Titaanidioksidinanohiukkasten antimikrobinen vaikutus hampattomille potilaille tehdyissä kokonaisissa hammasproteesissa

Nanohiukkasmetallit antimikrobisina aineina Monet historian suurimmista lääketieteellisistä läpimurroista ovat olleet suurelta osin riippuvaisia ​​eri metallien antimikrobisista vaikutuksista. Elohopeaa on käytetty lääkinnällisesti kupan ja ihosairauksien hoidossa Euroopassa jo 1000-luvulla ja Kiinassa 200-luvulla eKr. Ja tähän päivään asti organohopeayhdisteet ovat käytössä niiden antiseptisten ja desinfioivien ominaisuuksien vuoksi. Metalleja, kuten kuparia ja sinkkiä, sisällytetään nyt mikronikokoisina tuotteisiin, kuten hammastahnoihin, hammasplakin muodostumisen hillitsemiseksi. Viime aikoina nanopartikkelimetallien, kuten TiO2, SiO2, ZnO, Ag, CuO, lisäämistä hammasmateriaaleihin antimikrobisen vaikutuksen aikaansaamiseksi on tutkittu monissa tutkimuksissa. Näistä metalleista titaanidioksidinanohiukkaset ovat saaneet eniten huomiota valkoisen värinsä, alhaisen myrkyllisyytensä vuoksi tavallisesti käytetyillä pitoisuuksilla, korkean stabiiliuden, saatavuuden ja korkean fotokatalyyttisen aktiivisuuden vuoksi.

Monet tutkimukset viittaavat siihen, että titaanidioksidinanohiukkasten sisällyttäminen PMMA:han vähentää merkittävästi hammasproteesihartsin huokoisuutta, mikä tekee titaanidioksidin nanopartikkeleista sopivan lisäaineen hammasproteesin perusmateriaaleihin.

Titaanidioksidi fotokatalyyttinä Vuonna 1977 Frank ja Bard tutkivat ensimmäisenä mahdollisuuksia käyttää TiO2:ta syanidin hajottamiseen vedessä. Siitä lähtien kiinnostus sen eri sovelluksiin on kasvanut.

Titaanidioksidi on valoherkkä puolijohde, joka absorboi sähkömagneettista säteilyä lähi-UV-alueella. Valoenergian absorboiminen saa elektronin siirtymään valenssikaistalta johtavuuskaistalle.

Vesimolekyylit, jotka tavallisesti adsorboituvat titaanidioksidin pinnalle, hapetetaan prosessissa, jolloin syntyy OH•-radikaaleja. Näille vapaille radikaaleille on ominaista korkea energiataso, jonka ansiosta ne voivat reagoida erilaisten orgaanisten yhdisteiden kanssa, kuten mikrobien lipidikalvon monityydyttymättömän fosfolipidikomponentin kanssa, joka lopulta johtaa niiden täydelliseen hapettumiseen hiilidioksidiksi ja vedeksi, mikä estää mikro-organismien hengitystoimintaa. ja solukuoleman aikaansaaminen.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet titaanidioksidin antimikrobiset vaikutukset Candida albicansia, Staphylococcus aureusta, Pseudomonas aeruginosaa, Escherichia colia, Lactobacillus acidophilusia ja MRSA:ta vastaan.

Viimeaikaiset huolenaiheet ovat kuitenkin olleet mahdollisia titaanidioksidin olevan terveydelle vaarallinen, koska se voi aiheuttaa sytokiinien vapautumisen aiheuttamaa kudostulehdusta. Lisäksi TiO2-nanohiukkasten lisääminen voi muuttaa substraatin fysikaalisia ominaisuuksia. On havaittu, että jopa 5 paino-% TiO2-nanohiukkasten lisääminen PMMA:han ei aiheuta haitallisia vaikutuksia materiaalin mekaanisiin ominaisuuksiin, kun taas mikro-organismeja estävän tai tappavan vaikutuksen aikaansaamiseksi tarvittavien pitoisuuksien on havaittu olevan 0,25- 2,5 mg/ml