Dr inż. Magdalena Łępicka, adiunkt w Katedrze Inżynierii Materiałowej i Produkcji Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej, opracuje wypełnienia stomatologiczne o podwyższonej trwałości. Na swój projekt badawczy otrzymała niemal 1,3 mln zł finansowania w ramach konkursu SONATA 20 Narodowego Centrum Nauki.
Dr inż. Magdalena Łępicka chce opracować nowatorskie wypełnienia stomatologiczne. Do sporządzenia modeli, które pozwolą na uzyskanie zadowalających wyników wykorzysta uczenie maszynowe i sieci neuronowe.
– Moim celem jest opracowanie zaawansowanych cementów szkło-jonomerowych (GIC) do zastosowań stomatologicznych, wyróżniających się znacznie podwyższoną odpornością na zużycie tribologiczne – wyjaśnia dr Łępicka. – Konieczność zwiększenia trwałości wypełnień w warunkach intensywnego kontaktu mechanicznego w jamie ustnej to jedno z kluczowych wyzwań współczesnej stomatologii.
Projekt wprowadza innowacyjne podejście do modyfikacji cementów szkło-jonomerowych poprzez zastosowanie heksagonalnego azotku boru – znanego z właściwości smarnych i wysokiej odporności chemicznej – oraz reaktywnych szkieł zawierających tlenek samaru, który dodatkowo wzmacnia strukturę materiału i nadaje mu właściwości antybakteryjne.
– Prognozuję, że dzięki tym dodatkom możliwe będzie uzyskanie cementów o znacznie wyższej odporności na zużycie, pękanie, kruszenie i ścieranie w warunkach intensywnej eksploatacji – kontynuuje dr Łępicka.
Unikalną cechą projektu dr Łępickiej jest zastosowanie dotychczas rzadko wykorzystywanych w badaniach nad cementami szkło-jonomerowymi metod badawczych. W szczególności wykorzystane zostaną techniki analizy nieliniowej – takie jak analiza rekurencyjna oraz analiza fraktalna – pozwalające na identyfikację złożonych wzorców zużycia oraz przejść między różnymi fazami tarcia. Ponadto, w projekcie zastosowane zostaną metody uczenia maszynowego i sieci neuronowe do opracowania modeli predykcyjnych, które umożliwią powiązanie właściwości strukturalnych i mechanicznych z odpornością na zużycie.
Realizacja projektu obejmuje syntezę nowych materiałów, ich wieloskalową charakterystykę oraz testy tribologiczne w warunkach zbliżonych do środowiska jamy ustnej.
– Badania te przyczynią się nie tylko do rozwoju trwałych i funkcjonalnych materiałów stomatologicznych, lecz również do poszerzenia wiedzy w dziedzinie tribologii materiałów kompozytowych oraz nowoczesnych technik ich analizy – sumuje dr Łępicka. – Mój projekt stanowi istotny krok w kierunku opracowania nowej generacji biomateriałów, w których odporność na zużycie mechaniczne jest kluczowym kryterium projektowym. Innowacyjność proponowanych metod badawczych oraz interdyscyplinarne podejście łączące inżynierię materiałową, tribologię i sztuczną inteligencję sprawiają, że projekt ten może mieć istotny wpływ zarówno na rozwój dyscypliny inżynieria mechaniczna, jak i praktyczne zastosowania kliniczne.
Dr inż. Magdalena Łępicka uzyskała finansowanie projektu badawczego pt. „Analizy nieliniowe i modelowanie predykcyjne w rozwoju zaawansowanych cementów szkło-jonomerowych inspirowanych tribologią (TIP)” w wysokości 1 295 640 zł.
Dr inż. Magdalena Łępicka jest absolwentką studiów doktoranckich na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. W 2017 roku obroniła z wyróżnieniem pracę doktorską pt. „Wpływ modyfikacji powierzchniowej wybranych biomateriałów metalicznych na ich charakterystyki tarciowe i korozyjne”. Praca powstała pod opieką prodziekan Wydziału Mechanicznego dr hab. inż. Małgorzaty Grądzkiej-Dahlke.
(jd)
Czytaj też: Dr inż. Magdalena Łępicka z Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej edytorem naukowym czasopisma Crystals.