I dentisti si affidano a materiali compositi per eseguire procedure di restauro, come il riempimento di cavità. Eppure questi materiali, come lo smalto dei denti, può essere vulnerabile alla crescita della placca, il biofilm appiccicoso che porta alla carie.

In un nuovo studio, i ricercatori dell'Università della Pennsylvania hanno valutato un nuovo materiale dentale legato con un composto antimicrobico che non solo può uccidere i batteri ma può anche resistere alla crescita del biofilm. Inoltre, a differenza di alcuni materiali infusi di droga, è efficace con una tossicità minima per il tessuto circostante, in quanto contiene una bassa dose dell'agente antimicrobico che uccide solo i batteri che entrano in contatto con esso.

"I biomateriali dentali come questi, " disse Geelsu Hwang, professore assistente di ricerca presso la Penn's School of Dental Medicine, "bisogno di raggiungere due obiettivi:primo, dovrebbero uccidere efficacemente i microbi patogeni, e, secondo, devono resistere a forti sollecitazioni meccaniche, come accade quando mordiamo e mastichiamo. Molti prodotti necessitano di grandi quantità di agenti antimicrobici per massimizzare l'efficacia di uccisione, che possono indebolire le proprietà meccaniche ed essere tossici per i tessuti, ma abbiamo dimostrato che questo materiale ha proprietà meccaniche eccezionali e attività antibiofilm di lunga durata senza citotossicità".

Hwang ha collaborato allo studio, che è stato pubblicato sulla rivista Materiali e interfacce applicati ACS , con il professore di medicina dentale Penn Hyun (Michel) Koo e Bernard Koltisko e Xiaoming Jin di Dentsply Sirona.

Il materiale di nuova concezione è costituito da una resina incorporata con l'agente antibatterico imidazolo. A differenza di alcuni biomateriali tradizionali, che rilasciano lentamente un farmaco, questo materiale non è percolabile, uccidendo così solo i microbi che lo toccano.

"Questo può ridurre la probabilità di resistenza antimicrobica, " Ha detto Hwang.

Hwang e colleghi mettono alla prova il materiale, testare la sua capacità di uccidere i microbi, per prevenire la crescita di biofilm e resistere a sollecitazioni meccaniche.

I loro risultati hanno dimostrato che è efficace nell'uccidere le cellule batteriche al contatto, interrompendo gravemente la capacità dei biofilm di crescere sulla sua superficie. Solo quantità trascurabili di matrice di biofilm, la colla che tiene insieme i gruppi di batteri, sono stati in grado di accumulare sul materiale sperimentale, a differenza di un materiale composito di controllo, che ha mostrato un accumulo costante di matrice di biofilm appiccicoso nel tempo.

Quindi, il team ha valutato quanta forza di taglio fosse necessaria per rimuovere il biofilm sul materiale sperimentale. Mentre la più piccola forza ha rimosso quasi tutto il biofilm dal materiale sperimentale, anche una forza quattro volte più forte non era in grado di rimuovere il biofilm dal materiale composito di controllo.

"La forza equivalente a bere un bicchiere d'acqua potrebbe facilmente rimuovere il biofilm da questo materiale, " Ha detto Hwang.

Hwang, chi ha una formazione ingegneristica, ha accolto con favore l'opportunità di applicare la sua esperienza unica ai problemi nel campo dentale. Guardando avanti, attende con impazienza ulteriori opportunità per sviluppare e testare prodotti innovativi per preservare e ripristinare la salute orale.