A periodontite afeta quase metade dos americanos com 30 anos ou mais, e em seus estágios avançados, isso pode levar à perda precoce do dente ou pior. Estudos recentes mostraram que a periodontite também pode aumentar o risco de doenças cardíacas e doença de Alzheimer.

Uma equipe de pesquisadores da UCLA desenvolveu métodos que podem levar a uma terapia mais eficaz e confiável para a doença periodontal - aqueles que promovem a regeneração óssea e do tecido gengival com características biológicas e mecânicas que podem ser ajustadas com base nas necessidades de tratamento. O estudo é publicado online em ACS Nano .

A periodontite é crônica, doença destrutiva que inflama a gengiva ao redor do dente e, eventualmente, degrada a estrutura que mantém o dente no lugar, formação de bolsas infectadas levando à perda óssea e dentária. Os tratamentos atuais incluem métodos de combate a infecções; aplicação de moléculas que promovem o crescimento do tecido, também conhecido como fatores de crescimento; e regeneração de tecidos guiada, que é considerado o padrão ideal de tratamento para o tratamento da periodontite.

Regeneração tecidual guiada, no caso de periodontite, envolve o uso de uma membrana ou filme fino que é colocado cirurgicamente entre a gengiva inflamada e o dente. Membranas, que vêm em formas não biodegradáveis ​​e biodegradáveis, destinam-se a atuar não apenas como barreiras entre a infecção e as gengivas, mas também como um sistema de entrega de drogas, antibióticos e fatores de crescimento para o tecido gengival.

Infelizmente, os resultados da regeneração tecidual guiada são inconsistentes. As membranas atuais não têm a capacidade de regenerar o tecido gengival diretamente e não conseguem manter sua estrutura e estabilidade quando colocadas na boca. A membrana também não suporta a administração prolongada de drogas, que é necessário para ajudar a curar o tecido gengival infectado. Para membranas não biodegradáveis, várias cirurgias são necessárias para remover a membrana após a liberação de qualquer medicamento - comprometendo o processo de cicatrização.

"Dadas as desvantagens atuais da regeneração de tecidos guiada, vimos a necessidade de desenvolver uma nova classe de membranas, que têm propriedades de regeneração de tecido e osso, juntamente com um revestimento flexível que pode aderir a uma variedade de superfícies biológicas, "disse o Dr. Alireza Moshaverinia, autor principal do estudo e professor assistente de prótese dentária na Faculdade de Odontologia da UCLA. "Também descobrimos uma maneira de prolongar o cronograma de entrega do medicamento, que é a chave para uma cura eficaz de feridas. "

A equipe começou com um polímero aprovado pela FDA - uma molécula sintética em grande escala comumente usada em aplicações biomédicas. Como a superfície do polímero não é adequada para adesão celular no tratamento periodontal, os pesquisadores introduziram um revestimento de polidopamina - um polímero que possui excelentes propriedades adesivas e pode se fixar a superfícies em condições úmidas. O outro benefício de usar tal revestimento é que ele acelera a regeneração óssea, promovendo a mineralização da hidroxiapatita, que é o mineral que compõe o esmalte e o osso do dente.

Depois de identificar uma combinação ideal para sua nova membrana, os pesquisadores usaram eletrofiação para ligar o polímero ao revestimento de polidopamina. A eletrofiação é um método de produção que gira simultaneamente duas substâncias em uma velocidade rápida com cargas positivas e negativas, e os funde para criar uma substância. Para melhorar a superfície e as características estruturais de sua nova membrana, os pesquisadores usaram modelos de malha de metal em conjunto com a eletrofiação para criar diferentes padrões, ou micro-padronização, semelhante à superfície de uma gaze ou waffle.

"Ao criar um micro padrão na superfície da membrana, agora somos capazes de localizar a adesão celular e manipular a estrutura da membrana, "disse o co-autor principal Paul Weiss, Cadeira presidencial da UC e distinto professor de química e bioquímica, Bioengenharia, e ciência e engenharia de materiais na UCLA. "Conseguimos imitar a estrutura complexa do tecido periodontal e, quando colocado, nossa membrana complementa a função biológica correta em cada lado. "

Para testar a segurança e eficiência de sua nova membrana, os pesquisadores injetaram modelos de ratos com células-tronco humanas derivadas da gengiva e células-tronco do ligamento periodontal humano. Após oito semanas avaliando a degradação das membranas e a resposta do tecido, eles observaram que o padrão, A membrana polimérica revestida com polidopamina apresentou maiores níveis de ganho ósseo quando comparada aos modelos sem membrana ou com membrana sem revestimento.

A fim de se adequar a uma ampla gama de aplicações médicas e odontológicas, os pesquisadores também descobriram uma maneira de ajustar a velocidade com que suas membranas se degradavam quando inseridas em seus modelos. Eles fizeram isso adicionando e subtraindo diferentes agentes oxidantes ou usando bases de polímero mais leves antes de passar pelo processo de eletrofiação. A capacidade de aumentar ou diminuir as taxas de degradação ajudou os pesquisadores a controlar o tempo de entrega dos medicamentos nas áreas desejadas.

"Determinamos que nossas membranas foram capazes de retardar a infecção periodontal, promovem a regeneração óssea e tecidual, e permanecer no local o tempo suficiente para prolongar a entrega de medicamentos úteis, "Moshaverinia disse." Vemos esta aplicação se expandindo além do tratamento da periodontite para outras áreas que necessitam de cicatrização acelerada de feridas e terapêutica de entrega prolongada de drogas. "

Os próximos passos dos pesquisadores são avaliar se suas membranas podem entregar células com fatores de crescimento na presença ou ausência de células-tronco.