Физико-механические и антибактериальные свойства ортодонтических клеев, содержащих Sr

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 6635 (2022) Цитировать эту статью

2119 Доступов

9 цитат

Подробности о метриках

Белые пятна вокруг ортодонтических брекетов являются основным осложнением во время фиксированного ортодонтического лечения. В ходе этого исследования были подготовлены ортодонтические клеи, способствующие осаждению минералов и уменьшению роста бактерий. Были приготовлены клеи с добавлением моногидрата фосфата кальция/наночастиц Sr-биоактивного стекла (Sr/CaP) и андрографолида. Были протестированы физико-механические и антибактериальные свойства клеев. Добавки снижали конверсию мономеров материалов (с 62 до 47%). Добавление Sr/CaP и андрографолида увеличивало водосорбцию (с 23 до 46 мкг/мм3) и водорастворимость (с 0,2 до 5,9 мкг/мм3), но снижало прочность клеев на двухосный изгиб (с 193 до 119 МПа). Прочность сцепления с эмалью экспериментальных клеев (19–34 МПа) была сопоставима с прочностью коммерческого материала (р > 0,05). Наполнители Sr/CaP способствовали высвобождению ионов Ca, Sr и P и осаждению фосфата кальция на отслоенной границе раздела. Увеличение концентрации Sr/CaP усиливало ингибирование S. mutans на 18%, при этом эффект андрографолида не был обнаружен. Ожидалось, что способность клеев способствовать высвобождению ионов, осаждению фосфата кальция и ингибированию роста кариесогенных бактерий уменьшит возникновение белых пятен. Добавки снижали физико-механические свойства материалов, но соответствующие значения находились в пределах допустимого диапазона.

Распространенным осложнением при фиксированном ортодонтическом лечении является начальный кариес эмали или белые пятна вокруг брекетов1. Эти поражения возникают из-за продолжающейся деминерализации зубов и дисбиотической зубной биопленки2, вызванной неоптимальной гигиеной полости рта во время лечения. Если кариозные поражения не лечить, они могут прогрессировать и превратиться в глубокие и не поддающиеся очистке полости. Впоследствии это может привести к серьезной инфекции/боли зуба, что осложнит ортодонтическое лечение. Сообщалось, что неровные поверхности избытка ортодонтического клея способствуют накоплению зубных биопленок3. Следовательно, для снижения риска кариеса могут потребоваться клеи, обладающие реминерализирующим и антибактериальным действием. Однако доступные в настоящее время и широко используемые ортодонтические клеи из композитных смол не показали никакого противокариесного действия. Кроме того, неоптимальная техника светоотверждения может увеличить риск высвобождения непрореагировавших мономеров4, что может способствовать кариесогенности и микробному дисбиозу зубных биопленок5.

Для усиления реминерализации и антибактериального действия ортодонтических клеев использовались различные методы. Например, стеклоиономерные цементы использовались для облегчения высвобождения фторида, повышая устойчивость к кариесу за счет фторирования поверхности зубов6. Однако клиническое исследование показало, что значительного снижения деминерализации зубов при использовании ортодонтического клея на стеклоиономерном цементе7 не было обнаружено. Фосфаты кальция можно использовать в качестве реактивных наполнителей, способствующих высвобождению ионов кальция и фосфата из ортодонтических адгезивов. Эти ионы необходимы для создания подходящих условий для осаждения минералов зубов, таких как гидроксиапатит8,9. Коммерчески доступный моногидрат монокальцийфосфата (MCPM) был включен в материалы на основе смол в предыдущих исследованиях10,11. Использование MCPM в высоких концентрациях (10–20 мас.%) существенно усиливало осаждение гидроксиапатита10,11,12, что, как ожидалось, будет способствовать реминерализующему эффекту на границе раздела зуб-композит. Однако высокая растворимость MCPM (соотношение Ca/P = 0,5) может привести к чрезмерной сорбции воды, пластификации полимера и значительному снижению механической прочности ортодонтических адгезивов12.

Альтернативой реминерализующему агенту соединениям фосфата кальция могут быть золь-гель биоактивные стекла13. Было продемонстрировано, что включение наночастиц биоактивного стекла в ортодонтический клей приводит к эффективному реминерализирующему действию14. Кроме того, использование сферических частиц биоактивного стекла продемонстрировало больший минерализующий эффект по сравнению с использованием частиц неправильной/гранулированной формы15. Было высказано предположение, что Sr2+ потенциально может усиливать осаждение апатита за счет увеличения количества кластеров зародышеобразования16,17. Кроме того, было продемонстрировано, что биоактивное стекло, легированное Sr, проявляет превосходное антибактериальное действие по сравнению с биоактивным стеклом, не легированным Sr18. Антибактериальное действие Sr2+ может включать ингибирование роста, синтеза клеточной стенки, метаболизма и репликации ДНК бактерий18.