تقنيات النانو في طب الأسنان: ثورة في العناية بصحة الفم

تُوظّف في الوقاية والعلاج الجيني لأمراضه

تقنيات النانو في طب الأسنان:  ثورة في العناية بصحة الفم
TT

تقنيات النانو في طب الأسنان: ثورة في العناية بصحة الفم

تقنيات النانو في طب الأسنان:  ثورة في العناية بصحة الفم

تُعد تقنيات النانو من أحدث الابتكارات التكنولوجية التي تُحدث ثورة في مختلف المجالات الطبية، وطب الأسنان ليس استثناءً. وتُعد هذه التقنية نقلة نوعية في تحسين علاجات الأسنان والعناية بصحة الفم، مما يوفّر حلولاً مبتكرة ومستدامة للمشكلات التقليدية.

تقنيات النانو للتشخيص والعلاج

ما تقنيات النانو؟ تقنيات النانو تعتمد على استخدام دقائق صغيرة جداً، يبلغ امتدادها نانومتراً واحداً (جزء من مليار جزء من المتر). وهذه الدقائق تمتلك خصائص فريدة تُمكّنها من التفاعل مع المواد البيولوجية على مستوى الخلايا وتوصيل العلاجات والأدوية مباشرة إلى الخلايا المستهدفة.

وتمكّن هذه التقنية من التشخيص المبكر، وتحسين فاعلية العلاجات، وتقليل الآثار الجانبية، وتحفيز عملية الشفاء بطرق دقيقة ومستدامة، مما يفتح آفاقاً جديدة في العلاجات الطبية.

ومن أهم تطبيقات تقنيات النانو في طب الأسنان ما يلي:

> مواد حشو ومعاجين أسنان للوقاية من التسوس. تُستخدم جسيمات النانو في صنع مواد حشو أسنان تمتاز بقوة ومتانة أعلى مقارنة بالمواد التقليدية، بحيث تكون أكثر تحمّلاً لقوة المضغ وصرير الأسنان. وتتميّز هذه الحشوات بقدرتها على الالتصاق الأفضل مع مادة السن؛ بحيث لا يحدث تسريب للبكتيريا ويطيل عمر الحشو. كما تساعد هذه المواد في الوقاية من التسوس وإعادة بناء بنية الأسنان المتضررة. كما أن الالتصاق الأفضل يمنع حساسية الأسنان بعد حشوها.

كما يمكن استخدام جسيمات النانو الفضية بصفتها مضاداً للميكروبات في معاجين الأسنان وغسول الفم، مما يُقلل نمو البكتيريا ويمنع تكوّن التسوس.

> تعزيز صحة اللثة. تُسهم تقنيات النانو في تطوير مواد قادرة على تحفيز نمو الأنسجة اللثوية وتجديدها. ويمكن لهذه المواد أن تساعد في علاج أمراض اللثة وتعزيز الشفاء السريع. كما أن هذه التقنية تساعد على توصيل الأدوية بشكل دقيق إلى المناطق المصابة في اللثة، مما يزيد من فاعلية العلاجات ويقلّل الآثار الجانبية.

> تبييض الأسنان. تُستخدم جسيمات النانو في تطوير منتجات تبييض الأسنان التي يمكنها الوصول إلى الأجزاء الدقيقة في مينا الأسنان، وتفتيت البقع العنيدة، مما يمنح نتائج تبييض أكثر فاعلية وأماناً. وبفضل هذه التقنية فإن عمليات تبييض الأسنان التي كانت دائماً مرتبطة بألم وحساسية للأسنان مفرطة أصبحت بلا ألم أو حساسية.

العلاج الجيني

> العلاج الجيني. تُستخدم تقنيات النانو في توصيل الأدوية والجينات إلى خلايا الفم المستهدفة بدقة عالية. ويساعد هذا في تطوير علاجات جينية للأمراض الوراثية المتعلقة بالفم، مثل هشاشة الأسنان.

من الأمثلة الرائدة في استخدام تقنيات النانو في العلاج الجيني للأسنان هو توصيل جينات «VEGF» (عامل نمو بطانة الأوعية الدموية) باستخدام جسيمات النانو لعلاج أمراض اللثة الوراثية. وتقوم جسيمات النانو بتوصيل هذه الجينات مباشرة إلى خلايا اللثة المصابة؛ مما يعزّز تكوين أوعية دموية جديدة ويحفّز إصلاح الأنسجة المتضررة.

