Регистрация / Вход
Прислать материал

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

Номер контракта: 14.578.21.0080

Руководитель: Кузнецов Денис Валерьевич

Должность: Заведующий кафедрой

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
стоматологические композитные материалы, антисептические свойства, зубной налет, наночастицы металлов и их оксидов, наноматериалы, коллоиды, зубная эмаль, микроорганизмы

Цель проекта:
Целью реализуемого проекта является: - Получение стабильных коллоидных нанодисперсных систем металлов и их оксидов с заданными характеристиками, придающих различным поверхностям бактерицидные свойства. - Исследование 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. - Разработка методик создания новых материалов стоматологического назначения с антисептическими свойствами, превосходящих импортные аналоги. - Получение экспериментальных образцов новых стоматологических материалов с антисептическими свойствами, с использованием коллоидных наночастиц металлов и оксидов. 4. Получение экспериментальных образцов новых стоматологических материалов с антисептическими свойствами.

Основные планируемые результаты проекта:
1 Результаты проведения аналитического обзора отечественных и зарубежных патентов и изобретений, научно-технической, нормативной и методической литературы по разработке стоматологических материалов и композиционных материалов с антисептическими свойствами.
2 Результаты выбора оптимального направления и методик исследования.
3 Перечень видов патогенных микроогранизмов и обоснование выбора тест-объектов.
4 Результаты разработки и экспериментального обоснования методики электроэрозионного синтеза коллоидных металлических и оксидных наносистем.
5 Результаты разработки и экспериментального обоснования методик физико-химического анализа синтезированных коллоидных нанодисперсных систем.
6 Результаты разработки и экспериментального обоснования методики стабилизации коллоидных растворов на основе синтезированных наночастиц.
7 Результаты разработки и экспериментального обоснования методов исследования стабильности коллоидных растворов наночастиц.
8 Результаты патентных исследований по тематике проекта.
9 Тестовая партия стоматологических материалов на основе коллоидных систем металлов
10 Результаты проведения микробиологической оценки нанодисперсных систем.
11 Лабораторные образцы металлических и оксидных коллоидных нанодисперсных систем для стоматологического применения.
12 Результаты исследования физико-химических свойств синтезированных образцов наночастиц
13 Результаты доработки методики синтеза лабораторных образцов металлических и оксидных наночастиц для стоматологического применения.
14. Лабораторные образцы коллоидных растворов на основе синтезированных наноразмерных частиц.
15. Результаты исследования стабильности образцов водных систем на основе наноразмерных частиц, полученных при различных условиях.
16. Результаты доработки методики создания коллоидных растворов на основе синтезированных наноразмерных частиц.
17. Результаты исследования микробиологических эффектов коллоидных систем на основе синтезированных наночастиц.
18 Результаты разработки и экспериментальное обоснование методик получения стоматологических материалов на основе коллоидных систем.
19 Партия образцов протравочного геля, пломбировочных и адгезивных материалов, созданных на производственном оборудовании.
20 Результаты оптимизации микробиологических, механических и других свойств образцов протравочного геля, пломбировочных и адгезивных материалов до требуемых величин.
21 Результаты разработки лабораторного технологического регламента синтеза металлических и оксидных наночастиц для стоматологического применения.
22 Тестовые партии металлических и оксидных наночастиц для стоматологического применения.
23 Результаты исследования физико-химических свойств проб из тестовых партий металлических и оксидных наночастиц для стоматологического применения.
24 Результаты разработки лабораторного технологического регламента создания коллоидных растворов наночастиц для стоматологического применения.
25 Тестовые партии коллоидных растворов наночастиц для стоматологического применения.
26 Результаты исследования стабильности проб из тестовых партий водных систем на основе наноразмерных частиц, для стоматологического применения.
27 Образцы ополаскивателя полости рта, праймера и герметика фиссур на основе разработанных коллоидных систем.
28 Результаты исследования микробиологических эффектов образцов ополаскивателя полости рта, праймера и герметика фиссур.
29 Результаты разработки и экспериментального обоснования методик исследования механических и служебных свойств стоматологических препаратов и материалов на основе коллоидных растворов наночастиц.
30 Результаты разработки и экспериментального обоснования методики оценки антибактериальной эффективности стоматологических препаратов и материалов на основе коллоидных растворов наночастиц.
31 Результаты разработки модели зависимости антибактериальных свойств наноразмерных частиц металлов и их оксидов в составе стоматологических препаратов и материалов от их физико-химических характеристик.
32 Результаты экспериментальной апробации модели зависимости антибактериальных свойств наноразмерных частиц металлов и их оксидов в составе стоматологических препаратов и материалов от их физико-химических характеристик.
33 Результаты проведения контрольных испытаний механических и служебных свойств образцов опытной партии ополаскивателя полости рта, праймера и герметика фиссур на основе разработанных коллоидных систем.
34 Результаты проведения контрольных микробиологических испытаний образцов опытной партии ополаскивателя полости рта, праймера и герметика фиссур на основе разработанных коллоидных систем.
35 Результаты разработки лабораторного технологического регламента на производство антисептического протравочного геля, антисептических композитных пломбировочных и адгезивных материалов.
36 Результаты изготовления опытной партии образцов антисептического протравочного геля, антисептических композитных пломбировочных и адгезивных материалов.
37 Результаты разработки технической документации на аппаратно-программный комплекс для синтеза наночастиц металлов и их оксидов и создания водных коллоидных систем на основе для стоматологического применения.
38 Результаты проведения технико-экономической оценки результатов проекта.
39 Результаты разработки рекомендаций по дальнейшему использованию результатов работ для науки и производства.
40 Результаты разработки учебно-методических материалов для освоения технологии производства материалов на основе водных коллоидных систем на основе наночастиц металлов и их оксидов для стоматологического применения.
41 Результаты разработки лабораторного технологического регламента на производство ополаскивателя полости рта, праймера и герметика фиссур с антисептическими свойствами
42 Опытная партия образцов ополаскивателя полости рта, праймера и герметика фиссур с антисептическими свойствами.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Разрабатываемые технологии позволят создать новые наноструктурные стоматологические материалы, сопоставимые с лучшими зарубежными образцами и решающие проблемы первичного и вторичного кариеса на принципиально новом уровне.
Профилактические средства, включающие коллоидные системы на основе наночастиц металлов или их оксидов, на всех поверхностях полости рта после ополаскивания будут создавать бактерицидные условия, как для предотвращения кариеса, так и заболеваний пародонта.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
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 относятся следующие компании: ООО «Росдент» ООО «МедСтома 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.
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.

