W ostatnich latach słyszymy coraz to nowe nazwy i słowa określające materiały użytkowane w stomatologii. Czy jest to tylko chwyt reklamowy producentów, chcących sprzedać swoje produkty, czy też mamy do czynienia z nową grupą materiałów? Chcemy przybliżyć, co oznaczają poszczególne terminy oraz przytoczyć najistotniejsze publikacje na ten temat.
- Jedną z właściwości szkieł bioaktywnych (BAG) jest utworzenie fazy podobnej do apatytu w szczelinie brzeżnej, zapewniającej uszczelnienie brzeżne oraz neutralizację kwasów poprzez podniesienie lokalnego pH
Wyjaśnianie warto zacząć od definicji i nazewnictwa.
Definicje
Biokompatybilność lub biozgodność, to według słownika medycznego cecha substancji lub materiału warunkująca jego prawidłowe działanie w żywym organizmie. Materiał o dużej biozgodności powinien charakteryzować się następującymi cechami: brak toksyczności, brak wpływu na układ odpornościowy organizmu oraz niewywoływanie hemolizy. Więcej trudności niesie zdefiniowanie określenia „materiał bioaktywny”. Istnieje wiele definicji terminu „bioaktywny”.
Znany fiński badacz materiałów stomatologicznych P. Vallittu sugeruje, że termin ten jest zbyt często używany w celach reklamowych i że liderzy z zakresu materiałoznawstwa stomatologicznego powinni dojść do konsensusu co do definicji dentystycznych materiałów bioaktywnych. Uważa się, że materiał, który tworzy wiązanie między tkankami twardymi zęba a innym materiałem jest już materiałem,, bioaktywnym’’, ale inne definicje sugerują, że materiał bioaktywny to taki, który uwalnia jony i indukuje tworzenie hydroksyapatytu (HA) w kontakcie z płynami fizjologicznymi [1].
Zgodnie z zaleceniami IUPAC (Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej) z 2012 roku materiał bioaktywny definiuje się jako „materiał, który został zaprojektowany, aby indukować określoną aktywność biologiczną”. Innymi słowy materiałem bioaktywnym można nazwać materiał, który wywołuje reakcję żywego organizmu, w naszym przypadku reakcję ze strony tkanek zębowych. W 2018 r. 50 kluczowych liderów z dziedziny materiałoznawstwa stomatologicznego omówiło definicję bioaktywności w kontekście materiałów do wypełnień i stwierdziło, że materiał może być również bioaktywny, jeśli zawiera „składnik/i rozpuszczający/-e się i wykazujący/- e działanie przeciwdrobnoustrojowe (dotyczy to materiałów o wysokim pH)”[2]. Jednak zgodnie z tą definicją możemy dojść do zupełnie skrajanego przypadku, albowiem wypełnienia amalgamatowe należałoby uznać wówczas również za bioaktywne, ponieważ uwalniają korzystne jony, takie jak srebro (Ag+), cyna (Sn2+) i miedź (Cu2+), mimo że nie indukują tworzenia hydroksyapatytu (HA). Niedawno opublikowany przegląd materiałów bioaktywnych sklasyfikował materiały zawierające cząstki fosforanu wapnia jako bioaktywne, ponieważ (według doniesień) uwalniają one Ca2+ i PO4 3-, a także mają zdolność remineralizacji i tworzą HA.
Należy jednak zauważyć, że zanurzone w płynach fizjologicznych rozpuszczają się i mogą tworzyć puste przestrzenie w materiale, w wyniku rozpuszczania cząstek fosforanu wapnia i w konsekwencji może to prowadzić do obniżenia ich właściwości mechanicznych. Zjawisko to nie występuje w przypadku napełniaczy (wypełniaczy). Jak udowodnili to w swojej pracy Al-Eesa i in. cząsteczki bioaktywnego szkła bardzo wyraźnie reagują po zanurzeniu w płynie fizjologicznym, ale nie tworzą się przy tym żadne pory. Cementy glasjonomerowe (GIC), według kilku prac badawczych [3, 4] są również uważane za bioaktywne ze względu na ich zdolność do uwalniania F-, hamowania demineralizacji i promowania remineralizacji.
