3D tištěný antimikrobiální zub. Kredit: J. Yue et al. (2015).

Jak jistě vědí fanoušci seriálu ze života buněk lidského těla „Byl jednou jeden život“, mikrobi touží proniknout do našich zubů. Udělají pro to všechno a jsou velice vytrvalí. Ne každý je přitom ochoten trávit dlouhé minuty se sofistikovanými čistidly zubů, i když by to bylo chvályhodné. Naštěstí je tu ale 3D tisk a pokročilé funkční materiály, které nabízejí pozoruhodnou možnost, jak nahradit zub a ještě navíc významně posílit obranu úst proti věčným útokům dotěrných mikroorganismů.

Andreas Herrmann. Kredit: University of Groningen.

Jak by to mohlo fungovat? Představte si, že ztratíte zub, raději ale ne příliš živě, obvykle to není nic příjemného. Pak přijde na řadu zubař, který nevyplní dutinu po zubu pomocí podezřele vypadajících plastových a kovových nástrojů, ale namísto toho si ji pořádně proskenuje. Pak zapne sofistikovanou 3D tiskárnu, která umí vytisknout kopii zubu z funkčních materiálů.

Bioinženýr Andreas Herrmann z holandské Univerzity v Groningenu a jeho spolupracovníci vyvinuli důmyslný antimikrobiální plast, který lze použít na 3D tiskárně. S takovým plastem je pak možné vytisknout zuby, které vypadají jako skutečné zuby a ještě navíc zabíjejí bakterie. Vědci toho dosáhli tím, že existující polymery používané v zubní praxi smíchali s kvartérními amoniovými solemi, které jsou známé svými antimikrobiálními účinky. Tyto látky nesou kladný náboj a mohou zlikvidovat negativně nabité membrány bakterií.

Kvartérní amoniový kation. Kredit: Fvasconcellos / Wikimedia Commons.

Herrmannův tým vytvořil materiál, který zabíjí bakterie na pouhý dotek, kdežto lidským buňkám neublíží. Naplnili s ním 3D tiskárnu a pak vytiskli různé objekty používané v zubní medicíně, jako jsou třeba právě náhradní zuby. Antimikrobiální materiál ještě vytvrdili působením ultrafialového záření. Vlastnosti 3D tištěných antimikrobiálních zubů ověřili v experimentu se směsí ze slin a bakterií Streptococcus mutans, jejichž oblíbenou kratochvílí je kazit naše zuby.

A nedopadlo to vůbec špatně. Antimikrobiální materiál pozabíjel 99 procent streptokoků ve vzorku, zatímco na 3D tištěném zubu bez antimikrobiální přísady jich nezmizelo ani 1 procento. O tom, jaká bude budoucnost této technologie, teď rozhodnou další testy. Herrmann a spol. testovali zabíjení bakterií jen necelý týden, ale teď to bude nutné vyzkoušet po výrazně delší dobu. Taky by nebylo špatné zjistit, jak se 3D tištěné antimikrobiální zuby snášejí se zubními pastami nebo třeba různými potravinami a nápoji.

Velmi důležité také bude prověřit, jestli je antimikrobiální materiál dostatečně pevný a odolný na to, aby mohl důstojně nahradit pravé zuby. To se teprve ukáže, Herrmann ale věří, že k tomu dojde docela rychle, mnohem rychleji, než by trval vývoj a testování nových léků. Co se týče materiálů jako je tento, bývají předpisy o poznání méně drakonické. Výzkum pak může být dotažen do vítězného konce mnohem dříve. Těšíte se na antimikrobiální zuby?


Literatura
NewScientist 16. 10. 2015, Advanced Functional Materials online 9. 10. 2015.