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Recubrimientos antiincrustantes en la superficie del diente de hidroxiapatita

La placa dental es un tipo de bioincrustación en la superficie del diente que consiste en una población diversa de microorganismos y matriz extracelular, y causa algunas enfermedades bucales e incluso enfermedades sistemáticas

Numerosos estudios se han centrado en la prevención de bacterias y proteínas en la superficie de los dientes, especialmente con recubrimientos antiincrustantes

Se resumieron numerosos recubrimientos antiincrustantes en la superficie del diente y la hidroxiapatita (como componente principal del tejido duro dental) en función de sus mecanismos, que incluyen tres estrategias principales

Los recubrimientos antiincrustantes pueden ser estables y sostenibles a largo plazo en la superficie del diente en el complejo del entorno bucal.

• Adhesión antiproteína y antibacteriana mediante modificación química
• Destrucción por contacto mediante la modificación de agentes antimicrobianos
• Liberación de agentes antibacterianos

• La primera estrategia de recubrimientos puede resistir la adsorción de proteínas y bacterias. Sin embargo, estos recubrimientos utilizan estrategias pasivas y no pueden matar bacterias

• La segunda estrategia puede interactuar con la membrana celular de las bacterias para causar la muerte bacteriana.

• Debido a la posibilidad de administrar localmente una alta concentración de agentes antibacterianos, se recomienda la tercera estrategia y será la tendencia del uso local de medicamentos en odontología en el futuro.

INTRODUCCIÓN

La definición de ensuciamiento es la acumulación de elementos indeseables en las superficies del material para obstaculizar las funciones normales del material.

• La bioincrustación es un procedimiento dinámico que se refiere a una serie de etapas de formación de complejos y estructuras biológicas, incluidos los organismos vivos y sus subproductos (matriz extracelular de sustancias
• poliméricas)
• La bioincrustación es un problema grave en muchos campos, como los dispositivos biomédicos, biosensores, administración de fármacos, implantes biomédicos, ropa protectora, envasado de alimentos y equipos marinos
• Afecta el rendimiento y la aplicación de todos los materiales de acogida. Para conservar la función principal de los materiales hospedantes, existen numerosos estudios dirigidos a estrategias antiincrustantes, especialmente la prevención de la colonización bacteriana de superficies biomédicas

Dado que un revestimiento delgado puede proporcionar una superficie antiincrustante sin afectar a los materiales huésped, los revestimientosantiincrustantes se han convertido en un campo de investigación muy activo y práctico y han reemplazado progresivamente las tácticas antibióticas tradicionales.

• En el entorno de la cavidad oral, una masa de microbios y proteínas está presente en la mucosa oral, la superficie de la lengua, las restauraciones dentales y las superficies de los dientes, especialmente cerca del margen gingival.
• Los microorganismos de la mucosa oral y la superficie de la lengua se eliminan fácilmente porque el tejido epitelial y los microorganismos de la superficie arroja todo el tiempo.
• Sin embargo, las masas microbianas, la saliva y los restos de comida que se adhieren a las superficies de los dientes, la placa dental, son difíciles de eliminar debido a la falta de desprendimiento metabólico del tejido dental duro, especialmente en las áreas que carecen de la función de autolimpieza

La placa dental consiste en una población diversa de microorganismos (un gramo de placa húmeda contieneaproximadamente 2 × 1011 bacterias) y una matriz extracelular de polímeros (compuesta principalmente por glucanos y fructanos de origen microbiano) del huésped y de la comunidad microbiana. A la formación de placa dental en la superficie del diente le siguen cuatro etapas: 1) Formación de película adquirida 2) Adhesión inicial bacteriana 3) Coagregación a colonizadores adheridos 4) Multiplicación, desarrollo y desprendimiento de biopelículas. La placa dental como un tipo de bioincrustación dental es compleja y también es el principal factor etiológico que causa enfermedades bucales, como la caries dental y las enfermedades periodontales. En la actualidad, los estudios han confirmado que existe una relación entre las enfermedades sistemáticas y las enfermedades periodontales, como la obesidad, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes, los resultados adversos del embarazo y la enfermedad de Alzheimer. Por lo tanto, existen muchas formas de prevenir la acumulación de placa dental, como cepillarse los dientes, usar hilo dental, enjuague bucal y limpieza dental profesional.

