Phosphate Bio-mineral-Ultrafast Laser interaction - a pathway for future hard tissue re-engineering (Novel Tool for Surgical technologies) - LUMIN

磷酸盐生物矿物-超快激光相互作用 - 未来硬组织再造的途径(外科技术的新工具) - LUMIN

基本信息

  • 批准号:
    EP/K020234/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 127.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2013 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Acid erosion due to food and drink intake in particular and tooth surface loss due to general wear of the dentition is a global problem. Continual erosion and loss of the surface enamel of the tooth leads to hypersensitivity. This oral condition is acute in both children and the ageing population of society and can have a significant impact on the quality of life. The 2011 census points out that 16.3% of the population of England and N Ireland is above 65 years old (Daily Telegraph 17 July 2012), which suggests that the number of people suffering from acid erosion may continue to rise in years to come. This means that there is an even more urgent need to provide a robust solution for restoring lost enamel, a problem that remains intractable for clinical dentistry. To address this problem, we propose research into an engineering methodology to spray the tooth with a thin mineral layer that is then densified and bonded to the underlying tooth using an ultrafast laser irradiation pulse. The cross-disciplinary LUMIN project will develop and exploit the technology of micro-nozzle bio-mineral delivery in Task (a) and its subsequent sintering using femto-second pulsed (fsp) lasers for the restoration of acid-eroded enamel. The operating wavelength of the proposed fsp lasers will be in the eye-safe regions of the near-IR (1500-2100 nm) and will offer flexibility in terms of energy/power delivery by engineering the laser cavity, which is the main goal of Task (b). An additional goal of Task (b), as stated in the objective section above, is to integrate the micro-nozzle bio-mineral delivery system from Task (a) with lasers on a single platform for achieving rapid sintering in the deposited bio-mineral layers on to the acid-eroded enamel surface. During this research, novel acid-resistant enamel mineral substitutes, in crystalline and gel forms, will be engineered and optimized for the micro-nozzle delivery in Task (a). The integration of the materials delivery system with the fsp-laser will then yield simultaneous sintering.. The engineering approaches herein will therefore yield 3 different platform technologies for future exploitation, which will be achieved with the support from the Integrated Knowledge Centre on Tissue Engineering and Medical Technologies at Leeds. We will investigate whether the use of a micro-nozzle for gel and suspension materials with an fsp-laser poses a risk of toxicity due to generation and release of nano-scale particulates (some may argue these might be photosensitized by the intense beam of the fsp-laser). In Task (c) we will therefore assess any nano-particle and photo-induced toxicity and perform a risk analysis. This will conform to standard clinical procedures with an aim to thus identify and minimise any imminent risk. Following Task (c), our goal in Task (d) is to implement the engineering approaches, developed in Tasks (a) and (b) together with the risk mitigation strategy in Task (c) for testing fsp-laser sintered enamel minerals in the oral environment using in-situ mouth appliance trials, a technique pioneered at the Leeds Dental Institute to minimising the risks in extensive in-vivo trials. In Task (d) the sintered materials will be characterised for acid erosion, durability, hardness, toughness, and flexural bend with using the assembled academic expertise in materials science and engineering and clinical dentistry.The IKC team will provide support, via Dr. Graeme Howling's expertise, to develop technology exploitation through the project partners, M-Squared Lasers, British Glass, and Giltec in the first instance. The project also aims to establish academic links with overseas academic institutions e.g. the IMI at Lehigh and Penn State in Materials Science, and with Stanford and Caltec in the US via the SUPA led EPSRC funded collaboration. The industry-academia link with the Photonics KTN in the UK is also expected to develop during the course of project.
特别是由于食物和饮料摄入引起的酸侵蚀以及由于牙列的一般磨损引起的牙齿表面损失是一个全球性问题。牙齿表面釉质的持续侵蚀和损失导致过敏。这种口腔疾病在儿童和社会老龄化人口中都很严重,可能对生活质量产生重大影响。2011年人口普查指出,英格兰和北爱尔兰16.3%的人口年龄在65岁以上(每日电讯报2012年7月17日),这表明遭受酸侵蚀的人数可能会在未来几年继续上升。这意味着更迫切地需要提供一种强大的解决方案来恢复失去的牙釉质,这是一个临床牙科仍然难以解决的问题。为了解决这个问题,我们建议研究一种工程方法,在牙齿上喷涂一层薄薄的矿物层,然后使用超快激光照射脉冲将其致密化并结合到下面的牙齿上。跨学科LUMIN项目将开发和利用任务(a)中的微喷嘴生物矿物输送技术及其随后使用飞秒脉冲(fsp)激光进行的烧结,用于修复酸蚀牙釉质。所提出的fsp激光器的工作波长将在近红外(1500-2100 nm)的人眼安全区域内,并将通过设计激光腔提供能量/功率输送方面的灵活性,这是任务(B)的主要目标。任务(B)的另一个目标,如上面的目标部分所述,是将来自任务(a)的微喷嘴生物矿物质递送系统与激光器集成在单个平台上,以实现沉积的生物矿物质层快速烧结到酸侵蚀的釉质表面上。在这项研究中,将设计和优化新型晶体和凝胶形式的耐酸釉质矿物替代品,用于任务(a)中的微喷嘴输送。材料输送系统与fsp激光器的集成将产生同步烧结。因此,本文的工程方法将产生3种不同的平台技术用于未来开发,这将在利兹组织工程和医疗技术综合知识中心的支持下实现。我们将研究是否使用微喷嘴的凝胶和悬浮液材料与fsp激光造成的毒性风险,由于产生和释放的纳米级颗粒(有些人可能会认为,这些可能是光敏的fsp激光的强烈光束)。因此,在任务(c)中,我们将评估任何纳米颗粒和光诱导毒性,并进行风险分析。这将符合标准临床程序,旨在识别并最大限度地减少任何迫在眉睫的风险。在任务(c)之后,我们在任务(d)中的目标是实施任务(a)和(B)中开发的工程方法以及任务(c)中的风险缓解策略,以使用原位口腔矫治器试验测试口腔环境中的fsp激光烧结釉质矿物质,该技术是利兹牙科研究所首创的,旨在最大限度地降低广泛体内试验的风险。在任务(d)中,将利用材料科学与工程以及临床牙科学的学术专长,对烧结材料进行酸侵蚀、耐久性、硬度、韧性和弯曲弯曲的表征。IKC团队将通过Graeme Howling博士的专业知识提供支持,首先通过项目合作伙伴M-Squared Lasers、British Glass和Giltec开发技术开发。该计划亦旨在与海外学术机构建立学术联系,例如利哈伊的IMI和宾夕法尼亚州立大学的材料科学,以及通过SUPA领导的EPSRC资助的合作与美国的斯坦福大学和加州理工学院建立联系。与英国Photonics KTN的产学联系也有望在项目过程中发展。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Interaction of bio-minerals and gels with ultrafast lasers for hard tissue surface engineering
生物矿物质和凝胶与超快激光的相互作用用于硬组织表面工程
  • DOI:
    10.1109/icton.2015.7193313
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Anastasiou A
  • 通讯作者:
    Anastasiou A
Sintering of calcium phosphates with a femtosecond pulsed laser for hard tissue engineering
  • DOI:
    10.1016/j.matdes.2016.03.159
  • 发表时间:
    2016-07-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Anastasiou, A. D.;Thomson, C. L.;Jha, A.
  • 通讯作者:
    Jha, A.
Raman spectroscopy of endoscopic colonic biopsies from patients with ulcerative colitis to identify mucosal inflammation and healing.
  • DOI:
    10.1364/boe.7.002022
  • 发表时间:
    2016-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Addis J;Mohammed N;Rotimi O;Magee D;Jha A;Subramanian V
  • 通讯作者:
    Subramanian V
Interaction of Femtosecond Pulsed Lasers with Fe2+ and Fe3+ Doped Calcium Phosphates for Bone Tissue Engineering
飞秒脉冲激光与 Fe2 和 Fe3 掺杂磷酸钙的相互作用用于骨组织工程
  • DOI:
    10.1364/boda.2019.jt4a.36
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Alsubhe E
  • 通讯作者:
    Alsubhe E
Laser assisted restorative mineralization of dental enamel
激光辅助牙釉质修复矿化
  • DOI:
    10.1117/12.2614446
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Anastasiou A
  • 通讯作者:
    Anastasiou A
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Animesh Jha其他文献