> تسريع الشفاء بعد الجراحة. تُستخدم جسيمات النانو في تطوير مواد تضميد الجروح التي تُسهم في تسريع عملية الشفاء بعد العمليات الجراحية في الفم، مثل قلع الأسنان أو زراعتها من خلال لعب تقنية النانو دوراً كبيراً في تحسين الشفاء بعد الجراحة الفموية من خلال:

- مركبات النانو المستحلبة. تعزّز الشفاء في الأغشية المخاطية الفموية.

- «جل» النانو الحيوي. يعزّز تكاثر الخلايا وتكوين الأوعية الدموية، ما يُسهم في تجديد الأنسجة.

- الهلاميات المائية المضادة للميكروبات. تساعد في السيطرة على الالتهابات وضمان بيئة معقمة للشفاء.

- توصيل الدواء المستهدف. استخدام الجسيمات النانوية لتوصيل الأدوية مباشرة إلى المنطقة المصابة.

- العلاج الضوئي الديناميكي. يستخدم جسيمات نانوية مفعّلة بالضوء لاستهداف البكتيريا وتدميرها، مما يعزّز الشفاء.

إن تقنيات النانو تُعد مستقبل طب الأسنان؛ حيث توفّر حلولاً مبتكرة وفعّالة لمجموعة متنوعة من مشكلات صحة الفم. ومع استمرار البحث والتطوير في هذا المجال، من المتوقع أن نشهد مزيداً من التحسينات والابتكارات التي ستعزّز من جودة الرعاية الصحية وتُسهم في تحسين حياة المرضى.


مقالات ذات صلة

«نوكيا»: السعودية ستكون رائدة عالمياً في نشر شبكات «الجيل السادس»

خاص تهدف مبادرات مثل «النطاق العريض اللاسلكي» إلى ضمان اتصال سلس وعالي السرعة للمستخدمين في جميع أنحاء المملكة (شاترستوك)

«نوكيا»: السعودية ستكون رائدة عالمياً في نشر شبكات «الجيل السادس»

في حديث لـ«الشرق الأوسط»، يصف نائب الرئيس الأول لشبكات الهواتف الجوالة في الشرق الأوسط وأفريقيا في «نوكيا» المشهد في السعودية بـ«العاصفة المثالية من النمو».

نسيم رمضان (الرياض)
تكنولوجيا «مانوس» وكيل ذكاء اصطناعي مستقل قادر على تنفيذ مهام معقدة دون تدخل بشري (مانوس)

تعرف على «مانوس»... وكيل ذكاء اصطناعي من الصين

يعمل وكيل ذكاء اصطناعي عاماً (General AI Agent) حيث يمكنه اتخاذ القرارات وتنفيذ المهام المتعددة بشكل مستقل!

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
الاقتصاد طالب سعودي يتابع أبحاث الدكتوراه في مختبر الكيمياء التحليلية في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)

تأسيس مراكز ومعامل تترجم تطورات تحقيق الاستراتيجية السعودية للتقنية الحيوية

أحرزت السعودية تقدماً ملحوظاً في التقنية الحيوية بعد إطلاقها الاستراتيجية الوطنية الخاصة بها مطلع 2024 والهادفة إلى أن تصبح المملكة تجمعاً عالمياً في المجال.

آيات نور (الرياض)
الاقتصاد منافسة أم تكامل... كيف تتعايش البنوك الرقمية والتقليدية في عالم المال؟

منافسة أم تكامل... كيف تتعايش البنوك الرقمية والتقليدية في عالم المال؟

يشهد قطاع البنوك الرقمية في الخليج نمواً متسارعاً، مدفوعاً بتغير سلوك المستهلكين وانتشار التكنولوجيا، مما يعزز المنافسة بين البنوك التقليدية والرقمية.

عبير حمدي (الرياض)
خاص تدعم شركة «ساس» رؤية المملكة 2030  بتقديم حلول في الذكاء الاصطناعي والتحليلات لتعزيز اتخاذ القرارات المستندة إلى البيانات (شاترستوك)

خاص «ساس»: الذكاء الاصطناعي يتوقع التحديات المستقبلية ويُحسِّن عمليات الشركات

يقول المدير العام لشركة «ساس» في السعودية إن أدوات الذكاء الاصطناعي تساعد على تحسين إدارة البنية التحتية ومكافحة الجرائم الإلكترونية والاحتيال.