Текущие результаты проекта:
- Разработаны режимы получения водных и спиртовых коллоидных растворов наночастиц серебра, оксида железа (II),
диоксида титана, оксида алюминия, диоксида молибдена, диоксида тантала, диоксида ваннадия, оксида меди (I), меди, оксида
цинка. При этом экспериментально подтверждено, что величина и знак дзета-потенциала частиц, определяемого на их
электрокинетической границе, зависит от соотношения свободных положительно или отрицательно заряженных групп,
входящих в химический состав, адсорбированных вокруг наночастиц металлов и оксидов металлов молекул дисперсионной
среды.
- Предложен способ стабилизации коллоидных растворов наночастиц металлов и их оксидов, включающий использование
веществ, содержащих в своем составе одновременно и кислотные, и основные группы. Установлено, что изменением рН
рабочего раствора перед диспергированием на электроимпульсной установке можно регулировать стабильность получаемых
коллоидных растворов металлов и их оксидов в жидкой среде.
- Для дополнительной стабилизации коллоидных растворов на основе синтезированных наночастиц разработан способ
ультразвукового диспергирования водных и спиртовых (этиловый спирт) суспензий наночастиц металлов и оксидов.
- Получено 18 образцов наночастиц различной размерности, включая наночастицы Ag, Al, Fe, Cu, Cu-Zn, Pd, Ta, TaO2, Ti, V, Ti
и других.
- Синтезированы электроимпульсным конденсационно-диспергационным способом жидкие коллоидные растворы с
наночастицами металлов с размерами от 1 до 20 нм.
- Разработана методика оценки антибактериальных свойств полученных экспериментальных образцов.
- Исследование антибактериальных свойств экспериментальных образцов металлических и оксидных наночастиц показало
эффективность ряда образцов против бацилл B. cereus и бактерий зубного налета.