Стоматологічні матеріали завжди використовували найновіші наукові розробки, і нанотехнології не стали виключенням – але ця практика пов'язана з потенційними ризиками. Інтернет магазин стоматологічних товарів DentPro розкаже, що вам потрібно знати.
Простіше кажучи, нанотехнології – це розробка й виробництво надзвичайно малих пристроїв і структур, розміром менше 100 нм. Різноманітні товари для стоматологів значно інкорпорують нанотехнології в стоматологічній діагностиці, профілактичній стоматології, стоматологічних матеріалах, протезуванні, ендодонтії, консервативній та естетичній стоматології, пародонтології, імплантології та регенеративній стоматології.
Наноматеріали широко використовуються в засобах для полоскання порожнини рота; такі стоматматеріали для терапевтичної стоматології, як адгезивні системи і композитні реставраційні матеріали також мають їх у своєму складі. У стоматологічних матеріалах часто використовують наночастинки срібла (НЧС) завдяки їхнім антимікробним властивостям.
Фармакокінетика впливу наночастинок на організм
Хоча використання наноматеріалів принесло користь стоматології, дослідження показують, що наночастинки (НЧ) можуть бути вдиханими, вони можуть проникати через клітинні мембрани і досягати печінки, лімфатичних вузлів, селезінки та кісткового мозку. НЧ, включаючи наноносії, можуть проникати через гематоенцефалічний бар'єр і локалізуватися в центральній нервовій системі (ЦНС).
Оскільки наночастинки є чужорідними для систем організму, вони зазвичай перерозподіляються і накопичуються в деяких життєво важливих органах, що може спричинити токсичні ефекти. Ця непередбачуваність реакції організму на наноматеріали залежить не тільки від розміру, але й від того, як імунна система реагує на нанопродукт, оскільки дослідження показали, що наночастинки можуть по-різному реагувати в культурі клітин (in vitro), ніж в організмі (in vivo).
Токсична дія катіонів металів
Срібло призводить до пошкодження клітинної стінки та клітинної мембрани, а також до реакції з біомакромолекулами всередині клітин. Антимікробні препарати на основі срібла продемонстрували свою ефективність проти мікроорганізмів, таких як бактерії, віруси та грибки, а також – у випадку ротової порожнини – проти карієсу, зубного каменю, гінгівіту або пародонтиту.
Однак катіони металів, такі як срібло, в достатніх дозах мають руйнівну дію на живі клітини. Антимікробна дія цих іонів базується на пошкодженні клітинної стінки та клітинної мембрани, окисленні білків та ліпідів, а також на розриві водневих зв'язків між ланцюгами ДНК. Це порушує гомеостаз клітинних систем, призводить но неможливості реплікації ДНК і подальшого апоптозу – незапальної клітинної смерті.
Висока біодоступність
Дослідники стверджують, що наночастинки мають високе співвідношення поверхні до об'єму, що сприяє їх реакційній здатності, дозволяючи наночастинкам проходити через біологічні бар'єри, такі як клітинні мембрани, і роблячи наночастинки потенційно біологічно небезпечними та цитотоксичними. Частинки можуть вивільнятися і потрапляти в травну систему.
Важливість гематоенцефалічного бар’єру
Гематоенцефалічний бар'єр (ГЕБ) – це захисний, високоселективний і низькопроникний бар'єр, який ізолює ЦНС, захищаючи і створюючи стабільне середовище для нейронів. Використання транспортних механізмів у ГЕБ забезпечує проходження молекул, необхідних для правильної роботи мозку; водночас відомо, що ці механізми здатні доставляти наночастинки до ЦНС.
Дуже малі наночастинки вразливі до виведення нирками та з тканин-мішеней, тоді як більші наночастинки (≥ 20 нм) можуть проходити через гематоенцефалічний бар'єр, і ще більші наночастинки (> 200 нм) можуть бути сприйнятливими до поглинання іншими органами.
Біорозподіл і накопичення наночастинок може призвести до небажаного впливу на організм наночастинок металів з потенційною токсичною дією. НЧС мають довший період напіврозпаду в мозку, ніж в інших органах, що може призвести до нейротоксичних ефектів, таких як запальна реакція та оксидативний стрес.