نسيم رمضان (لندن)

ثورة في جراحة العظام: كيف تحسّن «الغرسات المطبوعة» زراعة المفاصل؟

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)
تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)
TT

ثورة في جراحة العظام: كيف تحسّن «الغرسات المطبوعة» زراعة المفاصل؟

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)
تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)

مع التطور السريع في تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، شهد قطاع الرعاية الصحية تحولاً جذرياً في تصنيع الغرسات الطبية، لا سيما في جراحة العظام واستبدال المفاصل.

وتتيح هذه التقنية إنتاج غرسات مخصصة تتناسب مع البنية التشريحية لكل مريض، مما يعزّز الراحة ويُسرّع عملية الشفاء. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات تتعلّق بمتانة المواد المستخدمة وتجانس خصائصها الميكانيكية، وهذا قد يؤثر في كفاءة وأمان هذه الغرسات على المدى الطويل.

تطوير صيني

في هذا السياق، توصل فريق بحثي من مختبر مواد «سونغشان ليك» في الصين إلى تطوير أول ركبة اصطناعية في العالم مصنوعة بالكامل بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر التي حصلت رسمياً على موافقة إدارة المنتجات الطبية الوطنية في الصين بصفتها جهازاً طبياً مبتكراً. وركز الفريق في دراسته على تحسين قوة وثبات سبائك «الكوبالت-الكروم-الموليبدينوم» (CoCrMo) المستخدمة في زراعة المفاصل، التي تُصنَّع باستخدام تقنية الانصهار بالليزر، وهي إحدى طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد التي تتيح تصنيع هياكل دقيقة ومخصصة للمرضى.

غير أن هذه التقنية تُنتج مواد ذات بنية متباينة الخصائص الميكانيكية، حيث أظهرت الاختبارات الأولية أن الغرسات كانت أكثر مرونة في اتجاه معين مقارنة بآخر، مما يؤدي إلى تفاوت في القوة الهيكلية ويؤثر في أدائها الطبي.

لمعالجة هذه المشكلة، طبّق الفريق عملية معالجة حرارية من خطوتَيْن، الأولى تضمّنت تسخين المادة إلى 1150 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة، ثم تبريدها سريعاً بالماء؛ مما أدى إلى إعادة تبلور الحبيبات المعدنية وتحسين انتظام بنيتها، أما الأخرى فشملت إعادة تسخين المادة إلى 450 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة؛ مما عزّز توازن الخصائص الميكانيكية، وقضى على التباين بين الاتجاهات المختلفة في المادة.

وبعد تطبيق هذه المعالجة الحرارية، أظهرت الاختبارات تحسّناً ملحوظاً في قوة الغرسات ومرونتها، حيث تساوت تقريباً قيم الاستطالة القصوى في جميع الاتجاهات. كما ساعدت هذه العملية في التخلص من العيوب البنيوية وتكوين حبيبات متجانسة، وهذا ما عزّز مقاومة الغرسات للتآكل والإجهاد الميكانيكي. ونُشرت النتائج في عدد 4 مارس (آذار) 2025 من دورية «Materials Futures».

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ساهمت في تحسين نتائج جراحات العظام (مستشفى تامبا العام بالولايات المتحدة)

غرسات مخصصة

يقول الباحث الرئيسي للدراسة من مختبر مواد «سونغشان ليك» في الصين، الدكتور تشانغوي سونغ، إن الطباعة ثلاثية الأبعاد تتيح تصنيع غرسات طبية مخصصة وفقاً للقياسات التشريحية الدقيقة لكل مريض، مما يعزّز التوافق مع العظام ويقلّل المضاعفات.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن تقنية الانصهار بالليزر تتيح التحكم الدقيق في البنية المجهرية، ما يسمح بتكوين هياكل معقّدة يصعب تحقيقها بطرق التصنيع التقليدية مثل الصب أو التشكيل. كما توفّر كفاءة إنتاجية أعلى من خلال تسريع عمليات التصنيع وتقليل الفاقد من المواد، مقارنة بالأساليب التقليدية.

