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ePaper created 2017-03-29, 10:53:04 | version 1.38.0
Dental Tribune Italian Edition - Aprile 2017 Teknoscienza 21 Ioni argento: tra ricerca e mercato Sara Plantone*, Alessandro Chiesa*, Camilla Preda*, Marzia Segù** * Igienista dentale ** Direttore didattico CLID – Università di Pavia < pagina 1 Sono stati descritti numerosi campi di applicazione degli ioni argento che risultano avere un’azione anti- batterica, antivirale e antimicotica nel trattamento di malattie infetti- ve orali. L’applicazione topica di na- noparticelle d’argento, inoltre, è ri- sultata essere utile per promuovere e accelerare processo di guarigione delle ferite. Gli effetti degli ioni argento sono basati principalmente su tre mecca- nismi d’azione: – l’interazione di ioni argento con il DNA batterico; la distruzione della membrana; il blocco di enzimi essenziali e l’interruzione di trasporto degli elettroni. – – Nanoparticelle d’argento Le nanoparticelle d’argento (AgNPs) sono particelle di Ag (0) con una di- mensione compresa tra 1 e 100 nm. È stata dimostrata la capacità tossica di AgNPs contro un ampio spettro di batteri Gram-negativi, Gram-po- sitivi e virus. Numerosi studi hanno indicato che la tossicità nei con- fronti dei virus e batteri di AgNPs è infl uenzata dalla loro dimensione, che è l’elemento responsabile delle loro caratteristiche fi sico-chimiche specifi che. Più piccole sono le nano- particelle, maggiore è la superfi cie disponibile per l’interazione, per- mettendo così un’attività specifi ca più effi ciente. Ci sono molti metodi chimici e fi si- ci per produrre AgNPs, e il metodo più comune è chimica mediante la riduzione da Ag+ to Ag0 con una so- stanza chimica agente riducente (ad esempio, NaBH4), insieme con uno stabilizzatore (ad esempio, PVP) per prevenire l’aggregazione. Con que- sto metodo è diffi cile controllare la dimensione delle AgNPs, il processo è costoso, e gli agenti riducenti pos- sono essere tossici per l’ambiente. Di qui, si sta diffondendo sempre più l’interesse per la “sintesi verde” di AgNPs tramite l’utilizzo di batte- ri. AgNPs extracellulari sono stati prodotti utilizzando la cultura di Staphylococcus aureus, Bacillus me- gaterium, P. aeruginosa, Klebsiella pneumoniae. Sebbene l’attività antimicrobica de- gli ioni argento non sia stata ancora completamente chiarita, si pensa che in ambiente privo di ossigeno le nanoparticelle (Ag0) non abbiano alcuna effi cacia, in quanto non ven- gono rilasciati ioni Ag+ responsabili dell’azione antisettica. Invece, in presenza di ossigeno (O2), la reazio- ne chimica procede prima alla for- mazione di ossido di argento Ag2O, che poi in ambiente acido (H+) e umido (H2O) forma gli ioni argento Ag+, che provocano la morte per lisi di batteri, virus e funghi. Le nano- particelle d’argento sostanzialmen- te traghettano gli ioni d’argento ai batteri, vengono rilasciati ed eserci- tano la loro azione, come mostrato in Fig. 1. Attualmente, possiamo affermare che l’attività delle nanoparticelle di argento inferiori a 10 nm è data dalla particella in sé, mentre nel caso di particelle con dimensioni maggiori, l’attività principale av- viene mediante gli ioni argento. È chiaro, dalla letteratura, che le na- noparticelle d’argento penetrano più effi cacemente rispetto agli ioni argento. Molti studi hanno inoltre defi nito che le nanoparticelle d’ar- gento hanno una notevole attività antibatterica con un buon potenzia- le per divenire la prima scelta tera- peutica per contrastare infezioni e infi ammazioni. Grazie alle dimensioni minime, le nanoparticelle offrono altri van- taggi in campo biomedico, perché migliorano la biocompatibilità; inoltre, sembra che i batteri abbia- no scarse possibilità di sviluppare resistenza contro le nanoparticelle metalliche rispetto ai convenzionali antibiotici a spettro limitato. La resistenza agli antibiotici in odontoiatria La resistenza batterica agli antibio- tici è un problema molto attuale e sempre più pressante dal punto di vista della salute del paziente, e si sta ritagliando