Muchos estudios han investigado métodos para limpiar bacterias y proteínas en los dientes por antibióticos, agentes tensioactivos, barnices fluorados y recubrimientos antiincrustantes. Teniendo en cuenta que la placa dental es un tipo de agente bioincrustante, el diseño de un revestimiento antiincrustante en la superficie del diente ha atraído a muchos investigadores en los últimos años. Un recubrimiento antiincrustante duradero en la superficie del diente debe resistir la fuerza masticatoria, la disolución por saliva excesiva y otros factores fisicoquímicos complejos del ambiente bucal, y dicho recubrimiento representa un gran desafío en el campo de la odontología y los biomateriales.

Se revisaron numerosos recubrimientos antiincrustantes en la superficie del diente y la hidroxiapatita (HA) (como componente principal del tejido duro dental) Se resumen en función de sus diferentes mecanismos, que incluyen tres estrategias principales

• Adhesión antiproteína y antibacteriana mediante modificación química
• Destrucción por contacto mediante la modificación de agentes antimicrobianos
• Liberación de agentes antibacterianos

Recubrimientos con capacidad de adhesión antiproteína y antibacteriana mediante modificación química

El uso de modificaciones químicas de la superficie como métodos inespecíficos para recubrimientos que pueden resistir la adsorción de proteínas. tales como PEG y zwiterion, han demostrado grandes propiedades antiadherentes in vitro y generalmente se consideran el enfoque estándar para recubrimientos antiadhesivos

Recubrimientos con capacidad de destrucción por contacto mediante la modificación de Agentes antimicrobianos

En estos recubrimientos, los compuestos antimicrobianos están anclados a la superficie del material. Se cree que las bacterias adheridas mueren debido a la ruptura de su membrana celular por los compuestos adheridos, que atraviesan la membrana microbiana.

Estos recubrimientos de copolímero matan las bacterias planctónicas tanto adheridas como adyacentes liberando compuestos antibacterianos cargados con el tiempo. La liberación de agentes antibacterianos incorporados se logra mediante difusión en un medio acuoso, erosión / degradación o hidrólisis de enlaces covalentes En comparación con los recubrimientos que matan por contacto, los recubrimientos que liberan agentes antibacterianos ofrecen la posibilidad de administrar localmente una alta concentración de agentes antibacterianos sin exceder los límites de toxicidad sistémica o ecotoxicidad. Además, minimizan las resistencias a los fármacos y las repercusiones sistémicas

Recubrimientos que liberan agentes antibacterianos

Esquema de mecanismo común de recubrimientos con capacidad de adhesión antiproteína y antibacteriana mediante modificación química.

muestra el esquema del mecanismo común de esta estrategia, que consta de dos partes: grupos de unión a HA (adsorbiendo sobre HA) y grupos de adhesión antiproteína y antibacteriana (resistencia a la adhesión de proteínas y bacterias)

Esquema de mecanismo común de recubrimientos con capacidad de destrucción por contacto mediante la modificación de agentes antimicrobianos. muestra el esquema del mecanismo común de esta estrategia, que consta de dos partes: Grupos de unión a HA y compuestos antimicrobianos (matar bacterias).

Esquema del mecanismo común de los recubrimientos que liberan agentes antibacterianos. muestra el esquema del mecanismo común de esta estrategia, que consta de tres partes: grupos de unión a HA, vehículos (compuestos antimicrobianos que encapsulan) y compuestos antimicrobianos (bacterias que matan).

Copolímero que contiene PEGMA (azul) y fosmero (rosa). PEGMA como un polímero hidrófilo cepillos en el extremo distante de HA inhibe la adhesión bacteriana, mientras Phosmer se une con Ca2 + de HA.

Mecanismos esquemáticos de HBAMP. La actividad antibacteriana del HBAMP libre en solución y unido a la superficie (A). HBAMP unido a la superficie del diente (B1) y libre en la saliva (B2). El HBAMP puede dañar la membrana celular bacteriana al alterar la bicapa lipídica ①, traslocarse al interior de la célula ② e interactuar con objetivos intracelulares

Representación esquemática de micropartículas de PLGA / PBMP con inhibidores de QS para la inhibición de la formación de biopelículas en superficies de HA