دانشمندان ایرانی «چاپ ۳بعدی روکش دائمی دندان ظرف چند ساعت» را محقق کردند

به گزارش ایسنا، فناوری جدید دانشگاه تگزاس در دالاس، تولید روکش‌های زیرکونیای چاپ سه‌بعدی شده در مطب را امکان‌پذیر می‌کند و زمان تعبیه روکش را به کمتر از ۳۰ دقیقه کاهش می‌دهد.

به نقل از آی‌ای، بیماران ممکن است به‌زودی تنها در عرض چند ساعت با روکش دائمی از دندانپزشکی خارج شوند.

محققان دانشگاه تگزاس در دالاس یک فناوری را توسعه داده‌اند که امکان ترمیم‌های دندانی چاپ سه‌بعدی شده در یک روز را از زیرکونیا(zirconia) که ماده استاندارد طلایی برای کارهای دائمی دندانپزشکی است، فراهم می‌کند.

این نوآوری می‌تواند روکش‌ها، بریج‌ها و سایر ترمیم‌ها را با سریع‌تر، شخصی‌تر و راحت‌تر کردن آنها برای بیماران متحول کند.

این تیم با حمایت بنیاد ملی علوم آمریکا(NSF) در حال تلاش برای تجاری‌سازی این فناوری است.

روکش‌های دندانی، کلاهک‌هایی هستند که روی دندان‌های آسیب‌دیده یا پوسیده قرار می‌گیرند و همچنین می‌توانند به عنوان تکیه‌گاه برای بریج‌های دندانی عمل کنند.

در حال حاضر، روکش‌های چاپ سه‌بعدی شده در یک روز در دسترس هستند، اما آنها از رزین‌های سرامیکی استفاده می‌کنند که فاقد استحکام «زیرکونیا» هستند. اگرچه روکش‌های زیرکونیا موجود هستند، اما در فرآیندی که پیچیدگی طراحی را محدود می‌کند و خطرات ترک‌های ریز را به همراه دارد، تراشیده می‌شوند.

تیم تحقیقاتی دانشگاه تگزاس در دالاس، یک چالش کلیدی را حل کرد و زمان پردازش طولانی مورد نیاز پس از چاپ سه‌بعدی زیرکونیا را از بین برد.

روکش‌ها پس از چاپ باید تحت عملیات رفع انسداد قرار گیرند که در آن رزین حاوی ذرات زیرکونیا حذف می‌شود و سپس تحت عملیات تف‌جوشی(Sintering) قرار گیرند که در آن، ذرات به یک ساختار جامد تبدیل می‌شوند. به طور سنتی، رفع انسداد می‌تواند ۲۰ تا ۱۰۰ ساعت طول بکشد.

«تَف‌جوشی» یکی از روش‌های شکل‌دهی مواد فلزی و سرامیکی است. تف‌جوشی چسباندن یا چسبیدن ذرات یک یا چند ماده به یکدیگر از طریق ذوب سطحی بر اثر حرارت، همراه با فشار یا بدون آن است، به‌طوری‌ که به صورت یک توده جامد درآیند. اساس کار این روش، کاهش انرژی آزاد سطحی ذرات در اثر چسبیدن به یکدیگر است.

دکتر مجید میناری، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه تگزاس در دالاس می‌گوید: رفع انسداد، گلوگاه این فرآیند بوده است. این کار باید بسیار آهسته انجام شود. اگر سرعت آن را افزایش دهید، پلیمری که سوزانده می‌شود به گاز تبدیل می‌شود و اگر آن گاز نتواند فرار کند، روکش ممکن است ترک بخورد یا بشکند.

وی افزود: زمان رفع انسداد 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 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، در حالی که یک سیستم خلأ آن را خارج می‌کند و به روکش‌ها اجازه می‌دهد بدون ترک خوردن در طول فرآیند دوام بیاورند.

میناری ادامه داد: با فناوری ما، اگر یک دندانپزشک بخواهد یک روکش زیرکونیای چاپ سه‌بعدی را در مطب خود به دست آورد، می‌تواند آن را تنها در عرض چند ساعت به بیمار ارائه دهد.

سریع‌تر، قوی‌تر، هوشمندتر

این پروژه شامل همکاری با آزمایشگاه دندانپزشکی «Pan-AM»، شرکت «3DCeram Sinto» و دکتر امیرعلی زندی‌نژاد، متخصص پروتز و دانشیار سابق دانشگاه تگزاس A&M است.

از دیگر همکاران مجید میناری در دانشگاه تگزاس در دالاس می‌توان به مهدی مصدق، معین خاکزاد، زهرا سپاسی، کالیان ناندیگاما و دکتر گلدن کومار اشاره کرد.

این تیم اخیراً جایزه ۵۵۰ هزار دلاری «NSF Partnerships for Innovation» را دریافت کرده است. هدف از اعطای این جایزه، تجاری‌سازی این فناوری، ارائه ترمیم‌های زیرکونیایی چاپ سه‌بعدی شده در مطب‌های دندانپزشکی، بهبود سرعت درمان و تجربه بیمار است.

روکش‌های زیرکونیایی چاپ سه‌بعدی، راه‌حل‌های قوی‌تر و قابل تنظیم‌تری نسبت به جایگزین‌های رزینی ارائه می‌دهند و برخلاف زیرکونیای تراشیده یا آسیاب‌شده، امکان طراحی‌های پیچیده با خطر شکستگی کمتر را فراهم می‌کنند. این امر می‌تواند ضایعات را کاهش دهد، هزینه‌ها را کم کند و ابزاری را در اختیار دندانپزشکان قرار دهد تا ترمیم‌های دائمی واقعاً در همان روز ارائه دهند.

میناری می‌گوید: این رویکرد، شخصی‌سازی بیشتر، درمان سریع‌تر و راحتی دریافت ترمیم دائمی در یک جلسه را ارائه می‌دهد.

این فناوری با اعتبارسنجی بالینی بیشتر و تأیید نظارتی می‌تواند به زودی روزها یا هفته‌ها انتظار برای دریافت یک روکش دائمی را به خاطره‌ تبدیل کند.

یافته‌های این مطالعه در مجله Ceramics International منتشر شده است.