Использование наночастиц серебра и золота в стоматологии

The use of silver and gold nanoparticles in dentistry

Введение.

О целебных свойствах серебра и золота человечеству известно давно. Однако сравнительно недавно ученые пришли к заключению, что больше пользы можно получить от серебра и золота в виде наночастиц. Данная форма сплавов наделяет наносырье особыми химическими, биологическими и физическими качествами.

Самые ранние найденные записи, в которых упоминается об использовании золота в медицине, приводят нас в Китай 2500 года до н.э., и именно с этого времени появляются свидетельства использования металла некоторыми древними культурами в качестве основы для медицинских препаратов против различных болезней. Интересно то, что золото используется и  в зубоврачебном ремесле уже несколько тысячелетий. Во рту мумии египетского фараона Хафры, похороненного около 4500 лет назад, учёные обнаружили зубные протезы из драгоценного металла.

Про положительные  свойства серебра известно с глубокой древности, так например,  в Древней Индии с помощью этого металла обеззараживали воду, а персидский царь Кир хранил воду в серебряных сосудах. Историк древнего мира Геродот приводил сведения о том, что в V веке до нашей эры персидский царь Кир во время походов пользовался питьевой водой, сохраняемой в серебряных “священных сосудах”. В религиозных индусских книгах встречаются упоминания об обеззараживании воды путем кратковременного погружения в нее раскаленного серебра, либо в результате длительного контакта с этим металлом в обычных условиях.
       В настоящее время медицина, а в том числе стоматология, стала одной из областей активно развивающегося и перспективного применения наноматериалов и нанотехнологий, в таких направлениях, как, диагностика, протезирование и имплантации, профилактика и лечение заболеваний полости рта и зубов.

Цель работы была сформулирована следующим образом: изучить и актуализировать  данные современной отечественной и зарубежной литературы по применению в стоматологии наночастиц серебра и золота.

Для реализации цели были сформулированы следующие задачи:

  1. Изучение свойств наночастиц серебра в стоматологии.
  2. Исследование механизм действия наночастиц серебра.
  3. Изучение роли наночастиц серебра в пломбировочном материале.
  4. Изучение роли наночастиц в дентальной имплантации.
  5. Исследование лечения раковых опухолей при помощи наночастиц золота.

Методы и материалы исследования: анализ и обработка отечественной и зарубежной литературы по теме «Использование наночастиц серебра и золота в стоматологии»

 

Основная часть.

Свойства наночастиц серебра в стоматологии.

Учитывая свойства наночастиц серебра, которое обладает выраженными бактерицидными свойствами в отношении патогенных бактерий и вирусов, разработана нанотехнология получения наночастиц серебра (1-100 нм) в мицеллярных и водных дисперсиях, которые будут использованы в качестве антимикробных растворов и покрытий.

Вещество с наночастицами чрезвычайно реакционно активное, так как обладает большой удельной поверхностной энергией. Установлено, что раствор наносеребра является самым эффективным средством при непосредственном контакте с поверхностями, зараженными в результате бактериального осеменения.

Механизм действия наночастиц серебра.

Механизм действия наносеребра в стоматологии на микробную клетку заключается в том, что этот металл сорбируется клеточной оболочкой, которая выполняет защитную функцию, при этом нарушается ее разделение (бактериостатический эффект). Затем металл проникает внутрь клетки и ингибирует ферменты дыхательной цепи, разъединяет процессы окисления и окислительного фосфорилирования в микробных клетках, в результате чего клетка гибнет и как результат количество бактериальных осложнений в стоматологии снижается.

Препараты с коллоидными наночастицами серебра активно участвуют в снижении жизнедеятельности и прекращении размножения бактерий, вирусов, грибов и паразитов, чем стимулируют защитные механизмы организма при стоматологических манипуляциях. Патогенные бактерии и вирусы погибают в течение 6 мин контакта с препаратами наночастицами серебра.

Именно коллоидный раствор наночастиц серебра рассматривается как единственная реальная альтернатива токсичным химическим аналогам, которые нашли широкое применение как противомикробные средства в стоматологии.

Учитывая высокую активность наночастиц серебра против целого ряда болезнетворных бактерий, целесообразно их использование также в хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Нанесение наночастиц серебра размером до 10 нм путем адсорбции мицеллярного раствора позволяет получить ткани с биоцидными свойствами, которые могут применяться для изготовления хирургических костюмов, перевязочного материала и для стерилизации хирургического инструментария.

Важно, что наночастицы серебра не оказывают токсического действия на организм человека. Однако влияние на патогенную микрофлору обеспечивает высокую асептику и антисептику, что очень важно при хирургических вмешательствах в челюстно-лицевой стоматологии.

Наночастицы серебра в пломбировочном материале.

Ученые из Университета Отаго (Новая Зеландия) придумали новый способ избежать повторного кариеса и продлить срок службы пломбы.
Ученые разработали новую технологию, позволяющую продлить срок службы пломбы и избежать повторного кариеса
Суть методики заключается в использовании наночастиц серебра с особой химической формулой, не обладающих свойством окрашивать поверхность эмали. Технология является продуктом совместной работы ученых с Химического факультета и Стоматологической школы Университета Отаго, первоначальной целью исследования являлся поиск нового метода профилактики кариеса. В ходе экспериментальной части врачи-стоматологи применяли средство после удаления кариеса, но прежде чем устанавливалась пломба. Таким образом, средство распределялось в полости зуба, уничтожая оставшиеся бактерии, которые могли стать причиной повторного развития кариеса.
Уникальность новой разработки в том, что средство не окрашивает зубную эмаль. Другие препараты на основе серебра, используемые для лечения и профилактики кариеса имеют свойство окрашивать зубы в черный цвет. Именно поэтому они не получили широкого распространения и поддержки сообщества врачей-стоматологов.
«Мы надеемся, что наша разработка, не имеющая свойства окрашивать эмаль, будет востребована, что станет важным шагом на пути к улучшению здоровья зубов и полости рта у людей во всем мире», - утверждает д-р Дон Швасс, старший преподаватель и врач-ортодонт на факультете Стоматологической реабилитации. «В результате должны значительно снизиться показатели вторичного кариеса, а также увеличиться срок службы пломб, что принесет как экономическую выгоду, так и пользу здравоохранению».
Д-р Карла Меледандри, преподаватель Химического факультета говорит: «Наш вклад в работу заключался в создании стабилизированных наночастиц серебра заданного размера, используя уникальную производственную технологию, позволяющую в итоге получить частицы, не обладающие свойством окрашивать эмаль».

