A série básica para promover a série narra como os investimentos do Escritório de Ciências do Departamento de Energia (DOE) em nossos laboratórios nacionais levaram a novas tecnologias que estão mudando nosso mundo.
Enquanto ensinava em Oklahoma, um dentista brasileiro começou a buscar sua idéia de uma nova tecnologia que o levaria ao leste do Tennessee. Lá, ele teve acesso à experiência em ciências da descoberta e às instalações de pesquisa de classe mundial no Oak Ridge Nationwide Laboratory (ORNL) de Doe. Ele usou esses recursos para desenvolver e testar sua inovação: a primeira resina adesiva antibacteriana de ação prolongada do mundo para restaurações dentárias.
O dentista, Fernando Luis Esteban Florez, professor associado e pesquisador da Faculdade de Odontologia da Universidade de Oklahoma, está trabalhando para impedir a cárie dentária secundária que as bactérias causam ao redor das bordas de restaurações dentárias, como recheios e coroas. Essas cavidades secundárias são o motivo pelo qual a maioria das restaurações precisa ser substituída em média a cada cinco a sete anos.
“Minha idéia period desenvolver adesivos dentários que fornecessem proteção a longo prazo contra bactérias orais“Disse Esteban Florez, o inventor principal”.Somente nos EUA, um adesivo dental antibacteriano de ação prolongada pode ajudar a evitar mais de 60 milhões de procedimentos odontológicos por ano e salvar pacientes acima de US $ 5 bilhões anualmente. Mas como dentista com treinamento limitado em pesquisa científica, desenvolvendo e testando minha ideia para antibacteriana nanopartículas e colocá -los em um produto clínico parecia fora de alcance.“
Esteban Florez e Sharukh Khajotia, reitor associado da faculdade para pesquisa e inovação e co-inventor, aprenderam sobre o escritório de instalações de usuários do Escritório de Ciências do DOE. Essas 28 instalações de usuário, localizadas em laboratórios nacionais em todo o país, fornecem instalações de pesquisa de ponta à comunidade científica world a pouco ou nenhum custo para os usuários. Esteban Florez e Khajotia enviaram uma proposta de usuário à ORNL para trabalhar com cientistas no Centro de Ciências dos Materiais de Nanofase (CNMs) e o reator de isótopos de alto fluxo (HFIR).
“Sou grato pelo programa de usuários do DOE, que me permitiu, um dentista sem treinamento científico avançado, acessar a experiência e os recursos líderes mundiais do Laboratório Nacional de Oak Ridge. Isso me salvou de seis a oito anos de tempo de desenvolvimento“Disse Esteban Florez.
Com a ajuda dos pesquisadores de classe mundial nesses nanomateriais e instalações científicas de nêutrons, os co-inventores criaram nanopartículas multifuncionais com propriedades antimicrobianas duradouras. Essas nanopartículas podem ser adicionadas a resinas e outros polímeros usados em medicina, odontologia, saúde pública e engenharia.
A equipe modificou nanopartículas de dióxido de titânio que produzem produtos químicos altamente reativos, conhecidos como espécies reativas de oxigênio, que podem matar bactérias, vírus e outros microorganismos. Ao contrário dos antibióticos, os micróbios não podem desenvolver resistência a esses produtos químicos.
As nanopartículas foram então dispersas em uma resina adesiva comumente usada pelos dentistas. Os pesquisadores examinaram amostras da resina adesiva experimental usando um microscópio de íons de hélio em CNMs e espalhamento de nêutrons de ângulo pequeno usando o instrumento Bio-Sans no HFIR. Com essas ferramentas, eles determinaram a forma preferrred de partículas, modificações e método de dispersão.
“O benefício do uso de bio-sans é que ele nos permitiu ver como as proteínas ligadas às nanopartículas e quão bem as partículas se dispersam na resina polímero“Disse Khajotia.
Segundo Esteban Florez, os resultados experimentais mostraram que, pela primeira vez em odontologia, as nanopartículas se dispersaram sem agrupamento e funcionaram bem dentro de um polímero e exibiram fortes propriedades antibacterianas sem irradiação de luz.
“Atualmente, estamos conversando com uma empresa líder de produtos odontológicos sobre a comercialização desta tecnologia patenteada para uma ampla gama de produtos“disse Esteban Florez”.Essa tecnologia de polímeros antibacterianos e antimicrobianos extremamente versáteis pode funcionar em inúmeras aplicações, incluindo restaurações dentárias, produtos para clareamento dos dentes, dispositivos e equipamentos médicos e em superfícies em superfícies em locais públicos, como hospitais e aeroportos, para reduzir níveis de bactérias e vírus. “
O Workplace of Science é o maior defensor da pesquisa básica nas ciências físicas nos Estados Unidos e está trabalhando para enfrentar alguns dos desafios mais prementes de nosso tempo.