10 Aprile 2024

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I fosfati di calcio (CaPs) sono materiali ampiamente utilizzati per l’odontoiatria preventiva. Nella maggioranza dei casi, i dentifrici remineralizzanti contengono idrossiapatite di sintesi (HA-S), un particolare tipo di CaP, in grado di remineralizzare lo smalto dentale e desensibilizzare la dentina esposta.

Il gruppo di ricerca dell’Istituto di Scienza, Tecnologia e Sostenibilità dei Materiali Ceramici (ISSMC-CNR), di cui faccio parte, studia l’estrazione di CaPs da lische di pesce (HA-N), uno dei sottoprodotti di scarto più abbondanti dell’industria ittica. HA-N consiste in una miscela bifasica di HA e di β-tricalcio fosfato (β-TCP). Quest’ultimo si forma in seguito al processo di estrazione ed è più solubile dell’HA. Recentemente abbiamo svolto uno studio in vitro, in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Biomediche, Chirurgiche ed Odontoiatriche dell’Università di Milano e il Dipartimento di Odontoiatria Conservativa dell’Ospedale Universitario Ludwig‐Maximilians di Monaco, sull’efficacia di HA-N come materiale potenzialmente desensibilizzante, valutandone la capacità di occlusione dei tubuli dentinali mediante microscopia elettronica ed analisi meccanica. 

L’occlusione dei tubuli dentinali è stata testata utilizzando condizioni che simulassero l'uso quotidiano di dentifricio a base di HA-N: sezioni demineralizzate di dentina umana sono state spazzolate per 30 secondi due volte al giorno, per 5 giorni. È stata valutata la morfologia, la composizione chimica e la durezza della dentina spazzolata con una sospensione acquosa di HA-N. Gli effetti sono stati poi confrontati con quelli ottenuti da spazzolamento con una sospensione di HA-S o con acqua, usata come controllo negativo.

L'occlusione dei tubuli dentinali è stata valutata mediante micrografie SEM: 

Superficie

• le sezioni spazzolate con acqua mostrano i tubuli ancora aperti dopo il trattamento, ed il collagene dentinale demineralizzato;
• le sezioni trattate con HA-N mostrano un'occlusione quasi completa dei tubuli, indicando che le particelle del materiale sono delle dimensioni idonee per penetrare e occluderli; inoltre il collagene appare remineralizzato da un nuovo deposito minerale;
• le sezioni trattate con HA-S mostrano un risultato simile, per quanto l’azione occlusiva sia risultata meno completa. 

Sezione

• le particelle di HA-N penetrano all'interno dei tubuli fino a 4 µm di profondità. Una volta entrate, subiscono un processo di remineralizzazione che porta alla formazione in superficie di tappi minerali spessi 1-2 µm;
• HA-S ha una penetrazione paragonabile a HA-N, ma in questo caso sembra che il tappo minerale sia dato da un deposito di nanoparticelle. 

Le analisi di nano-indentazione hanno mostrato che entrambe le HA testate hanno migliorato la resistenza meccanica della dentina, ma che HA-N ha la capacità di indurre un aumento omogeneo della resistenza meccanica fino in profondità mentre il corrispettivo sintetico fornisce un aumento molto elevato, ma solo in superficie (1-2 μm). 

Conclusioni

I test hanno dimostrato che le particelle di CaP estratte dalle lische sono un materiale eccellente per la remineralizzazione e desensibilizzazione dentinale, in quanto:

• favoriscono la remineralizzazione dei tessuti dentali fornendo ioni Ca2+ e PO43+, soprattutto grazie alla presenza della fase reattiva β-TCP;
• migliorano le caratteristiche meccaniche del tessuto e sono in grado di occludere i tubuli dentinali formando tappi minerali coesivi.

Il nostro lavoro ha pertanto dimostrato che il trattamento con HA-N è efficace quanto l’idrossiapatite sintetica, considerata un materiale di punta per questa applicazione. Questo lavoro apre quindi l'intrigante prospettiva dell'utilizzo di materiali provenienti dall'economia circolare nell'odontoiatria preventiva. 

A cura di: dott.ssa Sara Gandolfi: ricercatrice presso il Cnr - Istituto di Scienza, tecnologia e sostenibilità per lo sviluppo dei materiali ceramici di Faenza  

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