Effect of Pb-ions on the kinetics of devitrification and viscosities of AlF<sub>3</sub>-based glasses for waveguide fabrication
  • DOI:
    10.1016/j.jnoncrysol.2006.10.058
  • 发表时间:
    2007-05-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Ahmad Mazuki;Animesh Jha
  • 通讯作者:
    Animesh Jha
Femtosecond laser micromachining of tellurite thin film waveguides We.A6.1 (Glasses I),
亚碲酸盐薄膜波导的飞秒激光微加工We.A6.1(眼镜I),
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Animesh Jha
  • 通讯作者:
    Animesh Jha
Preliminary findings of confocal laser endomicroscopy and Raman spectroscopy in human breast tissue characterisation
  • DOI:
    10.1016/j.ejso.2022.03.144
  • 发表时间:
    2022-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Ahmed Ezzat;Khushi Vyas;Manish Chauhan;Martin Asenov;Anna Silvanto;Animesh Jha;Subramanian Ramamoorthy;Alexander Thompson;Daniel Richard Leff
  • 通讯作者:
    Daniel Richard Leff
[Reproducibility Report] Path Planning using Neural A* Search
[再现性报告] 使用神经 A* 搜索进行路径规划
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2208.04153
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shreyaa Bhatt;Aayush Jain;Parv Maheshwari;Animesh Jha;Debashish Chakravarty
  • 通讯作者:
    Debashish Chakravarty
Reproducibility Report: Contrastive Learning of Socially-aware Motion Representations
再现性报告:社交意识运动表征的对比学习
  • DOI:
    10.5281/zenodo.6574697
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Roop Sen;Sidharth Sinha;Parv Maheshwari;Animesh Jha;Debashish Chakravarty
  • 通讯作者:
    Debashish Chakravarty

