Geelsu Hwang: sovvenzione di 2,6 milioni di dollari da parte dell'NIH per lo sviluppo successivo

Geelsu Hwang, ricercatore della Penn Dental Medicine, ha ricevuto un grande finanziamento dal National Institutes of Health (NIH) per sostenere il suo sviluppo di una tecnologia implantare avanzata.

L'impianto di prossima generazione del Dr. Hwang è pensato per avere un minor rischio di fallimento dell'impianto, rispetto agli impianti convenzionali, prevenendo le infezioni che sono la causa principale di tali fallimenti. La sovvenzione quinquennale R01, per un totale di circa 2,6 milioni di dollari compresi i costi indiretti, finanzierà i primi test sulle proprietà antibatteriche dell’impianto sperimentale.

"Si tratta di un progetto molto ambizioso, ma crediamo che rappresenti un nuovo paradigma per la tecnologia implantare e per l'assistenza sanitaria orale in generale", ha affermato il dottor Hwang, assistente professore nella divisione di odontoiatria restaurativa presso la Penn Dental Medicine.

Negli ultimi due decenni, gli impianti dentali sono diventati sempre più popolari come alternativa ai ponti dentali e alle protesi per sostituire i denti perduti. Secondo l’American Academy of Implant Dentistry, negli Stati Uniti ogni anno vengono eseguiti più di cinque milioni di interventi di implantologia. Tuttavia, almeno una piccola percentuale di questi impianti fallisce entro un decennio e circa il 25% entro due decenni. La ragione principale del fallimento dell’impianto è l’infezione della gengiva vicina, che può diffondersi all’osso circostante l’impianto, rendendo necessaria la rimozione dell’impianto.

"La mancanza di un buon sigillo tra la struttura dell'impianto e la gengiva circostante, rispetto a un dente naturale, significa che il rischio di malattia perimplantare è piuttosto elevato", ha affermato il dottor Hwang.

Formatosi come ingegnere, il Dr. Hwang sta sviluppando un nuovo tipo di impianto in grado di combattere l'infezione perimplantare in due modi:

In primo luogo, la corona – il dente artificiale sopra la struttura dell’impianto – sarà soffusa di nanoparticelle costituite da un composto chimico che allontana naturalmente i batteri. Il dottor Hwang e il suo team hanno sperimentato il composto titanato di bario.

In secondo luogo, la base della corona, nota come moncone, conterrà LED che erogano una dose giornaliera di fototerapia al tessuto gengivale circostante, emettendo luce a una lunghezza d'onda, molto probabilmente del vicino infrarosso, invisibile agli esseri umani, ha affermato il dottor Hwang. —che ha proprietà antibatteriche e antinfiammatorie.

I LED saranno alimentati da materiale piezoelettrico nella corona che converte la pressione del morso in energia elettrica.

Il nuovo finanziamento NIH sosterrà i test sulle proprietà antibatteriche della nuova tecnologia implantare, utilizzando colture di laboratorio di tessuto gengivale umano e, infine, testerà gli impianti nei maialini nano come preparazione per gli studi clinici sull’uomo. Albert Kim presso l'Università della Florida del Sud e Thomas P. Schaer presso la Scuola di Medicina Veterinaria dell'Università della Pennsylvania sono i ricercatori principali della sovvenzione, mentre Dana T. Graves e Jonathan Korostoff della Penn Dental Medicine sono co-investigatori di questa sovvenzione.

Lo scorso anno il dottor Hwang ha ricevuto una sovvenzione dalla National Science Foundation per sostenere la progettazione del nuovo dispositivo implantare. Tra gli altri progetti di ricerca, nell'aprile 2023 gli è stato assegnato un finanziamento esplorativo NIH (R21) per studi su un nuovo materiale composito dentale piezoelettrico per otturazioni. Il materiale genererebbe una maggiore carica elettrica all’interfaccia dalla pressione meccanica della masticazione, e questo da solo inibirebbe la colonizzazione batterica della superficie del composito.

“In linea di principio, possiamo utilizzare materiali piezoelettrici per molte applicazioni in odontoiatria, inclusa la generazione di elettricità per accelerare la guarigione delle ferite e la ricrescita ossea, e persino l’alimentazione di biosensori che monitorano la salute orale”, ha affermato il dottor Hwang.

Il dottor Hwang è anche membro del Centro per l'innovazione e l'odontoiatria di precisione (CiPD) della Penn Dental Medicine. "Siamo entusiasti dei risultati del Dr. Hwang e sicuramente incarna la missione del CiPD di portare approcci ingegneristici per far avanzare l'innovazione nella medicina dentale", ha affermato Hyun (Michel) Koo di Penn Dental Medicine, co-fondatore e co-direttore del CiPD. “È un ingegnere e una stella nascente in odontoiatria; siamo orgogliosi di averlo nel team dei docenti del CiPD”.