un ruolo sempre più centrale, spingendo la ricerca verso lo sviluppo di tecnologie alternati- ve all’utilizzo degli antibiotici stan- dard. L’utilizzo continuo, e a volte spregiudicato, di antibiotici ha fatto sì che i batteri sviluppassero una resistenza agli stessi, rendendo così ineffi caci terapie antibiotiche che in passato venivano ritenute il “gold standard” per la cura di deter- minate patologie a base batterica. Si stima che la percentuale di ceppi di Staphylococcus aureus produtto- ri di un enzima che neutralizza gli antibiotici betalattamici (penicil- line, cefalosporine) sia passata dal 6% del 1949 all’81,5% del 1978. Oggi si ritiene che soltanto il 10% circa dei ceppi sia ancora sensibile alle penicilline. Gli antibiotici vanno usati nel trat- tamento delle infezioni batteriche del cavo orale solo quando real- mente necessario. Obiettivi dello studio L’obiettivo di questo studio è quello di dare una rapida e diretta panora- mica generale sugli effetti dell’Ag e le sue implicazioni sistemiche e all’interno del cavo orale in sosti- tuzione alle convenzionali terapie antibiotiche, nonché fornire una prima infarinatura sull’argomento stimolando la curiosità del lettore ed eseguire un’indagine scientifi ca retrospettiva di precedenti recen- sioni pubblicate e recenti contributi originali sullo stato di avanzamen- to delle ricerche sui meccanismi antimicrobici delle nanoparticelle d’argento nel campo odontoiatrico da utilizzare come base per stilare un protocollo effi cace su cui basare uno studio sperimentale successivo. Materiali e metodi È stata effettuata una ricerca elet- tronica per verifi care quanto emer- ge dalla letteratura scientifi ca su questo argomento. Sono stati presi in considerazione i seguenti studi. 1. López-Píriz R., Solá-Linares E., Rodriguez-Portugal M., et al. (2015), Evaluation in a Dog Model of Th- ree Antimicrobial Glassy Coatings: Prevention of Bone Loss around Im- plants and Microbial Assessments. Lo scopo del presente studio è quel- lo di valutare, in un modello perim- plantiti legatura-indotta, l’effi cacia di tre rivestimenti vetrosi antimi- crobici nella prevenzione della for- mazione di biofi lm, la crescita bat- terica intrasulculare e la perdita di osso perimplantare risultante. Per eseguire questo studio sono sta- ti estratti premolari mandibolari da cinque cani beagle. Successivamen- te sono stati inseriti quattro im- pianti dentali su ogni emiarcata. Nel follow up di 8 settimane sono stati collegati un moncone in zirconia (controllo) e tre differenti monconi con tre tipi di rivestimenti batteri- cida, tra cui uno con nanoparticel- le di argento. Dopo un periodo di controllo della placca, si è permesso l’accumulo di batteri, con la conse- guente formazione di biofi lm, che è stato poi osservato al microsco- pio elettronico a scansione (SEM). È stata indotta perimplantite in en- trambe le arcate grazie a legature di cotone. Sono stati raccolti campioni microbici di tutti i siti implantari prima, durante e dopo il periodo di analisi. Dai risultati che ne derivano, tutti i rivestimenti vetrosi studiati pre- sentano proprietà antimicrobiche che evitano attaccamento batteri- ca al moncone e che tengono sotto controllo la proliferazione batterica nel solco perimplantare. Questi ri- vestimenti in vetro sono particolar- mente effi caci prevenire la crescita batterica anaerobica, direttamente connessa con la malattia perim- plantare. Inoltre, dall’analisi dei risultati ne deriva che il riassorbimento radio- logico intorno agli impianti a causa di perimplantite indotta è signifi ca- tivamente grande in impianti con monconi di controllo rispetto agli impianti con rivestimenti antimi- crobici vitrei. Pertanto ne deriva che i rivestimen- ti vetrosi antimicrobici potrebbe- ro essere un utile strumento per scongiurare, diminuire o ritardare la progressione delle perimplantiti. infl uence Size pH Ionic streigh ... Ag+ release toxic AgNPs Capping agent toxic Fig. 1 - Gli effetti antimicrobici AgNPs dipendono (1) dalle loro dimensioni e condizioni ambientali, che infl uenzano il rilazio di Ag+, e (2) dall’agente di incappuc- ciamento 1. 