Animesh Jha的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Animesh Jha', 18)}}的其他基金

In-Silico Modelling and 3D-printing of Dental Implants with Photo-active and Infection-Resistant Coatings (PERIo-Dent-ItiS)
具有光活性和抗感染涂层的牙种植体的计算机建模和 3D 打印 (PERIo-Dent-ItiS)
  • 批准号:
    MR/W004062/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Research Grant
European Society Glass'2006 Conference in Sept'06 SUNDERLAND (UK)
欧洲玻璃学会 2006 年 9 月会议 桑德兰(英国)
  • 批准号:
    EP/D078490/1
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Research Grant
Nano- and Micro-scale Integration of Glass-on-Semiconductor for Photonic Components Engineering
用于光子元件工程的半导体玻璃的纳米和微米级集成
  • 批准号:
    EP/D048672/1
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

骨胶原(Bio-Oss Collagen)联合龈下喷砂+骨皮质切开术治疗 根分叉病变的临床疗效研究
  • 批准号:
    2024JJ9542
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
智能双栅调控InSe Bio-FET可控构筑与原位细胞传感机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于通用型 M13-Bio 噬菌体信号放大的动态 光散射免疫传感检测平台的建立及机制研究
  • 批准号:
    Q24C200014
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
2D/2D BiO2-x/graphyne异质结光热活化过硫酸盐降解水体中抗生素的机理研究
  • 批准号:
    LY23E080003
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
BIO促进脂肪来源干细胞修复急性心肌梗死的作用及机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Z型异质结“(金属氧化物MOx@薄层碳TC)/BiO1-xCl”的可控构筑及其光催化性能的研究
  • 批准号:
    22005126
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
6-BIO 抗肝脏衰老的作用与作用机制研究
  • 批准号:
    19ZR1438800
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于MOFs热解构建薄层碳包覆的BiO1-xX基Z型异质结及其光催化水氧化苯制苯酚反应的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
可回收MFe2O4/二维 (BiO)2CO3 复合纳米矿物材料光降解再生水中顽固型有机物机理
  • 批准号:
    41877481
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Bio-MATSUPER: Development of high-performance supercapacitors based on bio-based carbon materials
Bio-MATSUPER:开发基于生物基碳材料的高性能超级电容器
  • 批准号:
    EP/Z001013/1
  • 财政年份:
    2025
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Fellowship
Biophilica - Analysis of bio-coatings as an alternative to PU-coatings for advanced product applications
Biophilica - 分析生物涂层作为先进产品应用的 PU 涂层的替代品
  • 批准号:
    10089592
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Designing a bio-sensitive visualisation for saltmarsh conservation
设计用于盐沼保护的生物敏感可视化
  • 批准号:
    AH/Z50533X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Research Grant
HAIRCYCLE: a pilot study to explore and test regenerative, local, bio-based and circular models for human hair waste
HAIRCYCLE:一项试点研究,旨在探索和测试人类毛发废物的再生、局部、生物基和循环模型
  • 批准号:
    AH/Z50550X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Research Grant
Fair Game: valuing the bio-cultural heritage of fallow deer and their venison for food security, sustainable woodlands and biodiversity
公平游戏:重视小鹿及其鹿肉的生物文化遗产,以促进粮食安全、可持续林地和生物多样性
  • 批准号:
    AH/Z505675/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Research Grant
BRC-BIO: Establishing Astrangia poculata as a study system to understand how multi-partner symbiotic interactions affect pathogen response in cnidarians
BRC-BIO:建立 Astrangia poculata 作为研究系统,以了解多伙伴共生相互作用如何影响刺胞动物的病原体反应
  • 批准号:
    2312555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF/BIO-DFG: Biological Fe-S intermediates in the synthesis of nitrogenase metalloclusters
NSF/BIO-DFG:固氮酶金属簇合成中的生物 Fe-S 中间体
  • 批准号:
    2335999
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Secure Miniaturized Bio-Electronic Sensors for Real-Time In-Body Monitoring
职业:用于实时体内监测的安全微型生物电子传感器
  • 批准号:
    2338792
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
FMRG: Bio: Enabling Technologies for Biomanufacturing Extracellular Vesicle-Based Therapeutics
FMRG:生物:基于细胞外囊泡的生物制造治疗的使能技术
  • 批准号:
    2328276
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Convergence Accelerator Track M: Bio-Inspired Design of Robot Hands for Use-Driven Dexterity
融合加速器轨道 M:机器人手的仿生设计,实现使用驱动的灵活性
  • 批准号:
    2344109
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 127.09万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了