Implanty dentystyczne opracowane przez amerykańskich naukowców są odporne na kolonizację bakteryjną, dzięki czemu nie powodują stanów zapalnych ani chorób dziąseł. Ich unikalne właściwości uzyskano dzięki wykorzystaniu biomateriału o właściwościach piezoelektrycznych.

Naukowcy z amerykańskiego ośrodka do stworzenia implantu wykorzystali tytanian baru (BTO), materiał o właściwościach piezoelektrycznych (pod wpływem naprężeń mechanicznych na jego powierzchni pojawiają się ładunki elektryczne). W wyniku naturalnych ruchów szczęki takich jak żucie czy mówienie implant z nanocząsteczkami tytanianu baru generuje wzmocniony ujemny ładunek powierzchniowy, w wyniku czego odpycha naładowane ujemnie ściany komórkowe bakterii. Mechanizm ten zapobiega narastaniu biofilmu bakteryjnego na powierzchni implantu.

Jak podkreślają autorzy projektu, dzięki zastosowaniu nowatorskiego implantu zmniejsza się ryzyko wystąpienia miejscowego stanu zapalnego, zakażeń oraz chorób dziąseł i zębów. Właściwości antybakteryjne implantu są długotrwałe, a jego wytrzymałość mechaniczna jest porównywalna z innymi materiałami dentystycznymi. Dzięki temu implant nie będzie wymagał wymiany. Uchroni to pacjentów przed koniecznością kosztownych i wysoce inwazyjnych reoperacji. Badania wykazały, że kompozyt z zawartością cząsteczek BTO jest w pełni biokompatybilny i nie wywołuje negatywnych skutków ubocznych.

Wyniki badań nad innowacyjnym wynalazkiem opublikowano w czasopismach „ACS Applied Materials & Interfaces” oraz „Advanced Healthcare Materials”.

Profilaktyka zakażeń w jamie ustnej

Projekt naukowców z University of Pennsylvania jest pierwszym, w którym wykorzystano tytanian baru jako podstawę wszczepialnego biomateriału o właściwościach antybakteryjnych.

W celu zbadania skuteczności takiego rozwiązania zespół naukowców stworzył dyski z nanocząsteczkami BTO. Dyski te zostały następnie wyeksponowane na działanie bakterii Streptococcus mutans. Wyniki badań wykazały, że narastanie biofilmu na powierzchni dysków było znacznie zmniejszone, przy czym odporność antybakteryjna była zależna od zastosowanej w dysku dawki BTO. Dyski o wyższym stężeniu tego związku były chronione lepiej przed akumulacją bakterii.

Zastosowanie w praktyce klinicznej

Jak podsumowuje prof. Geelsu Hwang z Division of Restorative Dentistry and Department of Preventive and Restorative Sciences in the University of Pennsylvania’s School of Dental Medicine, jeden z autorów projektu, wyniki badań uzyskane przez jego zespół wskazują, że kompozyty z zawartością tytanianu baru mają potencjał do szerokiego zastosowania jako powierzchnie antybiofilmowe nie tylko w stomatologii, ale również w innych dziedzinach medycyny. Naukowcy planują wprowadzenie wynalazku na rynek komercyjny i do praktyki klinicznej.

Źródło: sciencedaily.com, pubs.acs.org

Przeczytaj także: Opatrunek hydrożelowy dostarczający tlen przyspiesza gojenie ran cukrzycowych

Przeczytaj bezpłatnie pokrewny artykuł w czasopiśmie „Forum Zakażeń”: