Czy stomatologia poprawi się w przyszłości i czego można się po niej spodziewać?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Wyobraź sobie dzień, w którym w klinice dentystycznej wyrośnie nowy ząb, który zastąpi utracony. Albo kiedy robot założy wypełnienie dentystyczne i będzie można uchronić dziecko przed próchnicą jeszcze przed wyrznięciem się pierwszego zęba. Ta chwila nie jest tak odległa, jak mogłoby się wydawać. Stomatologia stoi u progu nowych niesamowitych możliwości – rozważymy je dzisiaj.

Inteligentna szczoteczka do zębów

Zachowanie zębów zaczyna się od właściwego oczyszczenia. Już niedługo nasz dom zapełni się wieloma inteligentnymi urządzeniami. A łazienka nie jest wyjątkiem: korzystanie z inteligentnej szczoteczki do zębów nie będzie niczym niezwykłym.

Na rynku pojawiły się już pierwsze tego typu urządzenia. Ich zadaniem jest pomoc w prawidłowym czyszczeniu zębów. Inteligentna szczoteczka elektryczna ułatwi utrzymanie właściwej higieny jamy ustnej i lepiej zapobiegnie gromadzeniu się płytki nazębnej.

Inteligentna szczoteczka do zębów Prophix firmy Onvi z funkcją wideo / © smart-home.market

Jeden z czołowych producentów elektroniki wypuścił już podobną szczoteczkę do zębów. Za pomocą Bluetooth łączy się ze smartfonem, do którego pobierana jest specjalna aplikacja. Posiada czujniki, które śledzą sposób mycia zębów w czasie rzeczywistym. Wszystko działa po prostu.

Podczas mycia zębów inteligentna szczoteczka tworzy trójwymiarową mapę ust, która pokazuje, jak i które zęby myjesz. Aplikacja w smartfonie przeanalizuje uzyskane w procesie informacje i podpowie, na które zęby zwracasz mało uwagi, a które przeciwnie, myjesz zbyt dokładnie. Jednocześnie program ostrzeże Cię, jeśli będziesz zbyt pilnie myć zęby.

Thomas Serval stworzył urządzenie zdolne do samodzielnego monitorowania regularności i jakości higieny jamy ustnej / © startmile.ru

Dla dzieci przygotowano tryb zabawy, który nauczy je regularnie i prawidłowo myć zęby – wydaje się, że osobisty dentysta codziennie obserwuje, jak Ty i Twoje dziecko dbacie o zęby.

Stomatologia cyfrowa i sztuczna inteligencja

Sztuczna inteligencja stała się już rzeczywistością w wielu obszarach i oczekuje się, że w nadchodzących latach będzie miała wpływ na stomatologię. Wraz z nadejściem cyfrowej stomatologii gabinety lekarskie będą gromadzić znaczne ilości danych dotyczących zdrowia pacjentów, od elektronicznej dokumentacji medycznej po modele 3D jamy ustnej.

Program komputerowy o większej wydajności będzie w stanie wykryć oznaki początkowej próchnicy / © pro-spo.ru

Informacje te są potrzebne w codziennej pracy dentysty, ale jeszcze bardziej przydadzą się w wirtualnych „rękach” systemów zbudowanych w oparciu o sztuczną inteligencję. W końcu są w stanie analizować ogromne ilości danych, a następnie sugerować opcje leczenia i przewidywać problemy z zębami, zanim się pojawią.

Dzięki sztucznej inteligencji wykrywanie próchnicy może stać się jeszcze bardziej zautomatyzowane. Oceniając trójwymiarowe obrazy jamy ustnej pacjenta, program komputerowy będzie skuteczniej wykrywał oznaki próchnicy w fazie początkowej.

Ponadto inteligentne systemy zadbają o to, aby przepisane leki lub zabiegi były połączone z innymi lekami przyjmowanymi przez pacjenta i nie powodowały skutków ubocznych.

Robotyka

Roboty chirurgiczne już teraz zajmują miejsce na salach operacyjnych. Wkrótce staną się pełnoprawnymi właścicielami gabinetów stomatologicznych. W 2017 roku w jednej z klinik w chińskim mieście Xi'an dentysta-robot po raz pierwszy z powodzeniem wykonał operację dentystyczną na żywej osobie. Pod nadzorem, ale samodzielnie i bez udziału personelu medycznego założył pacjentowi dwa sztuczne zęby. Co więcej, oba implanty zostały wydrukowane w 3D.