W tym miejscu należy zauważyć jednak, że szkła te rozkładają się w środowisku kwaśnym (pH 4–5) poprzez hydrolizę wiązań Al–O–Si i uwalniają tylko niewielkie ilości jonów FCa 2+/Sr2+ i PO4 3-, w zależności od cementu. Nie ulegają znacznej degradacji w warunkach neutralnych, w których zachodzi remineralizacja i tworzenie apatytu. Szkła jonomerowe nie mają zdolności do tworzenia apatytu po zanurzeniu w płynach fizjologicznych, w przeciwieństwie do szkieł bioaktywnych (BAG).
Problemy związane ze współczesnymi materiałami kompozytowymi
Podczas przekształcania monomeru w polimer następuje skurcz polimeryzacyjny rzędu 1,7% – 6% obj., w zależności od składu żywicy i udziału objętościowego napełniacza. Skurcz ten, jeśli nie zostanie skompensowany, tworzy szczelinę brzeżną pomiędzy materiałem do odbudowy a powierzchnią zęba, która jest odpowiedzialna za wystąpienie przecieku brzeżnego, co pozwala na penetrację bakterii, płynów i jonów pomiędzy materiałem do odbudowy a ścianami ubytku, to zaś prowadzi do uszkodzenia kompozytu oraz pojawienia się próchnicy wtórnej. Aby zapobiegać powstawaniu próchnicy, materiały do wypełnień powinny mieć właściwości buforujące i mineralizujące, zachowując jednocześnie ich stabilność w czasie i odporność na naprężenia okluzyjne.
Przeciwpróchnicowe działanie bioaktywnych kompozytów można o sięgnąć na dwa sposoby: aktywność przeciwdrobnoustrojową oraz remineralizację twardych tkanek zęba, poprzez wydzielanie odpowiednich jonów, mogących służyć jako składniki do odbudowy utraconego szkliwa lub zębiny, będące źródłem jonów, które mogą być następnie przekształcone w hydroksyapatyt.
Tradycyjne materiały kompozytowe na ogół nie uwalniają jonów wapnia i fosforanów na powierzchni zęba, będąc pasywnymi materiałami, chyba że zastosowano by reaktywny wypełniacz, np. odpowiednie szkło i odpowiednie żywice. Jedną z właściwości szkieł bioaktywnych (BAG) jest utworzenie fazy podobnej do apatytu w szczelinie brzeżnej, zapewniającej uszczelnienie brzeżne oraz neutralizację kwasów poprzez podniesienie lokalnego pH. Dlatego bioaktywne kompozyty mogą wydłużyć żywotność i wyniki kliniczne uzupełnień. Materiały te mają również na celu wspomaganie tworzenia się zębiny wtórnej. Dlatego też podczas ich zastosowania można wykonywać mniej inwazyjne przygotowanie ubytku.
Zalety materiałów bioaktywnych
Dzięki postępowi technologii, obserwujemy rozwój materiałów stomatologicznych. Przyczynia się to do znacznej poprawy ich właściwości zarówno fizycznych, jak i chemicznych, co umożliwia ich stosowanie w różnych sytuacjach klinicznych. Jednak wciąż pozostają one materiałami pasywnymi, uzupełniającymi jedynie brakujące fragmenty zęba. Poszukiwano zatem materiału, który spełniałby wymagania stawiane materiałom bioaktywnym, czyli wywierał efekt i powodował odpowiedź ze strony tkanek, był materiałem aktywnym a nie pasywnym w środowisku jamy ustnej. Materiał bioaktywny powinien dostarczać jony do tkanek zęba i stymulować mineralizację poprzez zamianę fosforanu wapnia w apatyt. Proces ten zapobiega powstawaniu mikroprzecieku, który doprowadza do utraty wypełnień. Przez wiele lat za bioaktywne uważano tylko MTA i Biodentine (Septodont).
Za przełom w stomatologii można uznać pojawienie się zupełnie nowej grupy materiałów bioaktywnych. Do najważniejszych zalet bioaktywnych materiałów kompozytowych należą: zdolność do regeneracji twardych tkanek zęba po ataku kwasów poprzez dostarczanie jonów wapnia, fosforanów i innych, zmniejszenie nadwrażliwości zębiny i wrażliwości pozabiegowej, wytrącanie hydroksyapatytu w szczelinie brzeżnej, hamowanie rozwoju bakterii i poprawa trwałości połączenia materiału kompozytowego z zębiną.
