Όταν τοποθετούνται οδοντικά εμφυτεύματα, το σάλιο ή το πλάσμα αίματος τα καλύπτουν αμέσως. Τα εμφυτεύματα απορροφούν ένα λεπτό στρώμα πρωτεϊνών από αυτά τα υγρά που βοηθούν τον ιστό των ούλων να προσκολληθεί. Αλλά επίσης επιτρέπουν στους μικροοργανισμούς -συμπεριλαμβανομένων των δυνητικά επιβλαβών βακτηρίων- να αναπτυχθούν στην επιφάνεια του εμφυτεύματος.
Η επιφάνεια των εμφυτευμάτων, καθώς και άλλων ιατρικών συσκευών, παίζει σημαντικό ρόλο στην απορρόφηση των στοματικών πρωτεϊνών και στον αποικισμό από ανεπιθύμητους μικροοργανισμούς, σύμφωνα με νέα μελέτη που διεξήχθη από το Πανεπιστήμιο στο Buffalo και το Πανεπιστήμιο του Ρέγκενσμπουργκ.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Journal of Dental Research, επεδίωκε να αυξήσει την κατανόηση των επιστημόνων για αυτήν τη σύνθετη βιολογική διαδικασία εξετάζοντας τη σύνθεση της στοματικής πρωτεϊνικής στιβάδας και πώς μπορεί να ελεγχθεί με χημική τροποποίηση της βιοϋλικής επιφάνειας. Τα ευρήματα θέτουν τις βάσεις για τη βελτίωση της επιτυχίας ιατρικών και οδοντικών εμφυτευμάτων, λέει ο επικεφαλής ερευνητής Stefan Ruhl, καθηγητής στοματικής βιολογίας στο UB School of Dental Medicine.
“Συχνά αυτό το στρώμα πρωτεΐνης, και όχι η βιοϋλική επιφάνεια, συναντάται με τον αποικισμό βακτηρίων ή την προσάρτηση ιστικών κυττάρων. Αυτές οι πρωτεΐνες βοηθούν στον προσδιορισμό των βιολογικών ή παθολογικών συνεπειών που οδηγούν είτε στη μακροχρόνια επιβίωση του εμφυτεύματος είτε στην αποτυχία του μαζί με μη αναστρέψιμη βλάβη στους γύρω ιστούς από μόλυνση”, είπε ο Ruhl. “Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να προσδιοριστεί πώς μπορεί να ελεγχθεί η απορρόφηση μέσω χημικής τροποποίησης της επιφάνειας του βιοϋλικού για να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα”.
Η μελέτη διεξήχθη επίσης από τον Rainer Müller, καθηγητή στο Ινστιτούτο Φυσικής και Θεωρητικής Χημείας στο Πανεπιστήμιο του Ρέγκενσμπουργκ. Χρησιμοποιώντας σφαιρίδια πυριτίου σχεδιασμένα στο εργαστήριο του Müller με διάφορες χημικά τροποποιημένες επιφάνειες, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η προσρόφηση πρωτεϊνών από το πλάσμα του αίματος επηρεάζεται περισσότερο από την ποσότητα της πρωτεΐνης που απορροφάται παρά από τη σύνθεση της πρωτεϊνικής στιβάδας. Ωστόσο, η προσρόφηση πρωτεϊνών από το σάλιο επηρεάστηκε άμεσα από την επιφάνεια του βιοϋλικού. Η προσρόφηση ήταν χαμηλότερη σε επιφάνειες που είχαν αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο ή που απωθούσαν το νερό, σε αντίθεση με ευρήματα προηγούμενων μελετών. Κατά την εξέταση σύνθετων βιορευστών όπως το σάλιο και το αίμα, η προσρόφηση έγινε απρόβλεπτη για την πλειοψηφία των πρωτεϊνών, είπε ο Ruhl.
“Η αλληλεπίδραση μεταξύ των πρωτεϊνών που περιέχονται στα βιορευστά μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό, αλλά ακόμη ελάχιστα κατανοητό ρόλο στις διαδικασίες προσρόφησης”, ανέφερε ο Müller. “Ο τελικός στόχος είναι να συνδεθούν οι ιδιότητες της επιφάνειας με την απορρόφηση πρωτεϊνών έτσι ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη συμβατότητα των ιστών, αλλά το να αποφευχθεί η μικροβιακή πρόσφυση, πιθανότατα δεν θα είναι τόσο απλό όσο αναμενόταν”.
Το μοντέλο των χημικώς τροποποιημένων επιφανειών πυριτίου που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές μπορεί να χρησιμεύσει ως πλατφόρμα για τη μελέτη των βασικών αρχών της απορρόφησης πρωτεϊνών από σύνθετα βιορευστά.
“Για να βελτιωθεί ο σχεδιασμός των επιφανειών των εμφυτευμάτων, η μελλοντική έρευνα θα πρέπει να εξετάσει την προσρόφηση πρωτεϊνών που είναι γνωστό ότι προάγουν την προσκόλληση κυττάρων ιστού ή αποικίζουν βακτήρια, καθώς και να διερευνήσει τη μοριακή δομή σύνθετων μιγμάτων πλάσματος αίματος και πρωτεϊνών σάλιου”, ανέφερε ο Ruhl.