Deweloperzy uważają, że zastosowanie robotów rozwiąże problem braku wykwalifikowanych dentystów w kraju. W Chinach co roku instaluje się około miliona implantów, ale wielu pacjentów musi ponownie udać się do lekarza z powodu błędów chirurgicznych. Ponadto zastosowanie robotów zmniejszy inwazyjność zabiegów stomatologicznych i skróci czas gojenia.

drukowanie 3d

Drukarki 3D weszły już do stomatologii. Stanowią nieocenioną pomoc w laboratoriach dentystycznych. Wcześniej produkcja modeli w protetyce stomatologicznej, niezbędnych do wykonania indywidualnej protezy, odbywała się ręcznie. Był to żmudny i czasochłonny proces. Dzisiejsze drukowanie 3D umożliwia niemal całkowitą automatyzację.

Drukowanie z fotopolimeru zawierającego parafinę do późniejszego odlewania bez popiołu, przy użyciu standardowego trybu wypalania w temperaturze / © belodent.org

Oczywiście najpierw trzeba wykonać skan 3D jamy ustnej i uzyskać dane o stanie całego układu szczękowego za pomocą rezonansu magnetycznego. Uzyskane dane są ładowane do komputera, gdzie tworzony jest model 3D uzębienia pacjenta.

Teraz drukarka może wydrukować model 3D szczęki, wyciski dentystyczne, szablony chirurgiczne wymagane do instalacji implantów i wiele więcej. Wraz z drukarką 3D można wykorzystać do produkcji aparatów ortodontycznych.

Jednak do tej pory materiały stosowane w druku 3D nie są na tyle biokompatybilne, aby mogły być używane przez długi czas, a to jest warunkiem koniecznym do tworzenia implantów. Ale nie trzeba dużej wyobraźni, aby to rozgryźć: w rezultacie druk 3D umożliwi stworzenie w pełni wydrukowanych implantów, które przed montażem będą wymagały jedynie wykończenia i polerowania.

Wirtualna rzeczywistość

Technologia rzeczywistości wirtualnej może zasadniczo zmienić proces uczenia się dentystów, zarówno w instytucjach edukacyjnych, jak i na kursach kształcenia ustawicznego. University of Pennsylvania School of Dentistry od kilku lat używa okularów VR do symulacji zabiegów stomatologicznych.

Podobnie praktykujący lekarz, przygotowując się do złożonej operacji, może założyć okulary wirtualnej rzeczywistości i przeprowadzić całą nadchodzącą operację na symulatorze stomatologicznym od początku do końca.

Dzięki temu pacjenci mogą również skorzystać z postępów w technologiach VR, aby podczas zabiegu odbyć ekscytującą wirtualną podróż i nie skupiać się na nieprzyjemnych doznaniach.

W jednym eksperymencie naukowcy z Holandii i Wielkiej Brytanii zrekrutowali grupę 80 osób, które potrzebowały pomocy dentysty. Uczestnicy zostali podzieleni na trzy grupy. Dwie pierwsze musiały być w okularach wirtualnej rzeczywistości podczas zabiegu stomatologicznego. Jedna grupa „podróżowała” wzdłuż wybrzeża, druga „spacerowała” po mieście. Trzecia grupa służyła jako kontrola: jej uczestnicy po prostu wpatrywali się w sufit.

Wirtualna rzeczywistość w stomatologii / © stomatologclub.ru

Jak się okazało, osoby zanurzone w „przybrzeżnej” wirtualnej rzeczywistości po zabiegu zgłaszały mniej stresu i bólu niż pacjenci podróżujący po wirtualnym pejzażu miejskim, a tym bardziej osoby z grupy kontrolnej.

Zapobieganie próchnicy

Jesteśmy już dość zaawansowani w katalogowaniu genomów ludzi, zwierząt i drobnoustrojów. Do tej pory zsekwencjonowano genomy setek gatunków bakterii żyjących w biofilmach na powierzchni zębów, w bakteryjnych płytkach nazębnych i na powierzchni implantów. Nasze istniejące bazy danych genomu człowieka i drobnoustrojów zapewniają nowe możliwości efektywnej terapii lekowej.

Na przykład Streptococcus mutans jest jedną z głównych bakterii związanych z próchnicą zębów. Odgrywa główną rolę w próchnicy zębów, przekształcając sacharozę w kwas mlekowy. Teraz już wiemy, że jest ona przekazywana z rodzica na dziecko w pierwszych latach życia.