Aktywność przeciwko bakteriom uzyskuje się poprzez dodanie do kompozytu różnych składników:
- antybakteryjnych (chlorheksydyny, trzeciorzędowych związków amoniowych, jonów srebra i monomerów antybakteryjnych);
- opartych na rozpuszczalnych wypełniaczach, uwalniających jony wapnia, fosforanów, fluoru.
Na rynku już od kliku lat dostępne są systemy łączące zawierające w swoim składzie odpowiednie monomery o właściwościach bakteriobójczych [na bazie bromku metakryloiloksydodecylopirydyniowego (MDPB) Clearfil Protect Bond Kuraray Noritake].
Bondy tego typu zawierają dodatnio naładowaną czwartorzędową aminę N+, która może oddziaływać z ujemnie naładowaną błoną bakterii, prowadząc do jej przerwania i wycieku cytoplazmatycznego. Alternatywnym podejściem jest połączenie uwalniania jonów, uszczelniania i naprawy zębiny za pomocą cementów wapniowo-krzemianowych z systemami z żywicy światłoutwardzalnej. Materiały takie jak TheraCal (BISCO Dental Products) zawierają krzemian wapnia, koloidalną krzemionkę i fotopolimeryzowalne żywice metakrylanowe i mogą być stosowane do bezpośredniego i pośredniego pokrycia miazgi oraz jako podkład pod inne materiały do wypełnień. TheraCal skutecznie uszczelnia obszar miazgi zęba i ma szybki czas wiązania dzięki właściwościom światłoutwardzalnym.
Możliwość skrócenia czasu wiązania jest ważna, ponieważ zapobiega przedwczesnemu rozpuszczeniu niezwiązanego materiału, co może wystąpić w przypadku tradycyjnych cementów krzemianowo-wapniowych. W przypadku nowoczesnych materiałów bioaktywnych, możemy mówić o mechanizmie prewentywnym. Żywica kompozytowa po umieszczeniu w środowisku jamy ustnej przy normalnym przepływie śliny szybko pokrywa się warstwą złożoną z selektywnie adsorbowanych białek śliny. Pierwsze kolonie bakterii w jamie ustnej, takie jak Streptococcus mutans, przylegają do żywicy i powierzchni zębów, co stanowi początkowy etap tworzenia biofilmu.
Dlatego wysoce pożądane byłoby opracowanie nowego kompozytu, który mógłby odpychać białka, utrudniając w ten sposób kolonizację bakterii. Skupiając się jednak na najnowszych osiągnięciach z dziedziny wypełniaczy używanych w materiałach odtwórczych, to w pierwszej kolejności przychodzi na myśl oczywiście amorficzny fosoran wapnia.
Amorficzny fosforan wapnia (ACP)
Różne fosforany wapnia [fosforan jednowapniowy, fosforan dwuwapniowy, fosforan trójwapniowy, hydroksyapatyt (HA) i amorficzny fosforan wapnia (ACP)] mogą być stosowane jako wypełniacze uwalniające jony w eksperymentalnych kompozytach. Wśród tych związków interesujący jest amorficzny fosforan wapnia (ACP), który jest bezpośrednim prekursorem hydroksyapatytu (HA), a ten jak wiadomo, w naturalny sposób uczestniczy w mineralizacji zębów i kości. Eksperymentalne kompozyty wypełnione cząstkami ACP wielkości mikrometrów zwykle wykazują gorsze właściwości mechaniczne w porównaniu ze współczesnymi kompozytami [3].
Wynika to przede wszystkim z konieczności zastosowania dużego stężenia cząsteczek ACP, które jest wymagane do uzyskania efektu bioaktywnego – do uwolnienia jonów, wystarczającego do remineralizacji, potrzeba około 40 proc. wag. wypełniacza ACP w materiale kompozytowym. Początkowa niska wytrzymałość kohezyjna wypełniaczy ACP jest dalej zmniejszana wraz z odziaływaniem wody na materiał wypełnieniowy, ponieważ cząstki wypełniacza stopniowo rozpuszczają się w strukturze kompozytu, a ich składniki ponownie wytrącają się w postaci HA. Sytuacja zaczyna się jednak zmieniać, jeśli zejdziemy do cząsteczek o wielkościach nanometrów.
