Tandartsen vertrouwen op composietmaterialen om restauratieve procedures uit te voeren, zoals het vullen van gaatjes. Maar deze materialen, zoals tandglazuur, kan kwetsbaar zijn voor de groei van tandplak, de kleverige biofilm die tot tandbederf leidt.

In een nieuwe studie, onderzoekers van de Universiteit van Pennsylvania evalueerden een nieuw tandheelkundig materiaal dat is vastgemaakt met een antimicrobiële verbinding die niet alleen bacteriën kan doden, maar ook de groei van biofilms kan weerstaan. In aanvulling, in tegenstelling tot sommige met drugs doordrenkte materialen, het is effectief met minimale toxiciteit voor het omringende weefsel, omdat het een lage dosis van het antimicrobiële middel bevat dat alleen de bacteriën doodt die ermee in contact komen.

"Tandheelkundige biomaterialen zoals deze, " zei Geelsu Hwang, onderzoeksassistent-professor aan Penn's School of Dental Medicine, "moeten twee doelen bereiken:ten eerste, ze moeten pathogene microben effectief doden, en, tweede, ze moeten bestand zijn tegen zware mechanische belasting, zoals gebeurt wanneer we bijten en kauwen. Veel producten hebben grote hoeveelheden antimicrobiële middelen nodig om de effectiviteit van het doden te maximaliseren, die de mechanische eigenschappen kunnen verzwakken en giftig zijn voor weefsels, maar we hebben aangetoond dat dit materiaal uitstekende mechanische eigenschappen heeft en langdurige antibiofilmactiviteiten zonder cytotoxiciteit."

Hwang werkte mee aan de studie, die in het tijdschrift werd gepubliceerd ACS toegepaste materialen en interfaces , met Penn Dental Medicine professor Hyun (Michel) Koo en Bernard Koltisko en Xiaoming Jin van Dentsply Sirona.

Het nieuw ontwikkelde materiaal bestaat uit een hars ingebed met het antibacteriële middel imidazolium. In tegenstelling tot sommige traditionele biomaterialen, die langzaam een ​​medicijn afgeven, dit materiaal is niet uitloogbaar, waardoor alleen microben worden gedood die het aanraken.

"Dit kan de kans op antimicrobiële resistentie verminderen, ' zei Hwang.

Hwang en collega's hebben het materiaal op de proef gesteld, het testen van het vermogen om microben te doden, om de groei van biofilms te voorkomen en om mechanische belasting te weerstaan.

Hun resultaten toonden aan dat het effectief is in het doden van bacteriële cellen bij contact, waardoor het vermogen van biofilms om op het oppervlak te groeien ernstig wordt verstoord. Slechts verwaarloosbare hoeveelheden biofilmmatrix, de lijm die clusters van bacteriën bij elkaar houdt, konden accumuleren op het experimentele materiaal, in tegenstelling tot een controle composietmateriaal, die in de loop van de tijd een gestage ophoping van kleverige biofilmmatrix vertoonden.

Vervolgens, het team beoordeelde hoeveel schuifkracht nodig was om de biofilm op het experimentele materiaal te verwijderen. Terwijl de kleinste kracht bijna alle biofilm uit het experimentele materiaal verwijderde, zelfs een vier keer zo sterke kracht was niet in staat om de biofilm van het controlecomposietmateriaal te verwijderen.

"De kracht die equivalent is aan het nemen van een slok water zou de biofilm gemakkelijk van dit materiaal kunnen verwijderen, ' zei Hwang.

Hwang, die een technische achtergrond heeft, heeft de mogelijkheid verwelkomd om zijn unieke expertise toe te passen op problemen op tandheelkundig gebied. Vooruit kijken, hij kijkt uit naar verdere mogelijkheden om innovatieve producten te ontwikkelen en te testen om de mondgezondheid te behouden en te herstellen.