Как известно, зубная эмаль подвержена росту налёта, который впоследствии приводит к разрушению зубов. Происходит это из-за того, что наши зубы покрываются особой биоплёнкой – это целый конгломерат микроорганизмов, клетки которых прикреплены друг к другу. Накапливаясь, эти микроорганизмы начинают разрушать поверхность зуба, и это влечёт развитие гингивита, кариеса, пародонтоза и других болезней.
Большинство вредных микроорганизмов скапливается не на "родной" поверхности зуба, а в тех местах, которые подвергались "ремонту". Как правило, для различных восстановительных процедур стоматологи используют композитные материалы, на которых бактерии чувствуют себя вполне уютно. Кроме того, границы залеченной полости также остаются уязвимы – через них бактерии проникают внутрь тканей зуба.
Благодаря современным технологиям, исследователи научились создавать антибактериальные зубные композиты, однако они имеют свои недостатки. Дело в том, что такие материалы в основном работают на высвобождение соединений, убивающих бактерии. К сожалению, эти соединения чаще всего оказываются токсичными для окружающих тканей, к тому же они могут способствовать развитию резистентности бактерий к лечащим веществам.
А если микроорганизмы проникают внутрь залеченной полости, механическая прочность материала начинает снижаться. Из-за этого пациентам приходится обращаться к врачам повторно: у них попросту выпадают пломбы.
И чтобы решить все эти проблемы, учёные из Университета Пенсильвании создали новый стоматологический материал. Это противомикробное соединение, которое не только убивает бактерии, но и противостоит росту биоплёнки из новых микроорганизмов.
Материал создан на основе смолы, пропитанной антибактериальным средством на основе органического соединения под названием имидазол.
Авторы поясняют: в некоторых традиционных биоматериалах противомикробный компонент выпускается медленно и со временем вымывается. Но в данном случае смола препятствует выщелачиванию – это означает, что органические соединения не высвобождаются. Они остаются на своём месте и просто ждут появления бактерий: погибают микроорганизмы только при непосредственном контакте с поверхностью зуба, покрытой новым материалом.
Это свойство в конечном итоге снижает резистентность микроорганизмов. Кроме того, отмечается, что новый материал нетоксичен для окружающей ткани, поскольку содержит низкую дозу противомикробного агента (высокие дозы ни к чему, ведь со временем концентрация агента не снижается).
"Стоматологические биоматериалы должны отвечать двум требованиям: во-первых, эффективно убивать патогенные микробы, а во-вторых, противостоять серьёзному механическому стрессу, который происходит каждый раз, когда мы кусаем и жуём. Многие существующие материалы имеют высокую концентрацию противомикробных агентов – они убивают максимум бактерий, но в то же время ослабляют механическую прочность зуба и наносят вред его тканям. Тем временем наш материал не имеет цитотоксичности, подходит для долгой службы и не снижает механическую прочность зуба", — рассказывает профессор Гилзи Хван (Geelsu Hwang).
Вместе с коллегами он провёл испытания нового материала, и они показали, что разработка эффективно уничтожает вредоносные микроорганизмы при непосредственном контакте с ними. Таким образом предотвращается постепенный рост биоплёнки: на поверхности зуба накапливаются лишь липкие бактерии, образующие кластеры. А вот контрольный материал продемонстрировал равномерный и постоянный рост биоплёнки (как это показано на фото ниже).
Затем команда оценила, насколько легко очищается поверхность зуба, покрытая обычным и новым материалом. В случае с последним понадобилась минимальная сила, чтобы удалить биоплёнку с поверхности. Иными словами, даже когда вы просто полощите рот водой, часть биоплёнки счищается с места, покрытого новым материалом, поясняет Хван.
А вот контрольный материал потребовал в четыре раза больше усилий, чтобы удалить с его поверхности биоплёнку.
По мнению авторов, в стоматологии их разработка станет просто незаменимой. Команда между тем планирует создать другие инновационные продукты для сохранения и восстановления здоровья полости рта.
Более подробно о разработке и свойствах нового материала рассказывается в статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.
Кстати, ранее учёные пообещали, что в будущем больше не будет никаких пломб, только естественное залечивание. Также мы рассказывали о тройной зубной щётке, которая почистит зубы всего за десять секунд, и небольшом устройстве, которое раньше любого стоматолога определит, есть ли у человека кариес.