Нанотехнології та стоматологічна гігієна
Дослідники розробили нанощітку, включивши колоїдні частинки нанозолота або наносрібла між щетинками зубної щітки, щоб полегшити видалення зубного нальоту та зменшити ризик розвитку пародонтиту. Зубні пасти та ополіскувачі для порожнини рота також були наномодифіковані.
Нано-фторид кальцію додають до засобів для полоскання рота, щоб зменшити активність карієсу, знизити проникність дентину та підвищити концентрацію лабільного фтору в ротовій рідині. Зубні пасти, що містять наночастинки карбонату кальцію та 3% нанорозмірного триметафосфату натрію, сприяють швидшій ремінералізації ранніх каріозних уражень порівняно зі звичайною зубною пастою без нанодобавок.
Що стосується пародонтозу, то вчені змогли створити нову систему доставки ліків для лікування пародонтиту за допомогою наночастинок, навантажених триклозаном, тетрацикліном або іншими хіміотерапевтичними засобами. Наночастинки були рівномірно дисперговані, вивільняючи насичені ліки поетапно, щоб забезпечити більш тривалий контакт з ураженою ділянкою, що дозволить подовжити терапевтичний вплив і зменшити токсичний.
Переваги та ризики нанотехнологій у клінічній практиці
Рішення про використання наноматеріалів залежить від клінічних умов. Непередбачуваність наноматеріалів створює етичну дилему для стоматологів, коли вони стикаються з широким спектром матеріалів на вибір. Деякі з них мають дуже довгу історію клінічного застосування, наприклад, гібридні або мікронаповнені композитні смоли та нанонаповнені композитні смоли. Тим не менш, наукові дослідження про композити зазвичай акцентують увагу на тривалість реставрацій, а не на клітинні реакції пародонту.
Токсичність НЧС пов'язана з вивільненням іонів срібла, які викликають біохімічні зміни, відхилення в поведінці та нейротоксичні ефекти. Дослідження показали, що хоча відсоток введених доз, які досягають мозку, є відносно низьким, в інших життєво важливих органах, таких як печінка та селезінка, відбувається значне накопичення важкого металу. У стоматології використовуються НЧС, тоді як наночастинки золота (НЧЗ) розміром від 5 до 100 нм є менш токсичними, ніж НЧС.
Дослідження наноматеріалів є новим явищем; вчені продовжують обговорювати майбутнє нанотехнологій як більш ефективного та економічно вигідного способу оцінки точності нових систем пероральної доставки ліків. Більше того, наночастинки можуть покращувати ефективність рутинної стоматологічної профілактики, якщо будуть використовуватись для порушення утворення біоплівки та зниження захворюваності на карієс і пародонтит.
Висновки
Нанотехнології у стоматології пропонують значні переваги, включаючи покращення діагностики та лікування стоматологічних захворювань. Використання наноматеріалів, таких як наночастинки срібла, демонструє ефективність у боротьбі з мікроорганізмами, що викликають карієс, гінгівіт і пародонтит. Проте поряд із цими перевагами існують серйозні ризики, пов'язані з біологічною небезпекою та токсичністю наночастинок.
Яке правильне клінічне рішення варто прийняти?
Отже, чи можна рекомендувати використання нанотехнологій в стоматології і цілеспрямовано шукати препарати і матеріали з наночастинками у складі для того, щоб надати найбільш якісну допомогу пацієнтам? Чи навпаки – чи є продукти нанотехнологій суворо небезпечними у довготерміновій перспективі для організму, і їх використання варто уникати?
Чіткої, впевненої, доказово обґрунтованої відповіді на це питання, на жаль, поки немає. Наука, що лежить в основі нанотехнологій, є інноваційною, але для того, щоб визначити, чи переважають переваги над ризиками в клінічній практиці, необхідні більш довгострокові клінічні дані, впорядковані в правильні систематичні огляди і мета-аналіз згідно відповідних рекомендацій. Поки такого масиву знань нема, варто підходити з клінічною настороженістю до кожного випадку використання нанотехнологій.
Таким чином, хоча нанотехнології відкривають нові горизонти в стоматології, необхідно ретельно оцінювати потенційні ризики та переваги їх використання. Подальші дослідження мають бути спрямовані на розробку безпечних наноматеріалів та вдосконалення методів їх застосування, аби забезпечити максимальну ефективність лікування при мінімізації можливих шкідливих впливів на організм.
На правах реклами