Płytka nazębna pod mikroskopem / © stomatologclub.ru

Genetyka może pomóc w znalezieniu sposobów zapobiegania tej transmisji. Ponadto możemy celować w terapię genową, aby zahamować procesy zachodzące w samych bakteriach, które regulują produkcję kwasu, produktu ubocznego metabolizmu cukru, który powoduje próchnicę zębów. Możemy nawet celować w selektywną eliminację Streptococcus mutans z biofilmów jamy ustnej.

Regeneracja zębów

Rosnące zęby stały się już naukowym celem na najbliższą przyszłość. Regeneracja powinna zastąpić protetykę i implantację. Na ratunek przyjdą tu komórki macierzyste, bo jak wiadomo potrafią się rozwinąć w dowolne typy komórek, a także mogą pomóc w „naprawie” zębów.

Jednak nawet teraz, gdy zębina jest uszkodzona, komórki macierzyste znajdujące się w miazdze są w stanie migrować do niej i uczestniczyć w odbudowie zęba. Ale w tym przypadku powstaje tylko cienka warstwa zębiny, która chroni wnętrze zęba. Zarówno zębina, jak i szkliwo są jedną z niewielu tkanek ludzkiego organizmu, które nie mogą się regenerować. Dlatego dzisiaj, w przypadku zniszczenia i urazu, objętość zęba przywraca się za pomocą sztucznego materiału.

Jak nerwy wyglądają pod mikroskopem / © stomatologclub.ru

Naukowcy mają kilka pomysłów na wykorzystanie komórek macierzystych do regeneracji zębów. Naukowcy z King's College London odkryli, że lek

Tideglusib, pierwotnie opracowany do leczenia choroby Alzheimera, stymuluje komórki macierzyste w miazdze do wytwarzania większej ilości zębiny niż zwykle.

Jednak nadal nie można obejść się bez wiercenia zęba: obszar uszkodzony przez próchnicę należy wyeliminować. Następnie do otworu wkłada się gąbkę kolagenową nasączoną lekiem, a sam otwór zamyka się klejem dentystycznym. Po kilku tygodniach gąbka rozpuszcza się, a ząb zostaje odbudowany.

Innym sposobem na aktywację komórek macierzystych jest naświetlanie ich laserem o małej mocy. Bioinżynierowie z Harvard's Wyss Institute pracują w tym kierunku.

Do tej pory podobne eksperymenty przeprowadzono tylko na myszach laboratoryjnych. Jest jeszcze wiele do zrobienia, aby powtórzyć te badania na ludziach i zrozumieć, która z technologii regeneracji zębów okaże się i zostanie dopuszczona do użytku w klinikach dentystycznych.

Szkliwo syntetyczne

Podczas gdy niektórzy naukowcy pracują nad regeneracją zębów, w Chinach stworzyli sztuczne szkliwo, które można nakładać na obszar zęba pozbawiony naturalnego szkliwa.

Emalia syntetyczna, która została stworzona przez grupę naukowców z Uniwersytetu Zhejiang pod kierunkiem dr Zhaoming Liu, jest identyczna z naturalną. Całkowicie naśladuje jego naturalną złożoną strukturę. Naukowcom udało się zsyntetyzować skupiska głównego składnika szkliwa - fosforanu wapnia.

Okazało się, że są małe: mają tylko półtora nanometra średnicy. Tak mały rozmiar zapewnia niezwykle gęste upakowanie skupisk w struktury podobne do naturalnego szkliwa zębów. Nie udało się tego osiągnąć w poprzednich eksperymentach. Z pomocą naukowcom przyszła trietyloamina, dzięki której udało się spowolnić adhezję rosnących skupisk.

Szkliwo syntetyczne / © stomatologclub.ru

Doświadczenia laboratoryjne wykazały, że sztuczne szkliwo może mocno przylegać do kryształów hydroksyapatytu - głównego mineralnego składnika kości i zębów - i tworzyć na nich mocny film.

Następnie szkliwo zostało przetestowane na ochotniku, którego zęby utraciły w wyniku kontaktu z kwasem cyjanowodorowym. Minęły dwa dni od nałożenia materiału na zęby: wtedy utworzył się na nich gęsty krystaliczny film o grubości 2,7 mikrometra, który pod względem wytrzymałości i odporności na ścieranie w niczym nie ustępował zwykłemu szkliwie.