28

^{Міністерство освіти і науки}

^{Управління освіти і науки хмельницької облдержадміністрації}

^{Хмельницьке територіальне відділення МАН України}

^{Шепетівська міська філія}

Відділення: технічних наук

Секція: матеріалознавство

Нанотехнології в стоматології

Роботу виконав:

Месь Олексій Сергійович,

учень 10 класу Шепетівської спеціалізованої загальноосвітньої школи І – ІІІ ступенів №2 з поглибленим вивченням основ економіки і правознавства Хмельницької обл.

Науковий керівник:

Каленюк Галина Іванівна, вчитель фізики, вчитель вищої категорії, старший вчитель

Шепетівка - 2010

Тези

наукової роботи «Нанотехнології в стоматології» ; автор Месь Олексій Сергійович; Хмельницьке територіальне відділення МАН; Шепетівська спеціалізована загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №2 з поглибленим вивченням основ економіки і правознавства, 10 клас; науковий керівник Каленюк Галина Іванівна, вчитель фізики, вчитель вищої категорії, старший вчитель.

Одним із нових напрямків у сучасній стоматології є використання нанотехнологій Перші спроби застосування наночастинок у селективній антимікробній нанотерапії видаються надзвичайно перспективними на практицi. Тому пошук нових методів і матеріалів для успішного лікування, таких як наночастинки та їх комплекси, лазерна діагностика і терапія визначені як актуальний напрямок досліджень.

Для досягнення поставленої мети в роботі необхідно було вирішити такі завдання:

1. Проаналізувати рівень досягнення нанотехнологій на сучасному етапі.

2. Оцінити досягнення українських вчених в даній галузі науки.

3. Провести порівняльний аналіз досягнення розвитку нанотехнологій в Україні та в світі.

4. Обгрунтувати вибір наночастинок та їх комплексів для дезінфекції системи каналу кореня зуба.

5. Опрацювати позитивні і негативні сторони нанотехнологій..

В процесі наукового дослідження зроблено наступні висновки:

• нанотехнології стануть рушійною силою наступної промислової революції, і змінюватимуть наш спосіб життя.;

• створені наночастинки можуть становити небезпеку для здоров’я людей та навколишнього середовища;

• безпека і вплив на здоров’я людей нанотехнологій повинні бути вивчені більш широко для практичного і масового їх використання;

• щоб досягти якомога кращих та корисних результатів, необхідна міжнародна координація: варто знайти способи узгодження наукових досліджень.

ЗМІСТ

ВСТУП

Актуальність теми дослідження пояснюється тим, що однією з головних проблем сучасної практичної стоматології є підвищення якості лікування. Дослідження останніх років свідчать про те, що якісно лікувати вдається не більше 70% пацієнтів. Недосконале механічне очищення кореневого каналу і неповна його стерилізація залишаються суттєвим недоліком, оскільки наявність мікробної колонізації у дентині каналу кореня зуба в майбутньому призводить до виникнення патологічного вогнища в пародонті [14] . Слід враховувати також часті протипоказання до традиційної антимікробної терапії за наявності у пацієнтів супутніх загально соматичних захворювань. Окрім цього, багата поліморфна мікрофлора кореневого каналу має різну чутливість до антибактеріальних препаратів. Одним із нових напрямків у сучасній стоматології є використання нанотехнологій Перші спроби застосування наночастинок у селективній антимікробній нанотерапії видаються надзвичайно перспективними на практицi. Тому пошук нових методів і матеріалів для успішного лікування, таких як наночастинки та їх комплекси, лазерна діагностика і терапія визначені як актуальний напрямок досліджень.

Темою дослідження є впровадження нанотехнологій в стоматологію. Тема мало досліджена, але надзвичайно цікава своєю новизною.

Об’єктом дослідження є нанотехнології – галузь матеріалознавства поки що нова і малодосліджена.

Предметом дослідження є впровадження нанотехнологій в стоматологію, а саме:

• превентивний догляд за зубами з використанням нанотехнологій (зубна паста, гель та ополіскувач для зубів);

• лікування каналів та зубів з використанням нанотехнологій (ангідрид дикальцій фосфат (DCPA), Nano Seal Plus, нанокомпозити Filtek™ Supreme™ XT);

• утворення захисної мікробної плівки за допомогою нанотрубок та наноматеріалів.

Метою дослідження є аналіз опублікованої літератури з даної теми, який привів мене до переконання, щоб досягти якомога кращих та корисних результатів необхідна міжнародна координація: варто знайти способи узгодження наукових досліджень, розділяючи витрати й обмінюючись інформацією між країнами та між економічними регіонами.

Для досягнення поставленої мети в роботі необхідно було вирішити такі завдання:

6. Проаналізувати рівень досягнення нанотехнологій на сучасному етапі;

7. Оцінити досягнення українських вчених в даній галузі науки;

8. Проаналізувати досягнення розвитку нанотехнологій в Україні та світі;

9. Обгрунтувати вибір наночастинок та їх комплексів для дезінфекції системи каналу кореня зуба;

10. Опрацювати позитивні і негативні сторони нанотехнологій.