Наночастицы в дентальной имплантации.

Наночастицы добавляют в защитное покрытие для зубных имплантатов. Данная методика оказывает профилактику формирования бактериальных пленок и способствует лучшей интеграции имплантата и кости.
Наночастицы серебра обладают антибактериальными свойствами и подходят для защитного покрытия имплантатов. Наночастицы золота, к тому же, ускоряют процесс остеоинтеграции.
«Поскольку наночастицы золота стимулируют деление остеобластов, в перспективе они могут быть использованы в составе препарата для восстановления костной ткани», - говорят авторы.

Лечение раковых опухолей при помощи наночастиц золота.
Гидрогелевый противоопухолевый пластырь может стать альтернативой другим средствам, используемым при лечении рака. Пока он был испытан только на мышах, но авторы считают, что он эффективно справится со злокачественными новообразованиями у человека.

Пластырь  необходимо разместить там, где располагалась опухоль – лекарственные препараты будут действовать на раковые клетки, уничтожая их. Пластырь заменит химиотерапевтическое лечение, считают создатели.
Натали Арц (NatalieArtz) пояснила, что испытания на мышах прошли успешно – в некоторых случаях пластырь помог полностью уничтожить опухоли без операции и их хирургическое удаление не потребовалось. В том же случае, если пластырь использовали после удаления новообразования, рецидивирования не происходило совсем. В тех случаях, когда пластырь не использовался, вероятность повторного образования опухоли составляла 40%.
Сперва пластырь выделяет наностержни из золота, необходимые для теплового разрушения опухоли. Потом на раковые клетки действуют химиотерапевтические препараты, находящиеся внутри наностержней. И, наконец, начинают действовать золотые наночастицы, содержащие РНК-зонды для генной терапии – они инактивируют ген, мутация в котором и спровоцировала развитие рака. Удалять пластырь не требуется – со временем он рассасывается самостоятельно от нагревания.
В ближайшее время пластырь будет опробован на более крупных животных, а в том случае, если опыты пройдут удачно, исследователи испытают его на людях.

Более информативные диагностические снимки.

Наночастицы могут быть использованы не только в целях терапии, но и для повышения качества диагностических снимков. Некоторые виды наночастиц можно наносить поверхность зубов, чтобы повысить контрастность зубов и десен на рентгеновском снимке.
Например, в одной работе было показано, что нанесение наночастиц золота на стоматологические конструкции помогает визуализировать их на плоских и трехмерных снимках. В другом исследовании сообщали, что использование наночастиц оксида железа повышается контрастность снимков, выполненных с помощью компьютерной томографии.

 

 

 

  Выводы:

Таким образом, проанализировав отечественную и зарубежную литературу,  можно с уверенностью говорить, что данная тема «Использование наночастиц серебра и золота в стоматологии»  является актуальной  и будет  востребована  в современной стоматологии, так как ученые  доказали эффективность применения наночастиц.

 

 

Литература.

  1. Вольский Н.Н., Селедцов В.И., Любимов Г.Ю. Иммуномодулирующие свойства
    препаратов коллоидного серебра // Коллоидное серебро. Физико-химические
    свойства. Применение в медицине / Новосибирск: Ин-т катализа им. Г. К.
    Борескова Сиб. отд. РАН, 1992. С. 31–52.
  2. М.Г. Григорьев, Л.Н. Бабич. Использование наночастиц серебра против социально значимых заболеваний // Молодой ученый. 2015. № 9. С. 396–401.
  3. Покровский В. Нанотехнологии в стоматологии: сегодня и завтра /Покровский В//Espertise™ magazine. - 2013.
  4. Уханов М.М. Наноматериалы в стоматологии: обзор. Современная стоматология – эффективность профилактики и лечения. Нанотехнологии в стоматологии. Тверь, 2014
  5. Роль наночастиц в развитии хирургической стоматологии [Электронный ресурс]. – URL: https://estet-portal.com/doctor/statyi/ispolzovanie-nanochastic-v-sovremennoy-stomatologii
  6. Чекман И.С., Маланчук В.А., Гордейчук М.А. Нанотехнологии и наноматериалы: применение в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии // Укр. Мед. Часопис. — 2009. — № 6 (74). — XI/XII. — С. 95 — 97.
  7. Staroverov S.A., Aksinenko N.M., Gabalov K.P. et al. Nanotechnology // Gold Bull. — 2009. — V. 42. — P. 153 — 156.
  8. Потенциал применения наночастиц для разных процедур и материалов в стоматологии [Электронный ресурс]. – URL: https://subscribe.ru/archive/science.health.stomatology1/201809/28100526.html/
  9. Наночастицы золота в стоматологии [Электронный ресурс]. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nanochastitsy-zolota-v-stomatologii
  10. Наночастицы серебра [Электронный ресурс]. – URL: http://agbion.com/page/112
  11. Наночастицы золота [Электронный ресурс]. – URL: https://zolotodb.ru/article/10294