Okazuje się, że eksperymentalne kompozyty wykorzystujące nanocząsteczki wypełniaczy ACP wykazywały właściwości mechaniczne porównywalne z kompozytami konwencjonalnymi. Trzeba pamiętać, że jeśli zmniejszymy cząsteczki wypełniacza to, co ciekawe, wzrośnie stopień konwersji (procent przereagowanej żywicy kompozytowej podczas polimeryzacji światłem). W przypadku materiałów tradycyjnych wynosi on od 50–70 proc. wszystkich wiązań podwójnych w grupach metakrylanowych [5].
W przypadku kompozytów zawierających nano ACP konwersja sięga nawet 87 proc. To dzięki wysokiej ruchliwości układów żywicznych, jak również obecności dużej ilości wypełniacza w cząstkach niesilanizowanych, poprawiających mobilność niespolimeryzowanych monomerów i wolnych rodników, mogą one dalej polimeryzować, nawet jeśli lepkość żywicy, po użyciu lampy polimeryzacyjnej, gwałtownie wzrasta. Inną ważną cechą, widoczną podczas polimeryzacji kompozytów ACP, jest bardzo wysoki stopień konwersji, uzyskiwany bezpośrednio po naświetleniu, przy bardzo niskim stopniu wzrostu konwersji po utwardzeniu.
Sugeruje to, że kompozyty ACP będą posiadały bardzo wysoką biokompatybilność natychmiast po utwardzeniu, w przeciwieństwie do kompozytów komercyjnych, których konwersja po utwardzeniu wzrasta do 40 proc. czy nawet 50 proc., co w wydatny sposób przyczynia się do zmniejszenia nadwrażliwości pozabiegowej. Pomimo białawego, nieprzejrzystego wyglądu kompozyty ACP posiadają zdolność do przepuszczania światła utwardzającego, porównywalną lub nawet lepszą niż w przypadku kompozytów tradycyjnych. Stosując standardowy protokół utwardzania (20 s przy natężeniu 1000 mW/cm2), kompozyty ACP można odpowiednio utwardzić w warstwie o grubości 2 mm, co stanowi standardową grubość dla kompozytów. Niestety nie ma obecnie dostępnych komercyjnie materiałów kompozytowych na bazie ACP. Jednak związek ten, w postaci amorficznego fosforanu wapnia, stabilizowanego fosfopeptydem kazeiny, jest szeroko stosowany jako miejscowy środek remineralizujący w preparatach do zębów (GC Tooth Mousse), żelach remineralizujących po wybieleniu, a nawet w gumach do żucia.
Szkła bioaktywne
Do drugiej grupy materiałów o właściwościach bioaktywnych zaliczają się specjalne szkła. W ostatnich latach w licznych badaniach przeanalizowano rolę szkła bioaktywnego (BAG) jako dodatku remineralizującego w kompozytach.
Hench i in. pierwsi opracowali BAG w 1969 roku i zasugerowali, że rozpuszcza się ono lub rozkłada w płynach fizjologicznych, tworząc apatyt hydroksywęglanowy (HCA). Pierwotnie materiały te zostały opracowane jako substytuty kości, ale w ciągu ostatnich piętnastu lat coraz częściej są dodawane do remineralizujących past do zębów i zapobiegających występowaniu nadwrażliwości. Te szkła wytwarzane są na bazie związków SiO2–P2O5–CaO–Na2O.
Niektóre składy BAG przedstawiono w tabeli 1. Działanie przeciwbakteryjne BAG wynika ze wzrostu pH podczas ich rozpuszczania. Zmniejszenie żywotności bakterii zaobserwowano przy użyciu czystego BAG i eluatów z nich otrzymanych, co potwierdza, że działanie przeciwbakteryjne niekoniecznie jest związane z toksycznością kontaktową, raczej ze zmianą pH w roztworze [3, 7]. Dla odmiany, trochę inny mechanizm przeciwbakteryjny wzięto pod uwagę w przypadku szkieł bioaktywnych, zawierających srebro, którego jony wywierają bezpośrednio toksyczny wpływ na bakterie, oprócz wspomnianych już zmian pH. Zmodyfikowane srebrem szkło wykazało również działanie przeciwbakteryjne, po włączeniu do matrycy metakrylanowej komercyjnego kompozytu żywicznego. Na powierzchni zęba lub bioaktywnego materiału kompozytowego, mającego kontakt ze śliną, dochodzi do przekształcenia HA w fluorohydroksyapatyt, który jest bardziej kwasoodporny i mniej podatny na rozkład niż HCA i HA, przez kontakt materiału z jonami F zawartymi w spożywanych pokarmach lub pastach do zębów. Związek ten ma niską rozpuszczalność, ponieważ jon OH- w apatycie lekko zniekształca siatkę, ze względu na duży promień jonowy, podczas gdy jon F- ma mniejszy promień i idealnie pasuje do heksagonalnej sieci apatytu. Dzięki czemu fluorohydroksyapatyt (FHA) jest bardziej stabilny chemicznie i termodynamicznie. Krytyczne pH, przy którym następuje rozpuszczanie tych związków o HA i FHA, wynosi odpowiednio około 5,5 i 4,5.
