Влияние ортодонтических адгезивов, модифицированных антибактериальными наночастицами, на прочность сцепления: обзор литературы
https://doi.org/10.36377/ET-0027
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ. С появлением нанотехнологий создаются новые стоматологические изделия с добавлением различных наночастиц для улучшения качества материала, а также увеличения их долговечности и антибактериальной терапии. В последнее время наночастицы серебра, гидроксиапатита кальция, диоксида кальция, магния, корицы и ванилина включаются в ортодонтические адгезивы для предотвращения деминерализации эмали во время лечения несъемной аппаратурой. Однако, прочность фиксации брекет-системы к эмали зуба играет важную роль в противостоянии ортодонтическим и механическим воздействиям в полости рта для достижения точного контроля перемещения зубов. ЦЕЛЬ. Целью этого исследования является аналитический обзор лабораторных исследований на силу сцепления при сдвиге ортодонтических адгезивов, модифицированных антибактериальными наночастицами.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. В базах данных eLibrary, PubMed и Google Scholar был выполнен запрос научных статей, опубликованных с 2019 по 2024 г., с использованием ключевых слов: nanoparticles, orthodontics, bond strength, orthodontic adhesive, nanoadhesive. Таким образом, в данную статью было включено 13 исследовательских работ in vitro по теме прочности сцепления на сдвиг наноадгезивов, остальные 40 научных статей были посвящены изучению методов применения нанотехнологий в ортодонтической клинике, свойству различных наночастиц и проблемам деминерализации зубной ткани в период коррекции зубочелюстных аномалий, их профилактике.
ВЫВОД. На основе данного анализа было выявлено, что большинство результатов лабораторных исследований ортодонтических адгезивов, содержащих наночастицы в низких концентрациях, продемонстрировали положительный антимикробный потенциал при сохранении приемлемой силы адгезивного сцепления. При этом необходимы дальнейшие исследования в клинических условиях, учитывая влажность и изменения температуры в полости рта, для достижения наилучших механических характеристик и антибактериальной эффективности в отношении патогенов, образующих биопленки во время ортодонтической терапии.
Об авторах
Х. АлмокаддамРоссия
Хаян Алмокаддам – аспирант кафедры стоматологии детского возраста и ортодонтии
117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6
Конфликт интересов:
Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.
Н. С. Тутуров
Россия
Тутуров Николай Станиславович – к.м.н., доцент, заведующий кафедрой стоматологии детского возраста и ортодонтии
117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6
Конфликт интересов:
Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.
И. Катбех
Россия
Катбех Имад – к.м.н., старший преподаватель кафедры стоматологии детского возраста и ортодонтии
117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6
Конфликт интересов:
Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.
А. Салех
Россия
Салех Ахмад – ординатор кафедры стоматологии детского возраста и ортодонтии
117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6
Конфликт интересов:
Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.
И. Ибрахим
Россия
Ибрахим Ибрахим – аспирант кафедры стоматологии детского возраста и ортодонтии
117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6
Конфликт интересов:
Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.
Список литературы
1. Zakrzewski W., Dobrzynski M., Dobrzynski W., Zawadzka-Knefel A., Janecki M., Kurek K. et al. Nanomaterials application in orthodontics. Nanomaterials. 2021;11(2):337. https://doi.org/10.3390/nano11020337
2. De Stefani A., Bruno G., Preo G., Gracco A. Application of nanotechnology in orthodontic materials: A state-of-the-art review. Dent J. 2020;8(4):126. https://doi.org/10.3390/dj8040126
3. Glowacka-Sobotta A., Ziental D., Czarczynska-Goslinska B., Michalak M, Wysocki M., Güzel E., Sobotta L. Nanotechnology for Dentistry: Prospects and Applications. Nanomaterials. 2023;13(14):2130. https://doi.org/10.3390/nano13142130
4. Mirhashemi A., Jazi L. Evaluation of the effect of antimicrobial nanoparticles on bond strength of orthodontic adhesives: A review article. Dent Res J. 2021;18(1):110. https://doi.org/10.4103/1735-3327.332104
