Die antimikrobielle Wirkung von Titandioxid-Nanopartikeln in Totalprothesen für zahnlose Patienten

Nanopartikuläre Metalle als antimikrobielle Wirkstoffe Viele der wichtigsten medizinischen Durchbrüche in der Geschichte waren weitgehend abhängig von den antimikrobiellen Wirkungen verschiedener Metalle. Quecksilber wurde bereits im 10. Jahrhundert in Europa und im 2. Jahrhundert v. Chr. in China medizinisch zur Behandlung von Syphilis und Hautkrankheiten eingesetzt. Und bis heute werden Organoquecksilberverbindungen wegen ihrer antiseptischen und desinfizierenden Eigenschaften verwendet. Metalle wie Kupfer und Zink werden jetzt in Mikrometergröße in Produkte wie Zahnpasten eingearbeitet, um die Bildung von Zahnbelag zu kontrollieren. In jüngerer Zeit wurde in vielen Studien die Zugabe von nanopartikulären Metallen wie TiO2, SiO2, ZnO, Ag, CuO zu Dentalmaterialien untersucht, um ihnen eine antimikrobielle Wirkung zu verleihen. Unter diesen Metallen haben Titandioxid-Nanopartikel aufgrund ihrer weißen Farbe, ihrer geringen Toxizität bei üblicherweise verwendeten Konzentrationen, ihrer hohen Stabilität, Verfügbarkeit und ihrer hohen photokatalytischen Aktivität die größte Aufmerksamkeit erhalten.

Viele Studien deuten darauf hin, dass die Einarbeitung von Titandioxid-Nanopartikeln in PMMA die Porosität im Prothesenharz erheblich verringert, was Titandioxid-Nanopartikel zu einem geeigneten Zusatzstoff für Prothesenbasismaterialien macht.

Titandioxid als Photokatalysator 1977 untersuchten Frank und Bard als erste die Möglichkeiten der Verwendung von TiO2 zum Abbau von Cyanid in Wasser, seitdem wächst das Interesse an seinen verschiedenen Anwendungen.

Titandioxid ist ein lichtempfindlicher Halbleiter, der elektromagnetische Strahlung im nahen UV-Bereich absorbiert. Das Absorbieren von Lichtenergie bewirkt, dass ein Elektron aus dem Valenzband in das Leitungsband befördert wird.

Wassermoleküle, die üblicherweise auf der Titandioxidoberfläche adsorbiert werden, werden dabei oxidiert, wobei OH•-Radikale erzeugt werden. Diese freien Radikale zeichnen sich durch ein hohes Energieniveau aus, das es ihnen ermöglicht, mit verschiedenen organischen Verbindungen wie der mehrfach ungesättigten Phospholipidkomponente der mikrobiellen Lipidmembran zu reagieren, was schließlich zu ihrer vollständigen Oxidation zu Kohlendioxid und Wasser führt und die Atmungsaktivität der Mikroorganismen hemmt. und den Zelltod hervorrufen.

Jüngste Studien haben die antimikrobielle Wirkung von Titandioxid gegen Candida albicans, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus und MRSA bewiesen.

Es gibt jedoch neuere Bedenken, dass Titandioxid als Gesundheitsrisiko angeführt werden könnte, da es Gewebeentzündungen hervorrufen könnte, die durch die Freisetzung von Zytokinen erzeugt werden. Darüber hinaus kann die Zugabe von TiO2-Nanopartikeln die physikalischen Eigenschaften des Substrats verändern. Es wurde festgestellt, dass die Zugabe von bis zu 5 Gew.-% TiO2-Nanopartikeln zu PMMA keine schädlichen Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Materials hat, während Konzentrationen, die erforderlich sind, um eine hemmende oder abtötende Wirkung auf Mikroorganismen zu erzeugen, 0,25- 2,5 mg/ml