных с антисептическими свойствами;
- отчёты об аналитическом обзоре научно-технической литературы и о патентных исследованиях по ГОСТ 15.011-96;
- модельные, лабораторные образцы и опытные партии производственных образцов новых стоматологических материалов;
- заявки на получение охранного документа по результатам интеллектуальной деятельности, полученным в ходе НИР;
- результаты и протоколы микробиологических испытаний антисептических свойств стоматологических материалов.
- в результате проведения работы должны быть получены стоматологические материалы, удовлетворяющие следующим требованиям:
антибактериальная активность материалов - выживание бактерий модельных патогенных штаммов в присутствии материалов не более 30% в течение суток;
класс опасности материалов для человека – не выше 4-го;
твердость пломбирующего материла - не менее 50 ×10² МПа;
диапазон стойкости материалов к изменению pH 3,8–8,44.
Предлагаемые нами коллоидные системы наночастиц металлов и их оксидов получаются не химическим способом, поэтому они не содержат ионов, ПАВ, ВМС и других стабилизирующих добавок. Стабилизация достигается высокой степенью наведенной поляризации диполей воды. Образование частиц происходит в результате электроэрозионного процесса, т.е. конденсации низкотемпературной плазмы при её резком охлаждении в среде растворителя. Поэтому получаемые нанодисперсные системы являются химически инактивными и более безопасны для человека, чем полученные другими методами.
Введение наночастиц в состав протравочных гелей, композитных пломбировочных и адгезивных материалов, способно привести к появлению таких конкурентных преимуществ, как:
- улучшение термической стойкости;
- увеличение продолжительности и эффективности лечебного воздействия благодаря антибактериальной активности наночастиц;
- увеличение упругости, прочности и адгезии;
- уменьшение усадочных деформаций;
- повышение химической стабильности;
- снижение раздражающего эффекта;
- нетоксичность и биосовместимость композитных материалов.
Таким образом, следствием реализации проекта будет улучшение качества медицинского (стоматологического) обслуживания за счет улучшенных потребительских свойств стоматологических материалов, повышение конкурентоспособности на большом, динамично развивающемся стоматологическом рынке отечественных предприятий, производящих стоматологические материалы и нанопорошки, создание новых рабочих мест, импортозамещение в сфере материалов для стоматологии и перспективы выхода отечественной высокотехнологичной продукции на международный рынок.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
По данным РБК.research объем российского рынка стоматологии в 2013г. составил порядка 260 млрд руб., сохраняя тенденцию к устойчивому росту. Согласно данным Министерства здравоохранения и социального развития, 14% жителей Российской Федерации (почти 20 млн. человек) ежегодно проходят профилактический стоматологический осмотр в государственных медицинских учреждениях, при этом статистика не учитывает посещение частных стоматологических клиник. Рынок стоматологических пломбировочных материалов в мире составляет 3.9 млрд. долларов. В России рынок стоматологических материалов достигает 256 млн. долларов, при этом отмечаются тенденции к росту.
Основным потребителем научно-технических результатов ПНИ является Закрытое Акционерное Общество «Стоматология – Денстри» - Индустриальный партнер проекта. В настоящий момент предприятие производит широкий перечень стоматологических материалов, подлежащий усовершенствованию. Новые стоматологиченские материалы с антисептическими свойствами, которые предполагается разработать являются уникальными зарубежные аналоги отсутствуют. Поэтому сами материалы, методики получения и технологии производства являются результатами интеллектуальной деятельности, подлежащие патентованию. ЗАО «Стоматология – Денстри» заинтересовано в разработке таких материалов, регистрации их как медицинских изделий и получении на их производство исключительных прав.
Основной целевой группой результатов являются компании работающие на рынке стоматологических услуг и занимающихся производством соответствующих материалов. Отечественные стоматологические учреждения, потенциально способные использовать результаты работ, как в своей повседневной деятельности, так и в создании новых образцов продукции, услуг: Потенциальными потребителями разрабатываемой продукции, прежде всего, будут крупные отечественные сети стоматологических клиник («Мастердент», «Юнидент», «Все свои», «Меди» и др.), а также частные стоматологические кабинеты и государственные клиники. Практическое внедрение разрабатываемых технологий позволит обеспечить заказами как изготовителей стоматологических материалов так и предприятия наноиндустрии, специализирующиеся на синтезе нанопорошков металлов и их оксидов. Разработка имеет хороший экспортный потенциал, с учетом того, что отечественные стоматологические услуги в среднем в 2 раза дешевле зарубежных, что сказывается и на уровне затрат на стоматологические материалы.
К числу других потенциальных потребителей относятсяследующие компании: ООО «Росдент» ООО «Мед Стома Центр Дента Оптима», ООО «Ника-Дент Плюс» (Москва), ООО Стоматологическая поликлиника "Ростошь” (г.Оренбург), ГБУЗ Республики Адыгея "Адыгейская республиканская клиническая стоматологическая поликлиника" (г. Майкоп), Клиника "Центродент" (г. Калининград) и многие другие компании.
Превышение характеристик разработанных материалов по сравнению с зарубежными аналогами обеспечит повышения эффективности лечения и профилактики стоматологических заболеваний у населения, обеспечив тем самым важный социальный эффект.

Текущие результаты проекта:
Предварительные испытания показывают, что использование различных коллоидных систем на основе наночастиц серебра, меди, железа, никеля, кобальта, титана ВТ-1, титана ВТ-9, латуни, алюминия, цинка, ванадия и тантала на пористых поверхностях придают им бактерицидные свойства. Предлагаемые коллоидные системы металлов и их оксидов получаются не химическим способом, поэтому они не содержат ионов, ПАВ, ВМС и других стабилизирующих добавок. Стабилизация достигается высокой степенью наведенной поляризации диполей воды. Особый механизм взаимодействия наночастиц металлов и оксидов с микроорганизмами, заключающийся в активации и ускорении собственных процессов деструкции клеточных стенок и мембран, приводящий к лизису, обеспечивает отсутствие так называемого «эффекта привыкания» к антибактериальному агенту. Путем регулирования условий синтеза удается получить частицы одного и того же химического состава, состоящих из аморфной и кристаллической фазы разного размера. Предварительные испытания показали, что использование коллоидных растворов с массовой концентрацией частиц металла приблизительно 1•10-3 мг/л достигают необходимого бактерицидного эффекта, поэтому адсорбированные на соприкасаемых поверхностях наночастицы металлов и их оксидов не изменят требуемые адгезионные и когезионные свойства обработанного зуба.