Протимікробні наночастинки металів та їх оксидів в удосконаленні зубних протезів

Abstract

Багато наночастинок металів та їх оксидів, включаючи срібло, титан, цинк, мідь, цирконій, мають протимікробні властивості. Ці наночастинки є перспективною стратегією лікування і профілактики інфекцій ротової порожнини і можуть бути застосовані в різних галузях стоматології. Мета роботи – представити огляд літератури щодо застосування протимікробних наночастинок металів та їх оксидів в ортопедичній стоматології, зокрема в удосконаленні матеріалів для протезування дефектів зубних рядів. Пошук джерел літератури було проведено в базі даних PubMed. Статті за 2013–2023 роки були відібрані, щоб існувала їх причетність до ортопедичної стоматології і були наявні дані мікробіологічних тестів. Показано, що останнім часом тенденції змістилися в бік удосконалення базисних матеріалів для зубних протезів. Для запобігання інфекційних ускладнень пропонують модифікацію базисної пластмаси наночастинок з протимікробними властивостями. Наночастинки срібла найбільш широко використовуються для модифікації матеріалів зубних протезів. У поєднанні з полімерами або як покриття на поверхні біоматеріалів вони демонструють антимікробні властивості проти оральних патогенів та антибіоплівковий ефект. Наночастинки цинку оксиду є біосумісними і нетоксичними із значними біоцидними властивостями до широкого кола бактерій і грибів. Вони здатні інгібувати утворення біоплівки мікроорганізмами ротової порожнини не тільки на акрилових протезах, а й на склі, полістиролі, силіконі. Наночастинки титану оксиду зменшують адгезією мікроорганізмів на різних протезних матеріалах, включаючи акрилові смоли, керамічне скло, нержавіючу сталь. Наночастинки цирконію оксиду, на відміну від інших наночастинок оксидів металів, не порушують естетику зубних протезів. Водночас вони збільшують щільність і зменшують пористість поліметилметакрилату, чим знижують адгезію та проліферація кандиди в зразках. Наночастинки міді оксиду також інгібують ріст C. albicans і Streptococcus spp. та утворення біоплівки залежно від дози і цитотоксичні лише у високих концентраціях. Отже, існують металеві та металооксидні наночастинки, які можуть покращити протимікробні властивості протезних матеріалів для ортопедичної стоматології і в такий спосіб забезпечити профілактику інфекційних ускладнень при користуванні зубними протезами, але для їх клінічного використання ще належить подолати розрив між експериментом та практикою.

Many nanoparticles of metals and their oxides, including silver, titanium, zinc, copper, zirconium, have antimicrobial properties. These nanoparticles are a promising strategy for the treatment and prevention of oral cavity infections and can be used in various fields of dentistry. The purpose of the work is to present a literature review on the application of applying antimicrobial nanoparticle of metals and their oxides in orthopedic dentistry, in particular, in the improvement of materials for the prosthetics of dentition defects. Literature sources were searched in the PubMed database. Articles for the years 2013–2023 were selected for their involvement in orthodontic dentistry and for the availability of microbiological test data. Recent trends indicate a shift towards enhancing the composition of fundamental materials used in dental prostheses. To mitigate infectious complications, a modification of the base plastic by incorporating nanoparticles with antimicrobial properties is proposed. Silver nanoparticles are widely utilized to modify denture materials and, when combined with polymers or applied as a surface coating on biomaterials, exhibit antimicrobial properties against oral pathogens, along with an anti-biofilm effect. Zinc oxide nanoparticles, recognized for their biocompatibility and non-toxic nature, possess significant biocidal properties effective against a broad spectrum of bacteria and fungi. They demonstrate the ability to inhibit biofilm formation by oral cavity microorganisms, not only on acrylic prostheses but also on surfaces like glass, polystyrene, and silicone. Titanium oxide nanoparticles contribute to reducing microorganism adhesion on various prosthetic materials, including acrylic resins, ceramic glass, and stainless steel. Zirconium oxide nanoparticles, distinct from other metal oxide counterparts, do not compromise the aesthetics of dentures. Simultaneously, they enhance density and reduce polymethylmethacrylate porosity, thereby decreasing candida adhesion and proliferation in the samples. Copper oxide nanoparticles exhibit dose-dependent inhibition of C. albicans and Streptococcus spp. growth, along with biofilm formation, and show cytotoxic effects only at high concentrations. Thus, there are metal and metal oxide nanoparticles that can improve the antimicrobial properties of prosthetic materials for orthopedic dentistry and thus ensure the prevention of infectious complications when using dental prostheses, but for their clinical use, the gap between experiment and practice has yet to be bridged.