5. An J.-S., Lim B.-S., Ahn S.-J. Managing oral biofilms to avoid enamel demineralization during fixed orthodontic treatment. Korean J Orthod. 2023;53(6):345–357. https://doi.org/10.4041/kjod23.184
6. Katyal D., Mohan R., Jain R.K., Nagesh S. Evaluation of antimicrobial and mechanical properties of a novel propolis-modified orthodontic primer: An in-vitro study. Cureus. 2023;15(10):e46716. https://doi.org/10.7759/cureus.46716
7. Shimpo Y., Nomura Y., Sekiya T., Arai C., Okada A., Sogabe K. et al. Effects of the dental caries preventive procedure on the white spot lesions during orthodontic treatment – An open label randomized controlled trial. J Clin Med. 2022;11(3):854. https://doi.org/10.3390/jcm11030854
8. Kumar V., Singh P., Arora V.K., Kaur S., Sarin S., Singh H. Assessment of effect of fixed orthodontic treatment on gingival health: An observational study. J Pharm Bioallied Sci. 2021;13(Suppl. 1):S425–S428. https://doi.org/10.4103/jpbs.JPBS_589_20
9. Rangrazi A., Daneshmand M.S., Ghazvini K., Shafaee H. Effects of magnesium oxide nanoparticles incorporation on shear bond strength and antibacterial activity of an orthodontic composite: An in vitro study. Biomimetics. 2022;7(3):133. https://doi.org/10.3390/biomimetics7030133
10. Khoroushi M, Kachuie M. Prevention and treatment of white spot lesions in orthodontic patients. Contemp Clin Dent. 2017;8(1):11–19. https://doi.org/10.4103/ccd.ccd_216_17
11. Jia A., Wang P., Tong F., Chen Z., Deng Y., Yao H. et al. Developing a novel enamel adhesive with amorphous calcium phosphate and silver nanoparticles to prevent demineralization during orthodontic treatment. J Funct Biomater. 2023;14(2):77. https://doi.org/10.3390/jfb14020077
12. Nafarrate-Valdez R.A., Martínez-Martínez R.E., Zaragoza-Contreras E.A., Áyala-Herrera J.L., Domínguez-Pérez R.A., Reyes-López S.Y. et al. Anti-adherence and antimicrobial activities of silver nanoparticles against serotypes C and K of Streptococcus mutans on orthodontic appliances. Medicina. 2022;58(7):877. https://doi.org/10.3390/medicina58070877
13. Taha A.A., Patel M.P., Hill R.G., Fleming P.S. The effect of bioactive glasses on enamel remineralization: A systematic review. J Dent. 2017;67:9–17. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2017.09.007
14. Nahajowski M., Lis J., Sarul M. Orthodontic compliance assessment: A systematic review. Int Dent J. 2022;72(5):597–606. https://doi.org/10.1016/j.identj.2022.07.004
15. Toodehzaeim M.H., Zandi H., Meshkani H., Hosseinzadeh Firouzabadi A. The Effect of CuO nanoparticles on antimicrobial effects and shear bond strength of orthodontic adhesives. J Dent. 2018;19(1):1–5.
16. Shahabi M., Fazel S.M., Rangrazi A. Incorporation of chitosan nanoparticles into a cold-cure orthodontic acrylic resin: Effects on mechanical properties. Biomimetics. 2021;6(1):7. https://doi.org/10.3390/biomimetics6010007
17. Chung S.-H., Cho S., Kim K., Lim B.-S., Ahn S.-J. Antimicrobial and physical characteristics of orthodontic primers containing antimicrobial agents. Angle Orthod. 2017;87(2):307–312. https://doi.org/10.2319/052516-416.1
18. Alzainal A.H., Majud A.S., Al-Ani A.M., Mageet A.O. Orthodontic bonding: Review of the literature. Int J Dent. 2020;(1):8874909. https://doi.org/10.1155/2020/8874909
19. Reynolds I.R. A review of direct orthodontic bonding. Br J Orthod. 1975;2(3):171–178. https://doi.org/10.1080/0301228X.1975.11743666
20. Iglesias A., Flores T., Moyano J., Artés M., Gil F.J., Puigdollers A. In vitro study of shear bond strength in direct and indirect bonding with three types of adhesive systems. Materials. 2020;13(11):2644. https://doi.org/10.3390/ma13112644
21. Naguib G., Maghrabi A.A., Mira A.I., Mously H.A., Hajjaj M., Hamed M.T. Influence of inorganic nanoparticles on dental materials’ mechanical properties. A narrative review. BMC Oral Health. 2023;23(1):897. https://doi.org/10.1186/s12903-023-03652-1
22. Mary S.M., Ramakrishnan M., Sudalaimani Paulpan dian S.D., Rajeshkumar S., Pringle J. Application of nanoparticles in dentistry. Bioinformation. 2023;19(1):14–18. https://doi.org/10.6026/97320630019014
23. Malik S., Waheed Y. Emerging Applications of nanotechnology in dentistry. Dent J. 2023;11(11):266. https://doi.org/10.3390/dj11110266
