اصلاح سطح تجهیزات دندانپزشکی تیتانیومی و فولادی با پوشش DLC

این چالش در جریان است. در صورت داشتن هر گونه سوال با ما در ارتباط باشید.

تجهیزات دندان‌پزشکی به علت آن‌که در فضای داخل دهان مورد استفاده قرار می‌گیرند لازم است حائز ویژگی‌های خاصی ‌باشند. مقاومت به سایش نخستین ضرورت این تجهیزات است. این تجهیزات ضمن تماس با بافت سخت مینای دندان، در محیط اسیدی بزاق دهان قرار دارند؛ لذا به‌طور مداوم در معرض خوردگی نیز هستند. همچنین به علت کاربری آن‌ها در محیط دهان، نباید محل تجمع باکتری‌ها و به‌تبع عامل بیماری باشند. هدف از این چالش، شناسایی و انتخاب پوششی است که دارای ویژگی‌های زیست سازگار و در عین حال دارای خواص کاهش تجمع باکتری، مقاوم به سایش و خوردگی بر روی ایمپلنت‌های تیتانیومی و ابزارهای دندان پزشکی از جنس فولاد زنگ‌نزن باشد.

مته­ های دندان پزشکی

سوراخ‌کاری استخوان یک عمل جراحی رایج است که معمولا برای پروسه‌های درمانی مختلف نظیر تثبیت شکستگی، لانه‌گزینی دندان و نصب کاشت حلزون از آن استفاده می‌شود. استخوان، ماده‌ای ناهمسانگرد با هدایت حرارتی پایین است. این ویژگی باعث می‌شود در حین سوراخ‌کاری، دمای استخوان بالا برود. مکانیسم سوراخ‌کاری شامل یک ترکیب پیچیده برش و تغییرشکل استخوان در منطقه تماس با مته است. از این رو جهت اطمینان از ایمنی بافت­های اطراف، به ابزار دقیق برش نیاز است. نیروی برش، گشتاور و دما در حین سوراخ‌کاری بایستی زیر سطح بحرانی استئونکروز باقی بمانند. استئونکروز بیماری مرگ استخوان بر اثر نرسیدن جریان خون به بافت زنده آن است و سطح بحرانی برای کمیت‌های ذکر شده، حداکثر مقدار مجاز برای جلوگیری از وقوع استئونکروز محسوب می‌شود.

نخستین مته‌ها در سال 1891 از جنس فولاد زنگ نزن 316L تولید شدند. مته­ های فولادی مقرون به صرفه و اقتصادی‌اند و عاج را در سرعت‌های پایین به‌خوبی تراش می­دهند. لیکن در مورد بافت سخت­تری مانند مینای دندان، به سرعت کند شده و در هنگام تراش، لرزش ایجاد می‌کنند. این موضوع باعث شده دندان‌پزشکان نسبت به استفاده از این جنس مته ­ها بی‌میل باشند. لذا خواص سطحی این مته­ها باید اصلاح شود. بهترین راه برای این کار، اعمال پوشش مناسب و مقاوم به سایش بالا روی سطح مته‌های فولادی است که علاوه بر مقرون به صرفه بودن، خواص مطلوب را تامین می­ نماید.

اصلاح سطح تجهیزات دندانپزشکی تیتانیومی و فولادی با پوشش DLC

هدف اصلی این چالش، ایجاد پوشش DLC روی مته­های دندان­پزشکی از جنس فولاد زنگ‌نزن 316L و همچنین ایمپلنت‌های دندانی از جنس آلیاژهای تیتانیوم است. همانطور که در قسمت پیشینه مسئله مطرح شد، پوشش مذکور بایستی از مقاومت به سایش، فرسایش و مقاومت به خوردگی مطلوبی برخوردار باشد. زیست سازگاری، کاهش فعالیت باکتری، استحکام چسبندگی مناسب و ضریب اصطکاک پایین از دیگر ویژگی‌های مدنظر برای پوشش مذکور می باشد.

