Dr hab. n. med. prof. nadzw. Elżbieta Bołtacz-Rzepkowska

Dzięki rozwojowi inżynierii materiałowej medycyna dysponuje coraz częściej możliwością aktywnej odbudowy uszkodzonych tkanek i organów. Współczesna stomatologia to era materiałów bioaktywnych, które pozwalają nie tylko na odtworzenie brakujących tkanek zęba, ale również na ich regenerację.

Definicja bioaktywności ulegała na przestrzeni lat licznym modyfikacjom – aż do obowiązującej obecnie, zgodnie z którą materiał bioaktywny wchodzi w reakcję biologiczną ze znajdującymi się w bezpośrednim kontakcie tkankami organizmu, trwale zespala się z żywą tkanką (kością lub twardymi tkankami zęba), inicjuje powstawanie apatytu oraz charakteryzuje się wymianą jonową z płynami fizjologicznymi środowiska, np. płynem miazgowym, płynem pochodzącym z kanalików zębinowych i śliną.

Najwcześniejsze doniesienie o zastosowaniu biomateriału w stomatologii pochodzi z 1876 roku. Dentysta Junius Cravens zmieszał proszek fosforanu wapnia z kwasem mlekowym i nałożył go na odsłoniętą miazgę. Przypadek przedstawił w pierwszym amerykańskim miesięczniku dentystycznym „Dental Cosmos” ukazującym się od 1859 roku. Preparat o handlowej nazwie Lacto-Phosphate of Lime, sprzedawany przez firmę S.S. White Company, uznano za pionierski biomateriał hybrydowy oparty na CaP.

Materiały bioceramiczne zaczęto stosować w medycynie w latach 60. i 70. XX wieku. Są one substancjami nieorganicznymi, niemetalicznymi składającymi się ze związków takich jak: tlenek glinu, cyrkonu, bioaktywne szkło, hydroksyapatyt, fosforany wapnia, krzemiany wapnia i węglan wapnia. Materiały te są biokompatybilne i mają właściwości mechaniczne podobne do tkanek, które zastępują lub naprawiają. Są chemicznie stabilne i nie ulegają rozpuszczaniu pod wpływem środowiska. Służą do wytwarzania między innymi: endoprotez stawów, kości, cementu kostnego, sztucznych więzadeł, protez naczyniowych, zastawek serca, szkieł kontaktowych.

Jako ciekawostkę można podać, że do intensyfikacji badań nad szkłem bioaktywnym przyczyniła się duża liczba weteranów wojny w Wietnamie wymagających zaopatrzenia ortopedycznego. W 1969 roku udowodniono, że bioaktywne szkło ma zdolność trwałego połączenia z kością, a kilkanaście lat później doniesiono o możliwości integracji z tkankami miękkimi.

Zgodnie z definicją podaną na wstępie bioaktywnymi materiałami dostępnymi najdłużej, bo od 1976 roku, są szkłojonomery. Cechują się nie tylko doskonałymi właściwościami adhezyjnymi, ale też stopniowym uwalnianiem jonów fluoru. Tradycyjne szkłojonomery i szkłojonomery modyfikowane żywicą są przeznaczone do wypełniania ubytków w zębach stałych i mlecznych oraz jako materiały podkładowe i lutujące.

Cementy bioaktywne są powszechnie używane w endodoncji. Ich sztandarowym przedstawicielem jest preparat krzemianowo-wapniowy MTA (Mineral Trioxide Aggregate). Początkowo miał służyć do naprawy perforacji i jako wypełnienie wsteczne po resekcji wierzchołka korzenia. Unikalne i bardzo pożądane w stomatologii cechy sprawiły, że obecnie zastosowania MTA są znacznie szersze. Jest wykorzystywany podczas procesu apeksyfikacji, w leczeniu resorpcji perforujących i przyszyjkowych oraz poprzecznych i skośnych złamań korzenia. Drugim frontem, na którym MTA doskonale się sprawdza, jest biologiczne leczenie miazgi. Z powodzeniem jest stosowane do przykrycia bezpośredniego oraz w metodach amputacyjnych zarówno w zębach mlecznych, jak i niedojrzałych zębach stałych.

W ostatnich latach, dzięki rozwojowi wiedzy na temat zdolności regeneracyjnych miazgi i dostępności coraz doskonalszych preparatów krzemianowo-wapniowych leczenie metodami amputacyjnymi zębów dojrzałych jest również skuteczne. Badane są także możliwości wykorzystania cementów bioceramicznych do przykrycia pośredniego miazgi, remineralizacji zębiny oraz leczenia nadwrażliwości.

Bioaktywne materiały regulują skład chemiczny zęba i śliny, przyczyniając się do ogólnego zdrowia jamy ustnej. Szeroko dostępne i stosowane w codziennej praktyce materiały kompozytowe są pod tym względem wypełnieniami pasywnymi. Trwają więc badania nad wzbogaceniem materiałów kompozytowych w substancje bioaktywne i stworzeniem materiału inteligentnego, zdolnego do dynamicznej wymiany jonowej uzależnionej od zmieniającego się środowiska jamy ustnej.