24. Scribante A., Farahani M.R.D., Marino G., Matera C., Baena R.R., Lanteri V., Butera A. Biomimetic effect of nano-hydroxyapatite in demineralized enamel before orthodontic bonding of brackets and attachments: Visual, adhesion strength, and hardness in in vitro tests. BioMed Res. Int. 2020;(1):6747498. https://doi.org/10.1155/2020/6747498
25. Raura N., Garg A., Arora A., Roma M. Nanoparticle technology and its implications in endodontics: A review. Biomater Res. 2020;24(1):21. https://doi.org/10.1186/s40824-020-00198-z
26. Yin I.X., Zhang J., Zhao I.S., Mei M.L., Li Q., Chu C.H. The antibacterial mechanism of silver nanoparticles and its application in dentistry. Int J Nanomedicine. 2020;15:2555–2562. https://doi.org/10.2147/IJN.S246764
27. Eslamian L., Borzabadi-Farahani A., Karimi S., Saadat S., Badiee M.R. Evaluation of the shear bond strength and antibacterial activity of orthodontic adhesive containing silver nanoparticle, an in-vitro study. Nanomaterials. 2020;10(8):1466. https://doi.org/10.3390/nano10081466
28. Sánchez-Tito M., Tay L.Y. Effect of the addition of silver nanoparticles on the mechanical properties of an orthodontic adhesive. Saudi Dent J. 2024;36(2):359–363. https://doi.org/10.1016/j.sdentj.2023.11.021
29. Felemban N.H., Ebrahim M.I. The influence of adding modified zirconium oxide-titanium dioxide nano-particles on mechanical properties of orthodontic adhesive: an in vitro study. BMC Oral Health. 2017;17(1):43. https://doi.org/10.1186/s12903-017-0332-2
30. Mahendra T.V.D., Muddada V., Gorantla S., Karri T., Mulakala V., Prasad R. et al. Evaluation of antibacterial properties and shear bond strength of orthodontic composites containing silver nanoparticles, titanium dioxide nanoparticles and fluoride: An in vitro study. Dental Press J Orthod. 2022;27(5):e222067. https://doi.org/10.1590/2177-6709.27.5.e222067.oar
31. Assery M.K., Ajwa N., Alshamrani A., Alanazi B.J., Durgesh B.H., Matinlinna J.P. Titanium dioxide nanoparticles reinforced experimental resin composite for orthodontic bonding. Mater Res Express. 2019;6(12):125098. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab5a93
32. Farzanegan F., Shafaee H., Darroudi M., Rangrazi A. Effect of the incorporation of chitosan and TiO2 nanoparticles on the shear bond strength of an orthodontic adhesive: An in vitro study. J Adv Oral Res. 2021;12(2):261–266. https://doi.org/10.1177/23202068211015447
33. Moreau J.L., Sun L., Chow L.C., Xu H.H.K. Mechanical and acid neutralizing properties and bacteria inhibition of amorphous calcium phosphate dental nanocomposite. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2011;98(1):80–88. https://doi.org/10.1002/jbm.b.31834
34. Tavakolinejad Z., Mohammadi Kamalabadi Y., Salehi A. Comparison of the shear bond strength of orthodontic composites containing silver and amorphous tricalcium phosphate nanoparticles: An ex vivo study. J Dent. 2023;24(3):285–292. https://doi.org/10.30476/dentjods.2022.94075.1760
35. Noori A.J., Kareem F.A. The effect of magnesium oxide nanoparticles on the antibacterial and antibiofilm properties of glass-ionomer cement. Heliyon. 2019;5(10):e02568. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02568
36. Beyth N., Houri-Haddad Y., Domb A., Khan W., Hazan R. Alternative antimicrobial approach: Nano-antimicrobial materials. Evid Based Complement Alternat Med 2015;(1):246012. https://doi.org/10.1155/2015/246012
37. Rangrazi A., Daneshmand M.S., Ghazvini K., Shafaee H. Effects of magnesium oxide nanoparticles incorporation on shear bond strength and antibacterial activity of an orthodontic composite: An in vitro study. Biomimetics. 2022;7(3):133. https://doi.org/10.3390/biomimetics7030133
38. Juntavee N., Juntavee A., Plongniras P. Remineralization potential of nano-hydroxyapatite on enamel and cementum surrounding margin of computer-aided design and computer-aided manufacturing ceramic restoration. Int J Nanomedicine. 2018;13:2755–2765. https://doi.org/10.2147/IJN.S165080
39. Hasan L.A. Evaluation the properties of orthodontic adhesive incorporated with nano-hydroxyapatite particles. Saudi Dent J. 2021;33(8):1190–1196. https://doi.org/10.1016/j.sdentj.2021.01.001
40. Saeed M.A., Khabeer A., Faridi M.A., Makhdoom G. Effectiveness of propolis in maintaining oral health: a scoping review. Can J Dent Hyg. 2021;55(3):167–176.
