Działanie przeciwbakteryjne nanocząsteczek dwutlenku tytanu w protezach całkowitych wykonanych dla pacjentów bezzębnych

Nanocząsteczkowe metale jako środki przeciwdrobnoustrojowe Wiele najważniejszych przełomów medycznych w historii było w dużej mierze zależnych od przeciwbakteryjnego działania różnych metali. Rtęć była stosowana w medycynie w leczeniu kiły i chorób skóry już w X wieku w Europie i II wieku pne w Chinach. Do dziś związki rtęci są w użyciu ze względu na swoje właściwości antyseptyczne i dezynfekujące. Metale, takie jak miedź i cynk, są obecnie włączane w mikronowych rozmiarach do produktów takich jak pasty do zębów, aby kontrolować powstawanie płytki nazębnej. Niedawno w wielu badaniach badano dodatek metali w postaci nanocząstek, takich jak TiO2, SiO2, ZnO, Ag, CuO, do materiałów dentystycznych w celu nadania im efektu przeciwdrobnoustrojowego. Spośród tych metali najwięcej uwagi poświęcono nanocząsteczkom dwutlenku tytanu ze względu na jego biały kolor, niską toksyczność w zwykle stosowanych stężeniach, wysoką stabilność, dostępność i wysoką aktywność fotokatalityczną.

Wiele badań sugerowało, że wprowadzenie nanocząstek dwutlenku tytanu do PMMA znacznie zmniejsza porowatość żywicy protezy, czyniąc nanocząsteczki dwutlenku tytanu odpowiednim dodatkiem do materiałów bazowych protez.

Dwutlenek tytanu jako fotokatalizator W 1977 roku Frank i Bard jako pierwsi zbadali możliwości wykorzystania TiO2 do rozkładu cyjanku w wodzie, od tego czasu zainteresowanie jego różnymi zastosowaniami wzrosło.

Dwutlenek tytanu jest światłoczułym półprzewodnikiem, który pochłania promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie bliskiego UV. Pochłanianie energii świetlnej powoduje promowanie elektronu z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa.

Cząsteczki wody, które są zwykle adsorbowane na powierzchni dwutlenku tytanu, ulegają w tym procesie utlenieniu, tworząc rodniki OH•. Te wolne rodniki charakteryzują się wysokim poziomem energii, co pozwala im reagować z różnymi związkami organicznymi, takimi jak wielonienasycony fosfolipid będący składnikiem błony lipidowej drobnoustrojów, co ostatecznie prowadzi do ich całkowitego utlenienia do dwutlenku węgla i wody, hamując aktywność oddechową mikroorganizmów, i wywołując śmierć komórki.

Ostatnie badania wykazały przeciwbakteryjne działanie dwutlenku tytanu na Candida albicans, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus i MRSA.

Jednak ostatnio pojawiły się obawy, że dwutlenek tytanu może być wymieniany jako zagrożenie dla zdrowia, ponieważ może powodować zapalenie tkanek generowane przez uwalnianie cytokin. Ponadto dodanie nanocząstek TiO2 może zmienić właściwości fizyczne podłoża. Stwierdzono, że dodanie nawet 5% wag. nanocząstek TiO2 do PMMA nie powoduje szkodliwego wpływu na właściwości mechaniczne materiału, podczas gdy stężenie wymagane do wywołania efektu hamującego lub zabijającego mikroorganizmy wynosi 0,25- 2,5 mg/ml