Nanočástice oxidu titaničitého bělí zuby bez poškození skloviny

Vlivem častého užívání kávy, čaje nebo tabáku a také užíváním některých léků nebo v důsledku nemocí (např. fluorózy) zuby časem ztrácejí svou přirozenou bílou barvu. K boji s tímto problémem se používají jak invazivní metody (například použití fazet – umělých dlahy, které se fixují na zub), tak neinvazivní metody spojené s čištěním zubu od kontaminace pomocí chemického ošetření. V druhém případě se nejčastěji používají přípravky na bázi peroxidu vodíku nebo některých jiných peroxidů. Procedura bělení v tomto případě umožňuje obnovit bílou barvu zubů, ale není příliš prospěšná pro zdraví: ovlivňuje především pevnost zubní skloviny a citlivost zubů a může také vyvolat onemocnění zubů a dásní.

Skupina čínských chemiků z univerzity Nanchang vedená Xiaolei Wangem navrhla jiný přístup k neinvazivnímu bělení zubů. Jako bělicí činidlo vědci vzali nanočástice oxidu titaničitého TiO2, polovodiče s velkou mezerou, který absorbuje v ultrafialové oblasti a často se používá jako fotokatalyzátor. Pro posunutí absorpční plochy oxidu titaničitého do viditelné oblasti a snížení pravděpodobnosti škodlivých účinků na zubní sklovinu byly oxidové nanočástice o velikosti asi 40 nanometrů navíc potaženy vrstvou polydopaminu.

Pro bělení byly výsledné částice aplikovány na zubní sklovinu a poté byla sklovina ozářena modrým světlem. Ozařování bylo prováděno pomocí LED po dobu čtyř hodin. V důsledku fotokalytických procesů se rozběhly rozkladné reakce barviv a zub se postupně vrátil do původní bílé barvy.

Ukázalo se, že navrhované částice nemají o nic menší bělící účinek než peroxid vodíku a zároveň nevedou k poškození zubní skloviny. V případě použití peroxidu začíná proces demineralizace, v důsledku čehož sklovina získává výraznou hexagonální strukturu, při použití nanočástic oxidu titanu však nebylo pozorováno žádné poškození skloviny. Kromě toho byly tyto částice také testovány na cytotoxicitu proti buňkám myších jater, ledvin, sleziny a plic a také proti lidským fibroblastům. V těchto částicích nebyly nalezeny žádné stopy toxicity.

Podle výzkumníků výsledky ukazují, že takové částice již lze použít k bělení zubů. Nanočástice oxidu titaničitého mají navíc podle práce také antibakteriální účinek a v budoucnu je lze využít například ke sterilizaci a dezinfekci ran.

Zubní sklovina je jednou z nejtvrdších tkání lidského těla, proto se vědci ještě více zajímají o její mechanické vlastnosti a jejich vztah k mikrostruktuře a chemickému složení. Například nedávno čínští a američtí fyzici zjistili, že při silném stlačení zahrnuje destrukce skloviny tři hlavní fáze: ztrátu jednotlivých zrn z hranolů skloviny, plastickou deformaci a úplné oddělení částic od sebe, což vede k rozptyl materiálu smaltu. Poté mezinárodní tým chemiků prakticky v laboratoři reprodukoval materiál zubní skloviny. Výsledný materiál na bázi fluorapatitu předčí kost v tvrdosti a pevnosti, ale stále je horší než samotná zubní sklovina.