TiO2 bone scaffolds with antibacterial properties

Radikale metoder mot betente implantater Molekyler som blant annet kan forårsake kreft kan få en ny, helsebringende rolle. Nå er vi på sporet av hvordan «radikalene» kan tas i bruk til å hindre problemer rundt implantater og bidra til at de holder seg stabile.Selv om tannleger anbefaler at vi beholder våre egne tenner så lenge som overhodet mulig, er det likevel tiltagende mange av oss som etter hvert må bytte ut en tann eller flere med implantater av titan. Det gjelder særlig for de eldre generasjonene. Tannimplantater viser seg imidlertid ofte å bare være en delvis vellykket erstatning. Bakterier kan erobre området rundt implantatet. Det gjør at beinet det er festet i kan smuldre opp, og pasienten sitter igjen med et enormt behandlingsbehov og dårligere munnhelse enn i utgangspunktet. Og hvis det først blir betennelse i beinet omkring implantatet, er det stor risiko for at omfattende behandling og vedlikehold må til for at det skal bli friskt igjen, hvis det da blir friskt i det hele tatt. Som en følge, har forskning på ulike biomaterialer til bruk som implantater, og materialer til oppbygging av bein som feste for disse, rykket opp i front på det odontologiske forskningsfeltet. For at et implantat skal fungere tilsvarende en tann, er det helt avgjørende at implantatet får godt feste i kjevebeinet. Det innebærer at beincellene vinner over bakteriene i et «kappløp» om å erobre overflaten på implantatet, også kalt the race for the surface. Hvis beincellene vinner, har de gode vilkår for å gro og integrere implantatet stabilt og godt i kjevebeinet.Det er likevel relativt vanlig at bakteriene vinner konkurransen. Da organiserer de seg i en biofilm; et tynt lag av bakterier på implantatet. ? Biofilm er en smart måte for bakteriene å kolonisere overflater på, den gjør at bakteriene står sterkere sammen. Bakterieinfiserte implantater behandles vanligvis med antibiotika. ? Når bakteriene organiserer seg i biofilm, er de likevel så vanskelige å ta knekken på at antibiotika ofte ikke gjør jobben. Med den store økningen av antibiotikaresistente bakterier som vi ser i tillegg, er det derfor et stort behov for å finne alternative behandlingsmåter.Dermed rettet vi blikket mot radikalene. I sin reaktive natur, kan disse molekylene stresse bakteriene, noe som igjen kan framprovosere en antibakteriell effekt. Vi har funnet en måte å kontrollere de bakterielle infeksjonene som oppstår rundt tannimplantater, og i større grad kunne forhindre at de oppstår. Undersøkelsene viste at bruk av mørk katalyse i behandling av infeksjoner har en lovende effekt. Metoden skaper radikaler som bidrar til å bekjempe bakteriene. Så vi har faktisk utviklet en og bevisst at frie radikaler kan være en erstatning for antibiotika. Nå gjenstår klinisk utprøvning av produktet som vi har utviklet.

This project continues the development of highly porous load-bearing titanium dioxide (TiO2) bone scaffolds for the regeneration of large bone lesion in oral and maxillofacial applications as collaboration between Corticalis AS and the Department of Biomaterials at the University of Oslo. The aim of this project is to modify the existing TiO2 bone scaffold surface to create multifunctional bone graft materials which provide both bactericidal and osteogenic properties to promote bone regeneration in patients suffering from chronic inflammatory periodontal diseases caused by bacterial infections. The main objective of the proposed PhD project is to develop a method for implementing antibacterial surface properties on porous TiO2 bone scaffolds and evaluate both the antibacterial properties and the capacity of the modified TiO2 surfaces to induce bone cell adhesion and differentiation in vitro and in vivo. A surface that resists bacterial adhesion and biofilm development while simultaneously supporting bone tissue regeneration would be particularly beneficial in restoration of bone defects that are in the risk of recurring bacterial infections, such as bone defects caused by advanced periodontitis. This project continues the development of highly porous load-bearing TiO2 bone scaffolds for the regeneration of large bone lesion in the oral and as collaboration between Corticalis AS and the Department of Biomaterials at the University of Oslo.