41. Sodagar A., Akhavan A., Arab S., Bahador A., Pourhajibagher M., Soudi A. Evaluation of the effect of propolis nanoparticles on antimicrobial properties and shear bond strength of orthodontic composite bon ded to bovine enamel. Front Dent. 2019;16(2):98–107. https://doi.org/10.18502/fid.v16i2.1360
42. Ahmad S.S., Siddiqui M.F., Maqbool F., Ullah I., Adnan F., Albutti A. et al. Combating cariogenic Streptococcus mutans biofilm formation and disruption with coumaric acid on dentin surface. Molecules. 2024;29(2):397. https://doi.org/10.3390/molecules29020397
43. Gandhi H.A., Srilatha K.T., Deshmukh S., Venkatesh M.P., Das T., Sharieff I. Comparison of antimicrobial efficacy of cinnamon bark oil incorporated and probiotic blend incorporated mucoadhesive patch against salivary Streptococcus mutans in caries active 7–10-year-old children: An in vivo study. Int J Clin Pediatr Dent. 2020;13(5):543–550. https://doi.org/10.5005/jp-journals-10005-1818
44. Yaseen S.N., Taqa A.A., Al-Khatib A.R. The effect of incorporation Nano Cinnamon powder on the shear bond of the orthodontic composite (an in vitro study). J Oral Biol Craniofac Res. 2020;10(2):128–134. https://doi.org/10.1016/j.jobcr.2020.03.008
45. EL-Awady A.A., Al-Khalifa H.N., Mohamed R.E., Ali M.M., Abdallah K.F., Hosny M.M. et al. Shear bond strength and antibacterial efficacy of cinnamon and titanium dioxide nanoparticles incorporated experimental orthodontic adhesive – An in vitro comparative study. Appl Sci. 2023;13(10):6294. https://doi.org/10.3390/app13106294
46. Arya S.S., Rookes J.E., Cahill D.M., Lenka S.K. Vanillin: a review on the therapeutic prospects of a popular flavouring molecule. Adv Tradit Med. 2021;21:1–17. https://doi.org/10.1007/s13596-020-00531-w
47. Maisch N.A., Bereswill S., Heimesaat M.M. Antibacterial effects of vanilla ingredients provide novel treatment options for infections with multidrug-resistant bacteria – A recent literature review. Eur J Microbiol Immunol. 2022;12(3):53–62. https://doi.org/10.1556/1886.2022.00015
48. Anishya D., Jain R.K. Vanillin-mediated green-synthesised silver nanoparticles’ characterisation and antimicrobial activity: An in-vitro study. Cureus. 2024;16(1):e51659. https://doi.org/10.7759/cureus.51659
49. Ahmed M.Kh., Alsaleem N.R., AlSamak S. The effect of vanillin nanoparticles on antimicrobial and mechanical properties of an orthodontic adhesive. J Orthod Sci. 2023;12(1):46. https://doi.org/10.4103/jos.jos_124_22
50. Sawong S., Pekthong D., Suknoppakit P., Winitchaikul T., Kaewkong W., Somran J. et al. Calotropis gigantea stem bark extracts inhibit liver cancer induced by diethylnitrosamine. Sci Rep. 2022;12(1):12151. https://doi.org/10.1038/s41598-022-16321-0
51. Chaisupasakul P., Pekthong D., Wangteeraprasert A., Kaewkong W., Somran J., Kaewpaeng N. et al. Combination of ethyl acetate fraction from Calotropis gigantea stem bark and sorafenib induces apoptosis in HepG2 cells. PLoS ONE. 2024;19(3):e0300051. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0300051
52. Sharma M., Tandon S., Aggarwal V., Bhat K.G., Kappadi D., Chandrashekhar P., Dorwal R. Evaluation of antibacterial activity of Calotropis gigentica against Streptococcus mutans and Lactobacillus acidophilus: An in vitro comparative study. J Conserv Dent. 2015;18(6):457–460. https://doi.org/10.4103/0972-0707.168809
53. Ravuru D., Vivek Reddy G., Bhupathi A., Sunil Kumar K.T., Singaraju G.S., Mandava P. Evaluation of antimicrobial properties and shear bond strength of conventional orthodontic adhesive modified with calotropis gigantea nanoparticles: An in vitro study. Cureus. 2023;15(12):e51182. https://doi.org/10.7759/cureus.51182
Рецензия
Для цитирования:
Алмокаддам Х., Тутуров Н.С., Катбех И., Салех А., Ибрахим И. Влияние ортодонтических адгезивов, модифицированных антибактериальными наночастицами, на прочность сцепления: обзор литературы. Эндодонтия Today. 2024;22(2):130-136. https://doi.org/10.36377/ET-0027
For citation:
Almokaddam H., Tuturov N.S., Katbeh I., Saleh A., Ibrahim I. Effect of orthodontic adhesives modified with antibacterial nanoparticles on bond strength: literature review. Endodontics Today. 2024;22(2):130-136. (In Russ.) https://doi.org/10.36377/ET-0027