För närvarande, mer än 80 nanoteknologier har godkänts för en mängd olika medicinska tillämpningar, från att behandla cancer till biobildning till vävnadsrenovering.

Nu i en ny studie, forskare har visat att enzyminnehållande nanopartiklar kan utföra mindre tandkirurgi och förbättra resultatet av tandställning för att omorientera allvarligt felriktade tänder till rätt position. Tester visade att råttor som behandlats med nanopartiklarna innan de använde hängslen uppvisade bättre tandinriktning, minskat tandåterfall, snabbare återhämtning, och mindre smärta jämfört med råttor som genomgick traditionell operation före tandställning.

Forskarna, ledd av Avi Schroeder vid Technion-Israel Institute of Technology, har publicerat ett papper om den nya nanotekniken i ett nyligen utgåva av ACS Nano .

"Jag tror att vi försöker ändra en 5000-årig dogm om hur operationer utförs, "Berättade Schroeder Phys.org . "Specifikt, den befintliga skalpellen kan inte skilja på frisk och sjuk vävnad. Dock, enzymer kan. Proteolytiska enzymer är inställda för att bryta ned specifika vävnader, utan att skada andra friska vävnader. Vi tror att operationer i framtiden måste vara mer exakta, med mindre skada på friska vävnader. "

Forskarna utformade det nya förfarandet specifikt för att ta itu med fall av allvarlig inriktning av tänder, kallad "feloklusion". För närvarande, detta tillstånd behandlas med mindre men ofta smärtsam operation för att skära kollagenfibrerna som förbinder tänderna med benet, följt av hängslen för att flytta tänderna till rätt läge. Förutom en smärtsam återhämtningsperiod, cirka 40% av patienterna upplever återfall och kräver en andra behandlingscykel.

Nanoteknikbehandlingen har potential att avsevärt förbättra detta behandlingsförfarande genom att låta kroppens egna naturliga enzymer bryta ner kollagenfibrerna och för andra naturliga biomolekyler att återuppbygga fibrerna när tänderna är rätt inriktade med tandställning.

Att göra detta, forskarna konstruerade nanopartiklar som består av en liposomvesikel (i grunden ett tomt cellmembran) fylld med enzymet kollagenas. Kollagenas gör att kollagenfibrer försvagas och bryts, men bara när den först aktiveras av kalcium, som förekommer naturligt i munnen. För att säkerställa att kollagenaset bara börjar arbeta på operationsstället, liposomen fungerar som ett skyddsmedel för att säkert transportera kollagenas till sulcus (beläget mellan tandköttet och tänderna), där det börjar sprida sig och interagera med kalcium.

Forskarna bestämde den speciella kollagenaskoncentration som gör att kollagenaset försvagar kollagenfibrerna med cirka 50%, vilket gör det mycket lättare för hängslen att omorientera tänderna. Under de närmaste timmarna, kroppens egna fibroblaster känner av det försvagade kollagenet och initierar kollagenombyggnad, återställa fibrerna till sin ursprungliga styrka.

Övergripande, tester med råttor visade att de som behandlades med det nanokirurgiska förfarandet upplevde en tredubbling av tandinriktningen, tillsammans med betydligt mindre tandåterfall och mindre smärta jämfört med råttor som behandlats med traditionell kirurgi. Forskarna tillskriver förbättringen det faktum att det nanokirurgiska förfarandet tillåter vävnad och ben att byggas om vid den nya inriktningen, i motsats till att stressade tänder återgår till sin ursprungliga position, vilket ofta förekommer i det traditionella förfarandet. Resultaten tyder på att det nanokirurgiska förfarandet har potential att ersätta den mer invasiva traditionella metoden med ett övergripande förbättrat resultat.

"Här demonstrerade vi biokirurgiska tillvägagångssättet för första gången, "Schroeder sa." Vi planerar att expandera till andra organ och mer utmanande procedurer i framtiden. "

© 2018 Phys.org