Антимикробная и механическая оценка целлюлозы

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 13428 (2023) Цитировать эту статью

191 Доступ

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Контроль образования биопленок в полости рта во время ортодонтического лечения имеет решающее значение. Поэтому антимикробные поверхности для невидимых стоматологических аппаратов представляют интерес как для терапевтов, так и для пациентов. Здесь мы представляем термоформуемый материал на основе целлюлозы, используемый для изготовления невидимых брекетов, который может быть наполнен эфирными маслами (ЭМ), обладающими антибактериальными и противогрибковыми свойствами. Мы предполагаем, что этот материал может поглощать и выделять ЭО, обеспечивая тем самым антимикробный эффект без ущерба для безопасности и механических свойств, необходимых для невидимых стоматологических брекетов. Традиционные микробиологические и изотермические микрокалориметрические анализы показали, что термоформуемый материал, наполненный эфирными маслами, значительно задерживает образование биопленок стрептококков полости рта (S. mutans и S. mitis) в статических условиях (p < 0,05) и при имитации слюноотделения (p < 0,05). . Кроме того, тесты на цитотоксичность (ISO 10993-5) показали, что загруженный материал хорошо переносится фибробластами десен человека. Наконец, нагружение антибактериальными средствами существенно не изменило механические свойства и стабильность материала (начальная сила (р = 0,916); начальное напряжение (р = 0,465)). По сравнению с золотым стандартом прозрачных материалов для капп, этот материал обеспечивает надежную передачу усилий при ортодонтическом лечении. Более того, этот подход демонстрирует потенциал использования в качестве платформы для пероральной доставки нескольких соединений.

Здоровье полости рта часто воспринимается как нечто само собой разумеющееся, однако воспаления полости рта остаются распространенным явлением и могут привести к другим заболеваниям, включая болезни сердца, диабет и неврологические расстройства, такие как болезнь Альцгеймера1,2. Хорошее здоровье полости рта связано с хорошим общим состоянием здоровья и даже может быть связано со снижением риска тяжелых вирусных инфекций, таких как COVID-193. Растущие во всем мире расходы на лечение кариеса, воспаление десен или периимплантатные заболевания создают огромное финансовое бремя для домохозяйств и страховщиков4. Кроме того, с ростом числа ортодонтических процедур уход за полостью рта приобретает еще большее значение. В результате в настоящее время в сообществе специалистов по уходу за полостью рта растет интерес к антимикробным поверхностям таких устройств, как ортодонтические брекеты, имплантаты или невидимые стоматологические приспособления. Недавнее исследование показало, что через 6 месяцев 10% пациентов с прозрачными каппами и 13,3% пациентов со съемными позиционерами подвергались риску развития кариеса из-за колонизации элайнеров Streptococcus mutans. Эта доля увеличилась примерно до 40% у пациентов с несъемными брекетами. Таким образом, антимикробный стоматологический материал будет особенно полезен для пациентов5.

Для получения такого противомикробного материала особенно полезными могут быть эфирные масла (ЭМ). ЭО — это жидкие и летучие вещества, экстрагированные из растений. Многие из этих компонентов взаимодействуют с клеточной мембраной бактерий из-за своей гидрофобной природы, делая клетку более проницаемой и потенциально приводя к ее гибели. Доказано, что ЭО обладают противогрибковыми, антибактериальными, противовирусными и инсектицидными свойствами6,7,8,9. Кроме того, ЭМ демонстрируют низкий уровень устойчивости к противомикробным препаратам и широкий спектр антимикробной активности10,11. Среди эфирных масел корица играет важную роль из-за ее антиоксидантных, противовоспалительных, противодиабетических, противомикробных, противоопухолевых и гиполипидемических свойств. Основной биоактивной молекулой коричного масла является коричный альдегид, который признан FDA безопасным и нетоксичным (21 CFR182.6)8. Что касается применения в стоматологии, коричный альдегид продемонстрировал низкую цитотоксичность в отношении клеток фибробластов12, и ни масло корицы, ни коричный альдегид не считаются внутриротовыми аллергенами, поскольку были описаны лишь редкие случаи аллергического контактного дерматита. Таким образом, его часто используют в качестве ароматизатора для различных видов зубной пасты, где масло корицы и коричный альдегид дополнительно обладают противомикробным действием13,14. Не было доказано, что коричный альдегид влияет на болевой порог при холоде; однако было продемонстрировано снижение порога механической боли15. Коричный альдегид и масла корицы эффективны против ранних колонизаторов и бактерий, вызывающих кариес, S. mutans12,13,16,17,18, Porphyromonas gingivalis19, вызывающих заболевания пародонта, и видов Candida, потенциально приводящих к стоматологическому стоматиту20,21. Кроме того, экстракт корицы в составе жидкости для полоскания рта показал уменьшение количества зубного налета и десен22. Наконец, масла корицы и коричный альдегид обладают хорошей совместимостью с другими противомикробными средствами, такими как эвгенол и органические кислоты, что приводит к аддитивному или синергическому антибактериальному эффекту23,24.