Przykładem kompozytu nowej generacji, wykorzystującym szkła bioaktywne, jest między innymi Activa Bioactive (Pulpdent USA). Firma Pulpdent Corporation już w 2013 r. uzyskała zgodę FDA na używanie określenia „bioaktywny” w stosunku do materiału o nazwie Activa Bioactive Restorative i Activa Bioactive Restorative Liner. Jak wynika z piśmiennictwa, jest to w pełni bioaktywny materiał podkładowy oraz do rekonstrukcji zębów. Jego właściwości wynikają z zastosowania trzech kluczowych składników, a mianowicie: bioaktywnej matrycy żywicznej, bioreaktywnych wypełniaczy glasjonomerowych oraz absorbującego wstrząsy trzonu żywicznego wzmocnionego kauczukiem.
Dzięki takiemu połączeniu materiał ten ma zarówno właściwości kompozytu, czyli: wytrzymałość, odporność na zużycie i bardzo dobrą estetykę, jak i zalety glasjonomeru, jednocześnie dostarczając do zęba ciągle znaczące ilości fluoru, wapnia i fosforu. Ma możliwość tworzenia hydroksyapatytu, który w naturalny sposób odbudowuje strukturę zęba, zapobiegając jednocześnie możliwości powstania mikroprzecieku brzeżnego. Głównym elementem składowym jest unikatowa żywica wytworzona w technologii Embrace.
W trakcie przeprowadzonych wielu badań okazało się, że materiały wytworzone w tej technologii wykazują bioaktywne właściwości. Żywica Embrace zawiera grupy kwasu fosforowego, które jonizują pod wpływem wody; dochodzi wtedy do odłączenia jonów wodoru i połączenia materiału z jonami wapnia w strukturze zęba. Tworzy się bardzo wytrzymały kompleks żywiczno- hydroksyapatytowy, który dzięki ciągłej wymianie jonowej na poziomie molekularnym powoduje powstanie szczelnego połączenia pomiędzy wypełnieniem i zębem, co zapobiega mikroprzeciekowi. Standardowe kompozyty są materiałami hydrofobowymi, co niestety skutkuje w dość szybkim czasie utratą szczelności. Materiały bioaktywne, które są hydrofilne, mają w swojej strukturze wbudowane elementy zawierające znaczne ilości wody, co pozwala im dynamicznie reagować na zmiany warunków środowiska jamy ustnej. Takie zachowanie materiału jest nazywane „inteligentnym”. Dynamika procesów jest bardzo złożona, ale dzięki hydrofilności uzyskujemy idealnie szczelne połączenie materiału z tkankami zęba. Przeprowadzone ostatnio badania w Semtech Labs (USA) wykazały tworzenie hydroksyapatytu na powierzchni materiału Activa i możliwość zamykania szczelin, potwierdzając tym samym bioaktywne właściwości tego produktu.
Badania kliniczne bioaktywnego kompozytu
Do badania klinicznego przeprowadzonego przez Eissa i in. włączono pacjentów z wysokim ryzykiem próchnicy i wieloma ubytkami próchnicowymi w zębach trzonowych. Pięćdziesiąt losowo wybranych zębów wypełniono kompozytem na bazie bioaktywnej [Activa Bioactive-Restorative (Activa)] (n = 25) lub materiałem będącym zmodyfikowanym cementem szklano- jonomerowym typu bulk fill [Equia Forte Fil (Equia)] (n = 25). Materiały aplikowano zgodnie z zaleceniami producenta. Następnie uzupełnienia te oceniano: na początku, po 6 i 12 miesiącach, stosując kryteria BIZ dla uzupełnień bezpośrednich i pośrednich.
