Människor som genomgår rotbehandlingar kan ha fått en kraftfull, om den är liten, ny allierad. Forskare från UCLA School of Dentistry har funnit att användning av nanodiamanter för att stärka ett material som används i proceduren kan avsevärt förbättra resultaten för patienter.
Ett papper om deras forskning publiceras i det aktuella numret av den granskade tidskriften ACS Nano .
Nanodiamanter är små partiklar som bildas som biprodukter av diamantraffinering och gruvdrift. Tusentals gånger mindre än bredden på ett människohår, de har utforskats i stor utsträckning för användning inom tandvård, cancerterapi, bildbehandling och regenerativ medicin, bland andra applikationer.
Varje år, mer än 15 miljoner rotbehandlingar utförs i USA. Tandläkares mål är att rädda sina patienters tänder från infekterad tandmassa - den del av tanden som inkluderar blodkärl och nervvävnad. Under en rotkanal, inflammerad tandmassa tas bort och det tomma utrymmet fylls sedan i med en polymer som kallas guttaperka, som används delvis för att det inte reagerar inuti kroppen. Men vissa rotkanaler tar inte helt bort infektionen, och kvarvarande infektion efter rotfyllningar kan leda till tandlossning.
Dessutom, traditionell guttaperka har vissa brister, inklusive en begränsad kapacitet att avvärja infektioner och mindre än optimal styvhet.
För att övervinna dessa problem, UCLA-teamet utvecklade och testade två typer av förstärkt guttaperka:en förstärkt med nanodiamanter och en annan förstärkt med nanodiamanter som hade förladdats med antibiotika.
För att utvärdera den första typen, Sue Vin Kim och Adelheid Nerisa Limansubroto, studiemedförfattare som är UCLA Dentistry-studenter, fyllda verkliga tänder från mänskliga patienter. Med hjälp av konventionell radiografi och mikrodatortomografi, eller mikro-CT, de visade att den nanodiamondförstärkta guttaperkan kunde användas för att fylla tanden. Liksom den traditionella formuleringen, den nanodiamantförstärkta föreningen lämnade små luckor i kanalen – där skadliga bakterier kunde växa – men CT-avbildningen visade att det förbättrade materialet fyllde utrymmet lika effektivt som traditionell guttaperka.
"Validering av detta nya material i tänder som extraherats från patienter fungerar som en stark grund för den potentiella översättningen av nanodiamondförstärkt guttapercha till kliniska tester, sa Dean Ho, en senior författare av studien och en professor i oral biologi och medicin och meddirektör för UCLA Dentistrys Jane and Jerry Weintraub Center for Reconstructive Biotechnology.
I forskningens andra fas, forskarna testade nanodiamanter som hade laddats med amoxicillin, ett bredspektrumantibiotikum som används för att bekämpa infektioner. De läkemedelsförstärkta nanodiamanterna, i kombination med guttaperkan, effektivt förhindrade bakterietillväxt.
"Den nanodiamondförstärkta guttaperkan kombinerar många önskvärda egenskaper till en enda plattform, inklusive kraftigt förbättrade mekaniska egenskaper och förmågan att bekämpa bakterieinfektion efter en rotfyllning, sa Dong-Keun Lee, en postdoktor i Ho's lab.
Studien involverade UCLA-forskare med expertis inom ett brett spektrum av discipliner - materialvetenskap, nanoteknik, drogleverans, toxikologi, oral radiologi, endodonti, mikrobiologi och andra områden.
"Genom sin uppfinningsrikedom och samarbete, Professor Hos team är redo att förändra hur tandvård praktiseras, " sa Dr. No-Hee Park, dekanus vid UCLA Dentistry och medförfattare till studien.
Under de kommande två åren, teamet planerar att optimera formuleringen av den nanodiamantförstärkta guttaperkan och påbörja kliniska prövningar vid UCLA.