ونوه بأن الغرسات الجديدة تتمتع بمتانة وموثوقية أعلى، مما يقلّل من مخاطر الكسر أو الفشل في أثناء الاستخدام المطوّل. كما أن تحسين بنية المعدن يُسهم في توزيع الإجهادات بالتساوي، ما يجعل الغرسة أكثر قدرة على تحمّل الضغوط المختلفة بكفاءة أكبر، وهذا يقلّل الحاجة إلى عمليات استبدال متكررة. كما يساعد التصميم المخصص والهيكل المحسّن على تقليل الالتهابات والرفض المناعي، مما يسرّع تعافي المرضى بعد الجراحة.

وتوقّع سونغ أن تُحدث الطباعة ثلاثية الأبعاد تحولاً كبيراً في تصنيع الغرسات العظمية، إذ تتيح إنتاج غرسات مخصصة بدقة تتناسب مع البنية العظمية لكل مريض. ومستقبلاً، قد يؤدي دمج المواد الحيوية مع الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تطوير غرسات تتكامل مع أنسجة الجسم بشكل طبيعي.

قفزات تقنية

وحقّقت الطباعة ثلاثية الأبعاد قفزات متوالية في مجال جراحة العظام. ففي أكتوبر (تشرين الأول) 2024، طوّر باحثون من جامعة تكساس في دالاس تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة، لإنشاء نماذج واقعية لعظم الفخذ لدى البشر، يمكن أن تساعد الأطباء في التحضير للعمليات الجراحية لإصلاح العظام وتطوير علاجات لأورام العظام.

وتهدف هذه التقنية إلى توفير بديل أقل تكلفة وأسرع للاختبارات البيوميكانيكية، مقارنة بالعظام الاصطناعية التقليدية أو العظام المتبرع بها. وتتكوّن النسخة المطبوعة من حمض «البولي لاكتيك»، وهو بوليمر حيوي منخفض التكلفة وقابل للتحلل، يتميز بخصائص بيوميكانيكية مماثلة للعظام البشرية، حيث تبلغ تكلفة كل نسخة نحو 7 دولارات فقط. كما أشار الباحثون إلى إمكانية استخدام هذه العظام المطبوعة في إصلاح العظام أو اختبار علاجات الأورام، بل ربما في زراعة أنسجة عظمية بشرية مستقبلاً.

كما طوّر فريق بحثي من جامعة واترلو الكندية في أغسطس (آب) 2024، مادة جديدة تحاكي خصائص أنسجة العظام، مما يفتح المجال لاستخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج رقع عظمية مخصصة للمرضى الذين يحتاجون إلى ترميم أو جراحة إعادة بناء العظام.

وتوفّر هذه التقنية بديلاً مبتكراً للغرسات المعدنية والعظام المتبرع بها التي قد لا تتناسب تماماً مع تشريح المريض أو قد يرفضها الجسم. وتتكون المادة الجديدة من مركب نانوي حيوي يتمتع بقوة ميكانيكية عالية وقابلة للطباعة، مع إمكانية تحوله لاحقاً إلى نسيج عظمي طبيعي داخل الجسم؛ مما قد يقلّل من الحاجة إلى عمليات جراحية متكررة.

وكان فريق من جامعة نيو ساوث ويلز في سيدني بأستراليا، نجح في يناير (كانون الثاني) 2021، في تطوير حبر حيوي يمكن استخدامه في الطباعة ثلاثية الأبعاد للعظام مباشرة داخل جسم المريض، دون الحاجة إلى درجات حرارة عالية أو مواد كيميائية قاسية. يعتمد هذا الابتكار، المسمى «COBICS»، على طباعة مادة فوسفات الكالسيوم الحيوية التي تتحول إلى مصفوفة نانوية مسامية تحاكي بنية العظام الطبيعية عند وضعها في حمام هلامي بدرجة حرارة الجسم. وقد أظهر الحبر توافقاً حيوياً عالياً، حيث استطاعت الخلايا الالتصاق به والتكاثر بنسبة نجاح بلغت 95 في المائة بعد الطباعة.

ووفق الباحثين، يمثّل هذا النهج تقدماً كبيراً في إصلاح العظام التالفة بسبب الإصابات أو السرطان. ويُجري الفريق حالياً اختبارات لتقييم قدرة الطباعة على إصلاح الجروح العظمية الكبيرة، ويخطط للتعاون مع الجراحين وأطباء الأسنان لاستكشاف التطبيقات الطبية لهذه التقنية.