Procedura odbudowy dla Activa Bioactive-Restorative
Selektywne wytrawianie brzegów szkliwa przeprowadzono za pomocą 35 proc. żelu wytrawiającego z kwasem fosforowym (Scotchbond Universal Etchant); przez 15 sekund, a następnie przez 20 sekund suszono, pozostawiając wilgotną zębinę. Single Bond Universal (Single Bond 3M) nakładano na wytrawioną powierzchnię, wcierając przez 20 sekund za pomocą jednorazowego mikropędzla, a następnie rozprowadzano powietrzem przez 5 sekund. Bond utwardzano światłem lampy polimeryzacyjnej o mocy 1200 W/cm2 przez 20 sekund. Activa została zastosowana zgodnie z zaleceniami producenta. Końcówkę dozownika umieszczono na dnie ubytku i przez cały czas utrzymywano zanurzoną w materiale, aby uniknąć przypadkowego wprowadzenia pęcherzyków powietrza. Nałożono cienką warstwę izolującą w postaci lakieru GC coat i rozprowadzano ją na powierzchni zębiny, całość utwardzono światłem przez 20 sekund. Po korekcie okluzyjnej uzupełnienia zostały wypolerowane.
Procedura odtwórcza EQUIA Forte Fil
Materiał nakładano zgodnie z zaleceniami producenta. Po aktywacji kapsułki materiały mieszano przez 10 sekund w trybie niskich prędkości (3600 obr./min) w mieszalniku do cementów GIC. Natychmiast po wyjęciu, kapsułkę załadowano do aplikatora i dozowano materiał do wnętrza ubytku. Kontur ustalono upychadłem kulkowym. Po związaniu (2,30 minuty) i usunięciu koferdamu sprawdzano okluzję; materiał przemyto strumieniem wodno- -powietrznym i lekko wysuszono. Lakier zabezpieczający EQUIA Forte Coat nałożono mikroszczoteczką. Inne informacje na temat materiału Activie można znaleźć w publikacjach [11, 12].
Preparaty w formie sealerów
W endodoncji przez wiele lat wykorzystywane były preparaty na bazie żywic, potem na rynku pojawiły się preparaty MTA. W ostatnim czasie jest coraz więc nowych preparatów w formie bioceramicznych i jednocześnie bioaktywnych uszczelniaczy. Przykładami takich materiałów mogą być chociażby: NeoMta2 (Avalon Biomed), NeoSealerFlo (Avalon Biomed), TotalFill BC Sealer (FKG), BioRoot RCS (Septodont), CeraSeal (Meta Biomed), Well-Root SC (Vericom), Bio-C Sealer (Angelus) czy AH Plus Bioceramic Sealer (Dentsply Sirona), zatem jest w czym wybierać.
Preparaty w formie gotowych sealerów są gotowymi pastami do bezpośredniego użycia – nie wymagają wcześniejszego mieszania. Twardnieją pod wpływem wilgoci w kanale lub w ubytku zęba. Materiały te nie resorbują się, w przeciwieństwie do typowych materiałów na bazie wodorotlenku wapnia, do tej pory szeroko stosowanych, a ich działanie alkalizujące utrzymuje się przez dłuższy czas. W kontakcie z płynem fizjologicznym, a także z krwią, w których są jony fosforanowe, wytwarza się hydroksyapatyt, co dodatkowo uszczelnia wypełnienie kanału. Zastosowanie takich materiałów jako uszczelniacza w kanale korzeniowym prowadzi do zamknięcia oraz uszczelnienia kanału, otworu wierzchołkowego i ewentualnych kanałów bocznych. Działanie alkalizujące tych materiałów, tj. środowisko zasadowe, jakie one wytwarzają, jest silnie bakteriobójcze, co prowadzi do leczenia zmian okołowierzchołkowych, czyli toczącego się stanu zapalnego wokół korzeni zębów. W przypadku założenia materiałów bioaktywnych do głębokiego ubytku, indukują one remineralizację zębiny lub też wytwarzanie mostu zębinowego. Niektóre z nich, takie jak Neoputty (Avalon Biomed) czy Theracal LC (Bisco), można także aplikować bezpośrednio na odsłoniętą miazgę. Oprócz MTA dostępne już mamy wiele bioaktywnych sealerów takich jak: NeoSealer Flo, NeoPutty, NeoMTA (Avalon Biomed).
