Zubní medicína prošla především v posledních dvaceti letech mnoha významnými změnami. Dříve oblíbené amalgámové slitiny jsou dnes například nahrazovány kompozitními a keramickými výplněmi. Při vzniku těchto nových kompozitních materiálů je kladen důraz nejen na jejich estetické vlastnosti, ale především na biokompatibilitu a jejich funkčnost. V tomto článku si vysvětlíme pojem biokompatibilita, jaké biokompatibilní materiály se používají v zubním lékařství a jaké jsou jejich přednosti.
Biokompatibilita
Pojem biokompatibilita můžeme vysvětlit jako snášenlivost materiálu v biologickém prostředí. Biokompatibilní materiály jsou materiály, které jsou jednoduše řečeno kompatibilní s živou tkání. To znamená, že po zavedení do těla mohou plnit požadované funkce, ale zároveň pro tkáň nepředstavují riziko a nevyvolávají nežádoucí imunitní reakci.
Biokompatibilní materiály
Biokompatibilní materiály se v medicíně používají čím dál častěji, a to například ve zdravotnických prostředcích, implantátech a protetice. Hrají klíčovou roli v rozvoji medicíny a lékařských technologií, umožňují účinnější a méně invazivní léčbu a zlepšují kvalitu života pacientů.
Aby mohla být látka považována za biokompatibilní, tedy za bezpečnou a účinnou pro lékařské aplikace, nesmí být pro tělo toxická a současně musí splňovat přísné požadavky na trvanlivost a funkčnost. Při výběru vhodného materiálu pro implantáty a zubní náhrady se tak sleduje právě i jeho biokompatibilita.
Vývoj nových druhů zubních aplikací je multidisciplinární proces, který zahrnuje hledání vhodného materiálu, konstrukčního uspořádání i adekvátního lékařského postupu. S rozvojem dalších oborů, například fyziky, biomechaniky, chemie i samotné medicíny, logicky dochází k inovacím i v oblasti zubního lékařství. Cílem současného výzkumu je prodloužit životnost výplní a minimalizovat možnost jejich selhání (jako je například zbarvení výplně, její prasknutí nebo tvorba kazu).
Přečtěte si také náš článek: Bělení zubů: Domácí metody vs. profesionální léčba
Typy biokompatibilních materiálů
Zda jsou materiály biokompatibilní, se ověřuje na styku povrchu implantátu a živé tkáně. Na základě reakce biologického prostředí, k němuž se implantát nebo náhrada připojí, lze materiály rozdělit na:
- biotolerované
- bioinertní
- bioaktivní
Biotolerantní materiály
Základními biotolerantními materiály jsou slitiny obecných kovů a kobaltové slitiny. Tyto materiály jsou tkáněmi pouze tolerovány, to znamená, že zde může docházet k vyloučení implantátu ven z těla. Při jejich aplikaci navíc dochází k vytvoření různě silné spojovací vazivové vrstvy mezi kostí a implantátem, což není pro dlouhodobé vhojení a funkci ideální. Další nevýhodou je podléhání korozi.
Bioinertní materiály
Bioinertní materiál je biologicky neaktivní a pro implantát je ideální. Tyto materiály jsou plně akceptovatelné kostní tkání. Vhojí se bez spojovací vazivové vrstvy na hraniční ploše mezi kostí a implantátem. To znamená, že se nevytvářejí vazivové vrstvy mezi kostí a implantátem. Bioinertními materiály jsou titan a jeho slitiny, tantal, uhlíkové materiály nebo aluminumoxidová keramika.
Bioaktivní materiály
Bioaktivní materiály jsou biologicky reaktivní, jsou vysoce biokompatibilní a zaručují pevné spojení mezi implantátem a živou tkání. Řadíme mezi ně hydroxyapatitovou keramiku, trikalcium a tetrakalcium fosfátovou keramiku a bioaktivní sklokeramiku.
Přečtěte si také náš článek: Nejnovější pokroky ve vývoji materiálů pro zubní výplně
Vlastnosti biokompatibilních materiálů
Aby byl materiál biokompatibilní, měl by splňovat několik zásadních kritérií. Především by měl být netoxický, neměl by tedy uvolňovat do těla jakékoliv škodlivé látky. Dále by neměl vyvolávat nežádoucí imunitní reakci.
Dalšími sledovanými vlastnosti jsou mechanické a povrchové vlastnosti, jako například pevnost, pružnost, trvanlivost, a biologická rozložitelnost materiálu, tedy fakt, že u dočasných aplikací by se měl v těle materiál bezpečně rozkládat.
Příklady biokompatibilních materiálů
Mezi v lékařství nejčastěji používané biokompatibilní materiály patří kovy a slitiny, nerezová ocel, polymery (například silikon), keramika a zirkonium, nebo některé přírodní materiály jako kolagen či alginát.
Biokompatibilní materiály používané v zubním lékařství
V zubním lékařství se nejčastěji používají jako biokompatibilní materiály kovy a jejich slitiny (především titan a slitiny kobaltu a chromu), dále keramika, zirkonium, kompozitní pryskyřice nebo skloionemerní cement.
