Композитні матеріали застосовуються для реставраційних процедур в стоматології, наприклад, для пломбування порожнин. Їх недолік полягає в тому, що, як і на зубній емалі, на поверхні композиту з часом формується зубний наліт, утворений бактеріальними біоплівками, що призводить до карієсу.
У своїй роботі вчені університету Пенсільванії оцінили властивості нового стоматологічного матеріалу з протимікробною речовиною в складі, здатною знищувати бактерії і протистояти росту біоплівок на поверхні. На відміну від інших матеріалів з частинками медпрепаратів, новий матеріал ефективно бореться з бактеріями, при цьому створюючи мінімальний токсичний ефект на навколишні тканини. Справа в тому, що він містить малі дози протимікробного агента, що знищує тільки ті бактерії, які безпосередньо взаємодіють з ним на поверхні.
«Стоматологічні біоматеріали повинні володіти двома важливими характеристиками. По-перше, ефективно знищувати патогенні мікроорганізми. По-друге, протистояти постійному механічному тиску, під які пломба потрапляє в процесі жування. У багатьох аналогічних матеріалах додані різноманітні протимікробні засоби у великій кількості, щоб підвищити його ефективність по відношенню до патогенних бактерій. Однак, при цьому механічні властивості погіршуються, і матеріал може створювати токсичну дію на тканини. Наша розробка має високі механічні характеристиками, тривалу антибактеріальну активність і не завдає шкоди оточуючим клітинам», - стверджує Гілс Хванг, професор Стоматологічної школи при університеті Пенсільванії.
Матеріал складається з композитної смоли з додаванням протимікробної речовини імідазоліума. На відміну від інших подібних композитів, що повільно вивільняють активну речовину в ротову порожнину, новий матеріал знищує бактерії, тільки при попаданні на його поверхню.
«Завдяки цьому знижується ймовірність формування стійкості до протимікробного агенту у патогенних бактерій», - каже Г. Хванг.
Вчені протестували матеріал в ході експерименту, щоб оцінити наскільки ефективно знищуються бактерії, чи припиняється формування бактеріальних біоплівок і як він протистоїть механічному впливу.
В результаті встановлено, що при контакті з матеріалом бактерії гинуть. Також на поверхні значно знижується кількість біоплівок. Це пов'язано з втратою властивостей матриксу бактеріальних біоплівок - речовини, що клеїть, скріплювати кластери бактерій один з одним. На поверхні експериментального матеріалу матрикс не може активізувати свої властивості, на відміну від поверхні звичайного композиту, на якій згодом формуються стійкі біоплівки.
Далі вчені оцінили, як і величина “зсувної” сили, необхідної для видалення біоплівки з експериментального матеріалу. Виявилося, що для цього достатньо навіть невеликого зусилля, а застосування сили в 4 рази більшої не здатне зрушити біоплівку зі звичайного композитного матеріалу.
«Сили еквівалентної зусиллю, що виникає при питті води, досить, щоб прибрати біоплівки з поверхні нового матеріалу», - стверджує Г.Хванг.
Г.Хванг здобув освіту інженера, що допомогло йому вивчити дану стоматологічну проблему. У майбутньому він планує продовжити розробку інноваційних матеріалів для профілактики і відновлення здорового стану зубів і ясен.