Stomatologia biomimetyczna
Wyrażenie „biomimetyczny” zostało po raz pierwszy użyte przez biofizyka/inżyniera biomedycznego Otto Schmitta w latach 50. XX wieku. Biomimetyka pochodzi od łacińskiego słowa „bio” oznaczającego życie, a „mimetyka” odnosi się do imitacji lub naśladowania procesu biochemicznego z inspiracji naturą. Nowe podejścia umożliwiły utworzenie struktur przestrzennych poprzez gromadzenie jonów nieorganicznych w skoordynowany sposób wraz z cząsteczkami białek organicznych, analogicznie do biomineralizacji. Przykładem tutaj będzie osadzanie jonów wapnia na powierzchni łańcuchów kwasu poliakrylowego o odpowiedniej masie cząsteczkowej wewnątrz kanalików zębinowych, po nałożeniu do wnętrza ubytku.
Tak zmineralizowane rusztowanie może dalej posłużyć do wzrostu struktur kolagenowych. W stomatologii klinicznej biomimetyka odnosi się do naprawy uszkodzonego uzębienia, naśladującego cechy naturalnego zęba pod względem wyglądu, właściwości biomechanicznych i funkcjonalnych. Na przykład adhezyjne materiały do odbudowy wykazują morfologię i estetykę zębów naśladującą naturalne zęby. Podobnie za biomimetyczne może być uważana warstwa powierzchniowa implantów dentystycznych, utworzona z fosforanu wapnia (CaP) i HA w celu poprawy osteointegracji i osiągnięcia jak największych korzyści terapeutycznych. Na poziomie molekularnym dowody wskazują również, że metody te były skutecznie stosowane do innych celów, w tym do regeneracji tkanek twardych i miękkich oraz przyspieszania gojenia się ran.
Stomatologia biomimetyczna to praktyka stomatologiczna, która stosuje koncepcję biomimetyki. Takie podejście do leczenia ma na celu zachowanie nienaruszonej struktury zęba oraz przywrócenie funkcji i biomechaniki naturalnych zębów. Termin ten jest zwykle stosowany w stomatologii odtwórczej i estetycznej, ale może być stosowany w każdej dyscyplinie dentystycznej. Podejście to kładzie nacisk na zachowanie i naśladowanie różnych właściwości naturalnych zębów. Preparacja i techniki odbudowy mają za zadanie zachowanie jak największej naturalnej struktury zęba i żywotność miazgi. Materiały do odbudowy odtwarzają funkcję naturalnego szkliwa, zębiny, a odbudowany ząb jest biomechanicznie i estetycznie podobny do naturalnych zębów. Przykładem materiałów biomimetycznych są współczesne materiały kompozytowe, które starają się w sposób jak najbardziej estetyczny odtworzyć kolor i przezierność oraz rozpraszanie światła podobnie do naturalnego uzębienia. Na szczególną uwagę zasługuje tutaj Ominchroma firmy Tokuyama. Materiał ten jest dostępny tylko w jednej wersji kolorystycznej, ale wypełnienie dostosowuje się do koloru zęba, w którym zastało założone. Dzieje się tak dlatego, że materiał kompozytowy zawiera w swoim składzie sferyczny wypełniacz, o wielkości nanometrów, który w odpowiedni sposób oddziaływuje z promieniami świetlnymi. Jako uzupełnienie w niektórych typach ubytków, szczególnie brzegu siecznego, potrzebne jest zastosowanie warstwy opakera. Osoby zainteresowane tym tematem odsyłam do licznych publikacji o kolorach strukturalnych.
Zakończenie
Za przełom w stomatologii zachowawczej można uznać pojawienie się zupełnie nowej grupy materiałów bioaktywnych, których przykładem mogą być materiały Activa Bio- Active (Pulpdent, USA) czy Predicta Bioactive (Parkell, USA). Activa Bioactive jest nie tylko bioaktywnym materiałem do odbudowy zębów, ale dzięki użyciu w nim bioaktywnej żywicy jest bardzo skuteczny w przypadkach: zamknięcia perforacji, w odbudowie korzeni przy występowaniu resorpcji wewnętrznych oraz zewnętrznych, a także w leczeniu zmian endodontyczno-periodontycznych [13]. Obecnie jesteśmy świadkami wprowadzania na rynek nowoczesnych materiałów stomatologicznych, które odmienią podejście do tradycyjnej stomatologii zachowawczej, poprzez większe oddziaływanie tych materiałów z organizmem człowieka. Już wkrótce może się więc okazać, że problem próchnicy wtórnej zostanie rozwiązany.
