Bioaktivni dentalni materijali - modulacija aktivne matrice radi unapređenja kliničke učinkovitosti i redukcije oštećenja DNK


Karijes je najčešći i najznačajniji globalni oralni javnozdravstveni problem u djece i adolescenata. Rani karijes u obliku bijelih točkastih lezija cakline jedna je od najčešćih nuspojava ortodontske terapije, kojom se korigira položaj zubi. Nastaje kao neželjena posljedica otežanog održavanja oralne higijene i akumulacije dentobakterijskog plaka na elementima ortodontske naprave koja je pričvršćena za zube. Iako se strogim režimom četkanja zuba i korištenjem remineralizacijskih otopina može prevenirati pojava bijelih točkastih lezija, uspjeh tih metoda uvjetovan je suradnjom pacijenta, koja je umjerena ili loša u tri četvrtine pacijenata. U nastojanju da se zaobiđe problem suradnje, razvoj i istraživanje se usmjerava na modulaciju komercijalnih i eksperimetalnih kompozitnih dentalnih materijala s bioaktivnim tvarima (fluoridi, amorfni kalcijev fosfat (ACP)), koje bi se otpuštale i time zaštitno djelovale na caklinu, ali i omogućile reparaciju početnih lezija cakline remineralizacijom. Loša oralna higijena dovodi do poremećaja uravnoteženog pH usne šupljine, što slabi individualni protektivni i reparatorni potencijal te dolazi do oštećenja tvrdih zubnih tkiva, ali utječe i na otpuštanje biohazardnih komponenti adheziva (monomeri, endokrino aktivni pseudoestrogen bisfenol A). Kompoziti modulirani bioaktivnim tvarima (biomaterijali) koriste se za restauriranje izgubljenih tvrdih zubnih tkiva te pričvršćivanje ortodontskih naprava za zube. Oni pokazuju jakost veze usporedivu s konvencionalnim kompozitima, no njihova učinkovitost u remineralizaciji cakline još nije dokazana, iako novija istraživanja ukazuju na moguću zaštitnu ulogu. S druge strane, fluoridi pokazuju citotoksično djelovanje indukcijom oksidacijskog stresa, oštećenjem vanjske mitohondrijske membrane i poremećajem staničnog metabolizma. Remineralizacijska svojstva pokazuje i amorfni kalcijev fosfat (ACP) koji se istražuje u sastavu eksperimentalnih kompozita, s još nedovoljno istraženim cito- i genotoksičnim utjecajima.

Istraživanja biokompatibilnosti u ortodonciji uglavnom su pratila koroziju metalnih dijelova ortodontske naprave kao i citotoksičnost i genotoksičnost in vitro. Istraživačka grupa Katedre za ortodonciju dala je svoj doprinos toj znanstvenoj tematici  proučavanjem interakcije legura s remineralizacijskim sredstvima na bazi fluorida i kazein-fosfo-peptida – amorfnog kalcij-fosfata (CPP ACP) što je financirano i od strane Hrvatske zaklade za znanost i potpore Sveučilišta u Rijeci. Naša dosadašnja istraživanja su pokazala da dodatne remineralizacijske otopine u obliku gelova i antiseptika izazivaju pojačanu koroziju metalnih dijelova fiksnih ortodontskih naprava, uz povećano otpuštanje potencijalno alergenih iona nikla i titana. Područje istraživanja tima Katedre za ortodonciju ovim projektom se širi i na nemetalne komponente ortodontskih materijala uz dodatak sredstava koja imaju protektivni i reparacijski potencijal kod inicijalnih karijesnih lezija. Prethodne studije citotoksičnosti kompozitnih materijala za adheziju ortodontskih naprava na zube pokazala su neželjene učinke nekih komercijalnih materijala, međutim, priprema uzoraka u tim studijama nije vjerno simulirala kliničku situaciju. Istraživanja genotoksičnosti ortodontskih kompozitnih sustava još uvijek nedostaju. Poznavanje genotoksičnih svojstava materijala neizostavno je za procjenu biokompatibilnosti i sigurnosti za pacijenta. S obzirom na dugotrajnu prisutnost ortodontskih kompozitnih sustava u usnoj šupljini, poznatu toksičnost dimetakrilatnih monomera, problematiku svjetlosne polimerizacije, kao i sadržaj fluorida u nekim komercijalnim materijalima te razvoj eksperimentalnih kompozita s remineralizacijskim punilom ACP, ispitivanje genotoksičnosti neophodno je za utvrđivanje njihovog mogućeg štetnog biološkog učinka.

Istraživanja u sklopu ovog projekta obuhvatit će različite vrste organske faze kompozita i dodatak bioaktivnih tvari, što utječu na stupanj konverzije monomera u polimer. Pretpostavka je da genotoksičnost ne ovisi primarno o stupnju konverzije fotopolimerizacijom u trajanju od 10 odnosno 20 sekundi (manja konverzija - veća genotoksičnost) već o sastavu materijala: o organskoj i anorganskoj komponenti te o dodatku i vrsti bioaktivnih tvari. Utvrdit će se imaju li materijali s većim sadržajem karbonilnih i karboksilnih skupina s nezasićenom vezom u blizini veći stupanj stvaranja epoksida i samim time i veću genotoksičnost. Provedena testiranja će utvrditi uzrokuju li komercijalni i eksperimentalni ortodontski kompozitni materijali lomove lanaca DNK i formiranje mikronukleusa. Utvrdit će se utjecaj inertnog staklenog punila i bioaktivnih materijala na stupanj konverzije i biokompatibilnost komercijalnih i eksperimentalnih kompozitnih ljepila.

Provest će se ispitivanje svojstava i protektivni i reparacijski potencijal ortodontskih adhezivnih materijala moduliranih eksperimentalno dodanim fluoridima, sposobnost ponovljenog punjenja adheziva radi produljenja vremena aktivnog djelovanja, kao i utjecaj modulacije na promjenu kliničkih svojstava adheziva.

Utjecaj poremećene ravnoteže pH usne šupljine utječe i na otpuštanje biohazardnih komponenti adheziva (monomeri, endokrino aktivni pseudoestrogen bisfenol A, ...); metodom tekućinske kromatografije provest će se kvalitativna i kvantitativna analiza otpuštenih spojeva.

Modulacija postojećih i eksperimentalnih kompozitnih adheziva predstavlja novi korak u translaciji dosadašnjih istraživanja na razvoj i kreiranje novih dentalnih materijala za kliničku upotrebu, uz testiranje svih aspekata važnih za razvoj novih materijala, kako bi postigli najviši stupanj biokompatibilnosti.


Istraživački tim
Magda Trinajstić Zrinski magda.zrinski@medri.uniri.hr
Stjepan Špalj stjepan.spalj@medri.uniri.hr
Miljanić Snežana miljanic@chem.pmf.hr
Želježić Davor dzeljezi@imi.hr
Marović Danijela marovic@sfzg.hr
Contardo Luca l.contardo@fmc.units.it
Dalibor Broznić dalibor.broznic@medri.uniri.hr
Peroš Kristina peros@sfzg.hr
Višnja Katić visnja.katic@medri.uniri.hr

Višnja Katić dr. dent. med.

Medicinski fakultet
Medicinski fakultet

e-pošta: visnja.katic@gmail.com
prostorija: Krešimirova 40 /I.kat, ordinacija br.4


MEĐUNARODNA VIDLJIVOST:
CITATIH-INDEXI10-INDEX
Google Scholar 79 5 3
uniri 79 5 3
UNIRI 79 5 3