  1. رویکرد پیشنهادی این چالش استفاده از مواد اولیه بومی در کشور است. به نحوی که حداقل میزان وابستگی به واردات را در پی داشته باشد. همچنین امکان تولید انبوه این محصول در داخل کشور امکان‌پذیر باشد.
  2. با توجه به پیچیدگی‌های تولید این غشا در مقیاس‌های بالا، بهتر است پیشنهادات ارسالی طرح و برنامه‌ای مشخص و مدون نیز برای تولید محصول در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی داشته باشند.
  1. پوششی که در روش تولید یا به‌عنوان محصول نهایی سمی بوده یا ماده سمی تولید کند.
  2. نداشتن مقاومت مناسب در برابر سایش و خوردگی.
  3. استفاده از ترکیبات دیگری به غیر از DLC.
  4. روش­های پرهزینه با تجهیزات غیرقابل دسترس در ایران

خواص موردانتظار از پوشش DLC اعمال شده بر روی سطح ایمپلنت های دندانی و مته های سوراخکاری به شرح زیر است:

  1. رنگ پوشش باید مشکی باشد.
  2. تشکیل پوشش DLC بایستی توسط آنالیزهای مشخصه‌یابی احراز شود.
  3. محدوده ضخامت پوشش بین ۵/۰ تا ۵/۲ میکرومتر باشد.
  4. زبری مناسب سطح برای پوشش در محدوده استاندارد باشد (Ra≤05).
  5. استحکام چسبندگی مطلوب مطابق با استاندارد DIN 4856
  6. سختی ویکرز: حداقل 700 HV
  7. زیست‌سازگاری و رفتار سلولی مناسب در مجاورت ایمپلنت براساس نتایج آزمون زیست‌سازگاری باید احراز شود.
  8. تجمع میکروب و باکتری پیرامون مته و ایمپلنت‌های پوشش داده شده کاهش یابد. پارامترهای ضدباکتری باید منطیق بر استاندارد ISO standard 22196 باشد.
  9. ضریب اصطکاک کم (حداکثر ۰.۰۸) و مقاومت به سایش مته و ایمپلنت‌های پوشش داده شده مناسب باشد.

همچنین در مورد تجاری‌سازی و اخذ مجوزهای مربوطه بایستی موارد زیر مورد بررسی قرار گیرد:

  1. راهکارهای مطرح شده کاملا شفاف بوده و قابلیت تکرارپذیری بالایی داشته باشد.
  2. گزارش ها و آنالیزها بایستی بر اساس مراجع معتبر و استانداردهای مورد قبول از جمله ASTM و DIN باشد.
  3. تفسیر و تحلیل نتایج بایستی دقیق و بر اساس اصول علمی و مستندات انجام شود.
  4. در صورت نیاز و تشخیص، کلیه مراحل اعمال پوشش قابل بازدید و ارزیابی باشد.
  5. کلیه مراحل طرح می­بایست توجیه اقتصادی داشته باشد.

تاثیر اعمال پوشش بررسی شده و مقایسه آن با نمونه های مشابه خارجی و یا نمونه های بدون پوشش بر روی کارایی ایمپلنت دندانی و مته های سوراخ‌کاری انجام پذیرد.

دریافت طرح‌های مفهومی، غربال و داوری (مرحله اول)

1. ثبت نام در سایت و ارسال طرح

در این مرحله، شرکت‌کنندگان می‌بایست حداکثر تا ۲۲ مرداد، طرح مفهومی خود را در چارچوبی که در اختیار آن‌ها قرار گرفته است، مدون و سپس از طریق سامانه به صورت آنلاین ثبت نمایند.

2. ارزیابی طرح‌ها و داوری مرحله اول

در پایان مرحله اول طرح‌های دریافتی در کمیته داوران ارزیابی شده و در نهایت، شرکت‌کنندگان برتر (اعم از فرد یا گروه) جهت ساخت نمونه آزمایشگاهی از طرح خود وارد مرحله دوم چالش خواهند شد.
فرآیند شتابدهی و ساخت نمونه (مرحله دوم)

3. ساخت نمونه اولیه و تکمیل مستندات

برگزیدگان مرحله نخست، چهار ماه فرصت خواهند داشت تا ضمن تکمیل مستندات فنی و اقتصادی طرح خود، ‌یک «نمونه آزمایشگاهی» مطابق با طرح اولیه خود را طی مرحله دوم ارائه نمایند.

4. داوری نهایی و اعلام طرح برتر

در پایان مرحله دوم جهت انتخاب طرح برتر، مستندات فنی و اقتصادی و نیز نمونه‌ آزمایشگاهی ارائه شده از سوی هر شرکت‌کننده توسط هیات داوران ارزیابی و برنده نهایی معرفی می‌شود.

حمایت ها

  • ۱۵۰ میلیون ریال جایزه نقدی برای تیم اول+ ۱۰۰ میلیون ریال جایزه نقدی برای تیم دوم
  • ۷۵ میلیون ریال گرنت تولید نمونه محصول+ ۷۵ میلیون ریال گرنت آزمایشگاهی
  • حمایت از تجاری‌سازی طرح ها

حامیان این چالش

چالش‌های مشابه