LITERATURA:
1. Vallittu PK, Boccaccini AR, Hupa L, Watts DC. Bioactive dental materials-Do they exist and what does bioactivity mean? Dent Mater. 2018 May; 34 (5): 693–694. doi: 10.1016/j. dental.2018.03.001. Epub 2018 Mar 20. PMID: 29571660.
2. Vaou N, Stavropoulou E, Voidarou C, Tsigalou C, Bezirtzoglou E. Towards Advances in Medicinal Plant Antimicrobial Activity: A Review Study on Challenges and Future Perspectives. Microorganisms. 2021 Sep 27;9 (10): 2041. doi: 10.3390/microorganisms9102041. PMID: 34683362; PMCID: PMC8541629.
3. Eissa MM, Akah M, Yousry MM, et al. Clinical Performance of a Bioactive Restorative Material vs a Glass Hybrid Restorative in Posterior Restorations in High-risk Caries Patients. World J Dent 2021;12 (4): 292–300
4. Garoushia S, Vallittu P, Lassila L. Development and characterization of ion-releasing fiber-reinforced flowable composite. Dental Materials 38 (2022) 1598–1609.
5. Zrinka Tarle, Matej Par. BIOACTIVE DENTAL COMPOSITE MATERIALS. Rad Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti Medicinske znanosti 2018. DOI: https://doi.org/10.21857/ mnlqgc02ky
6. Mona Hafez, Abeer Elhatery. Marginal Adaptation of One Bioactive Bulk Fill Material And Three Bulk Fill Resin Based Composites in MOD Cavities. Advanced Dental Journal. 2022, 4 (1): 74–84
7. Basudan TA et al. Int J Community Med Public Health. 2021 Nov; 8 (11): 5598–5602
8. Muhammad Sohail Zafar, Faiza Amin, Muhmmad Amber Fareed. Biomimetic Aspects of Restorative Dentistry Biomaterials. Biomimetics 2020, 5, 34; doi: 10.3390/biomimetics5030034
9. Yun, J.; Burrow, M.F.; Matinlinna, J.P.; Wang, Y.; Tsoi, J.K.H. A Narrative Review of Bioactive Glass-Loaded Dental Resin Composites. J. Funct. Biomater. 2022, 13, 208. https://doi. org/10.3390/jfb13040208
10. Ke Zhang, Ning Zhang. Bioactive dental composites and bonding agents having remineralizing and antibacterial characteristics. Dent Clin North Am. 2017 October; 61 (4): 669–687. doi: 10.1016/j. cden.2017.05.002
11. https://equadent.pl/pdf_eq/Bioaktywno%C5%9B%C4%87.pdf
12. https://equadent.pl/pdf_eq/White%20Paper%202018%20PL.pdf
13. Maciak M.; Novel applications of a bioactive resin in perforations, root resorption and endodontic-periodontic lesions. Roots.4/2018
Autorzy: dr. Zbigniew Raszewski
Uzyskał stopień doktora na Śląskiej Akademii Medycznej w zakresie biologii medycznej oraz tytuł magistra inżyniera, w zakresie technologii chemicznej, na wydziale chemicznym Politechniki Warszawskiej.
Autorzy: Łukasz Balcerzak
Absolwent Akademii Medycznej w Poznaniu z 2001 r. Jest autorem wielu artykułów, ze szczególnym uwzględnieniem materiałów bioaktywnych. Bierze udział w konferencjach, seminariach i kursach dentystycznych na arenie krajowej oraz międzynarodowej. Jego artykuły są publikowane w wielu polskich czasopismach stomatologicznych ale także za granicą na łamach Dental Town w USA.
Artykuł opublikowany w numerze 1/2023 magazynu Nowy Gabinet Stomatologiczny. Zobacz pełny spis treści.
Dowiedz się więcej - Materiały biozgodne. Nowy Gabinet Stomatologiczny.
Więcej ciekawych artykułów w "Nowy Gabinet Stomatologiczny" - zamów prenumeratę lub kup prenumeratę w naszym sklepie.