2. Farhadian N. et al. (2016), Strepto- coccus mutans counts in patients we- aring removable retainers with silver nanoparticles vs those wearing con- ventional retainers: A randomized clinical trial. La superfi cie ruvida di Hawley degli apparecchi rimovibili fornisce un ambiente ideale per l’accumulo di placca, che porta a una deminera- lizzazione dello smalto. Lo scopo di questo studio è di valutare l’effetto delle nanoparticelle d’argento, in- corporate in piastre di base di acri- lato di ortodontica, sulle colonie for- mate da Streptococcus mutans. Sessantasei pazienti ortodontici sono stati assegnati in modo casua- le a due gruppi dello stesso sesso: il gruppo 1 ha ricevuto fermi rimovi- bili convenzionali; il gruppo 2 ha ri- cevuto fermi rimovibili contenenti nanoparticelle d’argento (circa 40 Nm in termini di dimensioni e di 500 ppm di concentrazione). Dopo il trattamento ortodontico comple- to, i pazienti che all’esame clinico non hanno rivelato alcuna evidenza di carie dentale, tasche parodontali o malattia sistemica sono stati con- siderati idonei per questo studio. Sono stati presi tamponi dal lato palatale mascellare dal paziente al posizionamento del retainer a T1, una settimana dopo debonding dell’apparecchio ortodontico fi sso e T2, sette settimane più tardi. Il pas- so successivo è stato quello di con- frontare il numero di S. mutans tra i due gruppi di sette settimane dopo il posizionamento del retainer. I ri- sultati sono stati studiati mediante analisi della covarianza. Dai risulta- ti emerge che sono stati analizzati 29 pazienti nel gruppo controllo e 32 nel gruppo caso. A T1, il gruppo caso ha avuto un conteggio delle co- lonie di S. mutans superiori rispetto alle colonie del gruppo di controllo. L’analisi della covarianza ha mostra- to una riduzione signifi cativa delle colonie nel gruppo caso dopo sette settimane. La differenza media di conta delle colonie tra i due gruppi era 40,31 (intervallo di confi denza 95%, 24,83-55,79; p < 0,001). Questo studio dimostra come l’aggiunta di nanoparticelle d’argento alla pia- stra in acrilico ha avuto un forte effetto antimicrobico contro S. mu- tans, riducendo così la formazione di placca e la successiva deminera- lizzazione delle superfi ci dentali. 3. Lu Z., Rong K., Li J., Yang H., Chen R. (2013), Size-dependent antibacte- rial activities of silver nanoparticles against oral anaerobic pathogenic bacteria. La carie dentale e la malattia paro- dontale sono malattie diffuse per le quali le infezioni di microrgani- smi sono state identifi cate come l’eziologia principale. Le nanopar- ticelle d’argento (AgNPs) sono state considerate come agente ideale per promuovere un potenziale di con- trollo batteri orali grazie alla sua eccellente attività antimicrobica e gli effetti tossici acuti che possiede (non sulle cellule umane). In questo lavoro, stabili AgNPs con diverse di- mensioni (~ 5, 15 e 55 valori medi in nm) sono stati sintetizzati utilizzan- do un metodo di riduzione sempli- ce o metodo idrotermale. NPS sono stati caratterizzati da polvere di diffrazione di raggi X, microscopia elettronica a trasmissione e spet- troscopia di assorbimento 9V-vis. L’attività antibatterica è stata valu- tata mediante test della conta delle colonie e il metodo curva di inibi- zione della crescita nei confronti di cinque batteri patogeni orali ana- erobici e aerobici. I risultati hanno mostrato che AgNPs ha avuto effetti antibatterici contro i batteri patoge- ni orali anaerobici e aerobici. I batte- ri aerobici sono più suscettibili alle nanoparticelle di argento rispetto ai batteri patogeni orali anaerobici. È stato provato che AgNPs ha un’evi- dente attività antibatterica contro i batteri anaerobici. Le nanopaticelle di argento con dimensione pari a 5 nm presentano la più alta attività antibatterica. Visti i risultati di que- sto lavoro, si può concludere che le nanoparticelle d’argento presenta- no un potenziale nell’inibizione di infezioni causate da microrganismi orali aerobi e anaerobi. > pagina 22