Mossel-geïnspireerde stof verbetert de binding van bestanddelen in tandvullingen

Tandvullingen zijn een klinische uitdaging, omdat factoren als de vochtige omgeving van de mondholte en de mechanische spanning door kauwen het succes van de restauratie beïnvloeden. Wanneer de hars-dentine-binding mislukt, kan dat leiden tot meer tandartsbezoek en hogere kosten voor de patiënt.

Hoofdonderzoeker Dr. Cyntia Kar Yung Yiu, klinisch professor Kindertandheelkunde aan de HKU, legt in een persbericht uit dat mosselen hun klevende eigenschappen moeten behouden onder moeilijke omstandigheden, zoals vocht, mechanische schokken en extreme veranderingen in temperatuur en pH-waarden. Dit is vergelijkbaar met de omstandigheden in de mondholte.

De natte hechtingskracht van mosselen is al lang een belangrijk onderwerp voor wetenschappers. Verschillende onderzoeken focusten al op het gebruik van deze eigenschap in de klinische praktijk. Dergelijke toepassingen zijn bijvoorbeeld chirurgische eiwitlijm om wonden te sluiten, micronaaldverbanden voor hartweefselregeneratie en materialen voor medicijnafgifte.

De eigenschappen van mosselen worden ook veel gebruikt voor tandheelkundige toepassingen. meldt dat oplossingen geïnspireerd op mosselen de coating van dentale implantaten verbeteren, meer biocompatibele implantaten helpen ontwikkelen, de behandeling van dentine-overgevoeligheid vooruithelpen en de ontwikkeling van moeilijkere producten voor restauratieve tandheelkunde stimuleren.

Evaluatie van de klinische prestatie

De natte kleefeigenschap van mosselen is toe te schrijven aan een afgeleide van het aminozuur tyrosine, dopa genoemd (DMA), in het kleefeiwit van de mossel. Dit scheiden de zeedieren uit om aan oppervlaktes in een vochtig milieu te blijven plakken. Het onderzoeksteam beoordeelde de prestatie van een mossel-geïnspireerde stof dat op dit DMA gebaseerd is als een functionele monomeer in tandheelkundige lijm met betrekking tot de duurzaamheid van de hars-dentine-binding.

Het team vergeleek de duurzaamheid van de controlegroep met drie oplossingen die verschillende concentraties DMA bevatten in een aantal tests. De resultaten lieten zien dat DMA met succes een verbinding aangaat met dentinecollageen. Daarnaast polymeriseert het met de lijm zonder de mate van conversie of elasticiteitsmodulus te beïnvloeden, versterkt het de integriteit van de hars-dentine-koppeling, verlengt het de duur van de binding en remt het de activiteit van endogene metalloproteïnasen, die betrokken zijn bij de afbraak van collageen en van de hars-dentine-binding. De bevindingen duiden erop dat DMA kan polymeriseren met harsmonomeren zonder de mechanische kracht van het kleefmiddel te verminderen. Ook zou het kunnen voorkomen dat bindingen mislukken door een plotselinge verandering in spanning.

Co-auteur Dr. James Kit Hon Tsoi, associate professor Tandheelkundige materiaalwetenschap aan de HKU, vat de onderzoeksresultaten samen en geeft een toekomstperspectief: “Dit onderzoek laat zien dat DMA effectief is om de hars-dentine-binding te verbeteren en te verlengen. De cytotoxiciteit is ook vergelijkbaar met de harsmonomeren in traditionele tandheelkundige lijm. In de toekomst kan deze stof mogelijk de markt op.”

Overige uitdagingen

Ondanks de prestaties van DMA hebben de onderzoekers hun zorgen geuit over de beperkte houdbaarheid van de stof. Tijdens het testen kreeg de DMA-oplossing na twee maanden een lichtgele kleur; een kenmerk dat onpraktisch is bij gebruik in de praktijk. Toekomstige onderzoeken kunnen overwegen om antioxidanten aan de DMA-oplossing toe te voegen om dit effect te vermijden.

Het onderzoek, getiteld ’Enhancing resin-dentin bond durability using a novel mussel-inspired monomer’, is gepubliceerd in het septembernummer van 2021 van Materials Today Bio.

 

 

 

Labels: