L'effetto antimicrobico delle nanoparticelle di biossido di titanio nelle protesi totali realizzate per pazienti edentuli

Metalli nanoparticellari come agenti antimicrobici Molte delle principali scoperte mediche della storia sono state largamente dipendenti dagli effetti antimicrobici di diversi metalli. Il mercurio è stato usato in medicina nel trattamento della sifilide e delle malattie della pelle già nel X secolo in Europa e nel II secolo a.C. in Cina. E fino ad oggi i composti organomercuriali rimangono in uso per le loro proprietà antisettiche e disinfettanti. Metalli come rame e zinco sono ora incorporati in dimensioni micron, in prodotti come i dentifrici, per controllare la formazione della placca dentale. Più recentemente, l'aggiunta di metalli nanoparticolati come TiO2, SiO2, ZnO, Ag, CuO ai materiali dentali per conferire un effetto antimicrobico, è stata studiata in molti studi. Tra questi metalli, le nanoparticelle di biossido di titanio hanno ricevuto la maggiore attenzione per il suo colore bianco, la bassa tossicità alle concentrazioni solitamente utilizzate, l'elevata stabilità, disponibilità e la sua elevata attività fotocatalitica.

Molti studi hanno suggerito che l'incorporazione di nanoparticelle di biossido di titanio al PMMA riduce significativamente le porosità nella resina della protesi, rendendo le nanoparticelle di biossido di titanio un additivo adatto ai materiali di base per protesi.

Biossido di titanio come fotocatalizzatore Nel 1977 Frank e Bard furono i primi a studiare le possibilità di usare il TiO2 per degradare il cianuro in acqua, da allora c'è stato un crescente interesse per le sue varie applicazioni.

Il biossido di titanio è un semiconduttore sensibile alla luce, che assorbe la radiazione elettromagnetica nella regione del vicino UV. L'assorbimento di energia luminosa fa sì che un elettrone venga promosso dalla banda di valenza alla banda di conduzione.

Le molecole d'acqua che vengono comunemente adsorbite sulla superficie del biossido di titanio, vengono ossidate durante il processo, generando radicali OH•. Questi radicali liberi sono caratterizzati da un elevato livello di energia che consente loro di reagire con diversi composti organici come il componente fosfolipidico polinsaturo della membrana lipidica microbica che alla fine porta alla loro completa ossidazione ad anidride carbonica e acqua, inibendo l'attività respiratoria dei microrganismi, e provocando la morte cellulare.

Studi recenti hanno dimostrato gli effetti antimicrobici del biossido di titanio contro Candida albicans, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus e MRSA.

Tuttavia, ci sono recenti preoccupazioni che il biossido di titanio potrebbe essere citato come un pericolo per la salute, in quanto potrebbe produrre infiammazione dei tessuti generata dal rilascio di citochine. Inoltre, l'aggiunta di nanoparticelle di TiO2 può alterare le proprietà fisiche del substrato. È stato riscontrato che l'aggiunta fino al 5% in peso di nanoparticelle di TiO2 al PMMA non produce effetti deleteri sulle proprietà meccaniche del materiale, mentre le concentrazioni richieste per produrre un effetto inibitorio o di uccisione sui microrganismi sono risultate pari a 0,25- 2,5mg/mL