Pro různé aplikace, jako jsou výplně, implantáty, korunky a rovnátka, jsou určené různé biokompatibilní materiály. Vhodný materiál je vybrán na základě jeho kompatibility s ústními tkáněmi, dále jeho mechanických vlastností, trvanlivosti a estetických hledisek.
Biokompatibilní materiály používané v zubním lékařství můžeme rozdělit na základě typu aplikace.
Zubní implantáty
Pro zubní implantáty je nejčastěji používaným materiálem titan a jeho slitiny díky jeho biokompatibilitě, pevnosti a schopnosti oseointegrace (vazby) s kostí.
Vedle titanu se dále často používá zirkonium, tedy oxid zirkoničitý. Jde o keramický materiál používaný pro zubní implantáty, zejména u pacientů s alergií na kovy nebo s estetickými problémy, protože nabízí alternativu kovových implantátů v barvě zubu.
Výplně
Jako materiál pro výplně jsou používány kompozitní pryskyřice, které jsou vyrobené ze směsi plastu a jemných skleněných částic. Jsou biokompatibilní a dobře se spojují se strukturou zubu.
Dále se používají tzv. skleněné ionomerní cementy, které uvolňují fluoridy a chemicky se vážou na zub. Jsou vhodné pro výplně zejména v oblastech, které nejsou vystaveny velkým žvýkacím silám.
Korunky a můstky
Materiálem pro tvorbu korunek a můstků bývá nejčastěji porcelán nebo keramika, jež splňují estetické nároky. Pro vysokou odolnost a vzhled podobný zubu se používá i zirkonium. Existuje také porcelán natavený na kov, jenž kombinuje pevnost kovu s estetikou porcelánu.
Ortodontické pomůcky
Pro ortodontické pomůcky se běžně používá například nerezová ocel, která se kvůli své pevnosti a odolnosti vůči korozi používá především v rovnátkách.
V ortodontických drátech se pak používají slitiny niklu a titanu (nitinol). K dostání jsou také keramická rovnátka, která jsou vyrobena z polykrystalického nebo monokrystalického oxidu hlinitého. Jejich předností je, že mají barvu zubů a jsou méně viditelná než kovová rovnátka.
Výhody použití biokompatibilních materiálů v zubní medicíně
Cílem každého stomatologického ošetření je především pomoc pacientovi a zlepšení kvality jeho chrupu. To vedle estetických požadavků zahrnuje i prodloužení životnosti a funkčnosti výplní a implantátů. Biokompatibilní materiály jsou vybírány tak, aby vyhovovaly specifickým potřebám zubního ošetření a zajistily bezpečnost, funkčnost a dlouhodobé výsledky.
Používání vhodných biokompatibilních materiálů přináší nejen v zubní medicíně řadu výhod a zajišťuje účinnost i bezpečnost stomatologického ošetření. Tyto výhody následně přispívají ke zdraví ústní dutiny a vyšší míře spokojenosti pacientů.
Bezpečnost
Biokompatibilní materiály by neměly být toxické a imunogenní, což minimalizuje riziko nežádoucích reakcí nebo odmítnutí ze strany organismu. Některé jsou zároveň hypoalergenní, což je důležité pro pacienty s citlivostí na některé kovy nebo chemické látky.
Přečtěte si také náš článek: Digitální stomatologie: Jak 3D tisk a CAD/CAM technologie mění zubní ošetření
Odolnost a životnost
Často používané materiály jako zirkon a titan jsou vysoce trvanlivé a odolné vůči opotřebení a korozi, což prodlužuje životnost zubních náhrad. Současně si biokompatibilní materiály dlouhodobě zachovávají svou pevnost a funkčnost, což snižuje potřebu výměn nebo oprav.
Funkce
Biokompatibilní materiály jsou navrženy tak, aby napodobovaly přirozené vlastnosti zubů a kosti a zajišťovaly správnou funkčnost a rozložení zátěže. Poskytují tak lepší přizpůsobení a pocit, čímž zvyšují pohodlí a funkčnost pacienta.
Integrace a tkáňová kompatibilita
Vhodně zvolené materiály, jako je například titan, se dobře spojují s kostí, což podporuje stabilitu a dlouhou životnost implantátu. Jiné materiály, jako je hydroxyapatit a kolagen, podporují přirozenou regeneraci a hojení tkání dutiny ústní, což vede k menší pooperační bolesti a rychlejšímu hojení.
Estetika
Materiály, jako je keramika, porcelán nebo kompozitní pryskyřice, lze barevně sladit s přirozenými zuby, což zajišťuje přirozenější vzhled implantátu. Vhodně zvolené biokompatibilní materiály jsou navíc odolné vůči skvrnám a změně barvy.
Široká škála použití a přizpůsobivost
Biokompatibilní materiály jsou vhodné pro různé dentální aplikace, včetně implantátů, korunek, můstků, výplní a ortodontických zařízení. Tyto materiály lze přizpůsobit a manipulovat s nimi tak, aby splňovaly specifické klinické požadavky, což zlepšuje výsledky léčby.
Podporují zdraví ústní dutiny
Některé biokompatibilní materiály, jako například skloionomerní cementy, uvolňují fluoridy, které pomáhají chránit před zubním kazem. Současně některé materiály mají antibakteriální vlastnosti a mohou bránit růstu bakterií, čímž snižují riziko infekce a podporují zdravější prostředí v ústní dutině.