В роботі були використані методи аналізу, порівняння, класифікації, з’ясування причинно-наслідкових зв’язків, систематизації тощо. Наукова новизна дослідження полягає в тому, що практично вперше здійснено спробу системного аналізу досліджуваної проблеми, показана практична значущість досліджених матеріалів. Цей матеріал може бути використаний в навчальному процесі на уроках фізики, географії, біології, а також для студентів медичних закладів та практичних стоматологів. Він цікавий в ознайомлювальному плані для будь-якої небайдужої до науки людини. Структура наукової роботи зумовлена метою та наміченими завданнями. Дослідження складається з вступу, 4 розділів та 9 підрозділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Обсяг роботи становить 20 стор., список використаних джерел складається із 14 найменувань українською, російською мовами та джерел мережі інтернет, додатки – 6 стор.

В розділі 1 - коротка історія виникнення нанотехнологій. В розділі 2 - розвиток нанотехнологій в Україні досліджуються нанотехнологічні процеси, які використовуються в Україні та проблеми їх втілення в життя. У розділі 3 - розвиток нанотехнологій в стоматології; викладено про сучасні наноматеріали, які використовуються при лікуванні ротової порожнини. Сучасна тенденція під час лікування ротової порожнини – все заради збереження зуба – це пошук нових методів та матеріалів для успішного лікування. В останній час різко зростає зацікавленість і помітний значний поступ у застосуванні лазерних та нанотехнологій у стоматології

Розділ 1. Історія виникнення нанотехнології

1.1. Поняття нанотехнології та її властивості

Нанотехнологіями — в широкому значенні слова прийнято називати міждисциплінарну область фундаментальної і прикладної науки, в якій вивчаються закономірності фізичних і хімічних систем розмірами порядку декількох нанометрів або часток нанометра [5]. Вужче значення цього терміну прив'язує нанотехнології до розробки матеріалів, приладів та інших механічних і немеханічних пристроїв, в яких застосовуються подібні закономірності. Нанотехнології мають справу з процесами, які протікають в просторових областях нанометрових розмірів. Тобто нанотехнології можна означити як технології, основані на маніпуляції окремими атомами і молекулами для побудови структур із наперед заданими властивостями. Властивості наносистем багато в чому відрізняються від властивостей крупніших об'єктів, що складаються з тих же самих атомів і молекул. Наприклад, наночастки платини набагато ефективніше очищають автомобільні вихлопи від токсичних забруднювачів, ніж звичні платинові каталізатори. Одношарові і багатошарові графітні циліндри нанометрової товщини, так звані вуглецеві нанотрубки, прекрасно проводять електрику і тому можуть стати заміною мідним проводам. Нанотрубки також дозволяють створювати композитні матеріали виняткової міцності і принципово нові напівпровідникові і оптикоелектронні пристрої. На сучасному етапі нанотехнології використовують під час виробництва особливих сортів скла, на яких не осідає бруд (застосовується в автомобіле- і авіабудуванні), під час виробництва чорнил; для виробництва одягу, який неможливо забруднити і пом'яти тощо [6]. Нанотехнології знаходяться на передньому плані різноманітних наукових, економічних та соціальних напрямків розвитку.

1.2. Медицина та нанотехнобіологія

В даний час вже є дослідні зразки наноконтейнерів для прицільної доставки ліків до уражених органів і нановипромінювачів для знищення злоякісних пухлин; для створення матеріалів, необхідних при лікуванні опіків і ран; у стоматології; у косметології.

Вже в найближчому майбутньому з'являться медичні пристрої розміром з поштову марку. Їх достатньо буде накласти на рану. Цей пристрій самостійно проведе аналіз крові, визначить, які медикаменти необхідно використовувати, і вприсне їх в кров.

Експерти Європейської комісії склали наступний перелік найбільш важливих розділів нанобіотехнологій на майбутні 15-20 років:

• прицільне постачання ліків;

• молекулярна візуалізація;

• косметика;

• створення нових лікарських засобів;

• методи діагностики;

• хірургія, в тому числі трансплантація тканин та органів;

• тканева інженерія;

• харчові технології;

• геноміка і протеоміка;

• молекулярні біосенсори;

• інші розділи [3].

• Нанотехнології розвиваються за такими основними напрямами:

• створення матеріалів з наперед заданими властивостями шляхом оперування окремими молекулами;

• конструювання нанокомп'ютерів, які використовують замість звичайних мікросхем набори логічних елементів з окремих молекул;

• збирання нанороботів — систем, що саморозмножуються і призначені для ведення будівництва на молекулярному рівні [3].

Нанотехнології є однією із провідних сфер новітніх технологій, кількість інвестицій в яку збільшується із року в рік, на фоні зменшення об'єму інвестицій в інших сферах. Конкуренція у сфері нанотехнологій останніми роками загострилася і, безумовно, посилюватиметься і в майбутньому. Країни Євросоюзу, Японія і Китай в даний час щорічно виділяють на ці програми зі своїх бюджетів приблизно по $900 млн. [Додаток Б]. В даний час світовим лідером у області нанотехнологій є Сполучені Штати. На частку США припадає чверть світових інвестицій у цю сферу і не менше половини статей по нанотехнологіях, опублікованих в найавторитетніших професійних журналах. Америка також лідирує по кількості патентів, які присуджуються за нанотехнологічні розробки. В цілому американські фахівці тримають дві третини таких патентів, виданих останніми роками [4].