Influence of Photopolymerized Resin on Selected Physicochemical Properties of Polymethyl Methacrylate Resin Surface

Background. The incidence and the development of denture stomatitis complicated by a fungal infection depend, in most cases, on the fungo-bacterial level of adhesion to the denture. Currently, there are some attempts being made to modify or influence the surface of the chemical composition of polymerized polymethyl methacrylate (PMMA). Objectives. The aim of this study was an attempt to modify the PMMA surface using a photopolymerized acrylic resin Adper Single Bond 2® and examine some physicochemical properties of the obtained, new surface. Dent. Med. Probl. 2015, 52, 3, 298–303 ISSN 1644-387X © Copyright by Wroclaw Medical University and Polish Dental Society Pracę wykonano w ramach projektu badawczego realizowanego w latach 2014–2015, finansowanego ze środków dotacji statutowej uzyskanej przez Wydział Lekarsko-Dentystyczny Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Modyfikacja PMMA żywicą łączącą 299 Mimo nieustającego postępu w materiałoznawstwie polimetakrylan metylu (PMMA) nadal jest podstawowym tworzywem wykorzystywanym w protetyce stomatologicznej do wykonania protez całkowitych, częściowych osiadających, szkieletowych czy protez typu overdenture (OVD) wspartych o uzębienie resztkowe lub implanty. Łatwość obróbki mechanicznej, duża trwałość w warunkach jamy ustnej, akceptowalna wytrzymałość mechaniczna oraz zadowalający efekt estetyczny sprawiły, że tworzywo akrylowe jest podstawowym materiałem w wykonawstwie płyt protez ruchomych. Od dziesięcioleci z powodzeniem są podejmowane próby polepszania właściwości tworzywa akrylowego poprzez optymalizację procesu polimeryzacji (np. polimeryzacja ciśnieniowa) [1] czy zmiany składu chemicznego poprzez dodawanie innych jednostek monomeru metakrylanu (akryl usieciowany, kopolimery), plastyfikatorów niebiorących udziału w procesie polimeryzacji (np. organiczne estry tłuszczowe) czy domieszki innych wypełniaczy [2–4], czego wynikiem jest akceptowany z klinicznego punktu widzenia biomateriał. Obecnie kierunki badań nad modyfikacją tworzywa biegną dwukierunkowo. Po pierwsze są podejmowane próby modyfikacji składu chemicznego poprzez domieszkowanie m.in. nanocząsteczkami srebra [5] czy platyny [6], po drugie próbuje się wytworzyć na powierzchni spolimeryzowanego akrylu hydrofilową warstwę utrudniająca adhezję drobnoustrojów [7–9]. Nadal jednak nie znaleziono takiej modyfikacji tworzywa, która znalazłaby powszechne zastosowanie w warunkach klinicznych i w sposób istotny zmniejszałaby formowanie na jego powierzchni biofilmu bakteryjno-grzybiczego. Niewątpliwie jedną z podstawowych wad PMMA jest łatwość przylegania do niego drobnoustrojów, w tym mikroorganizmu będącego przyczyną stomatopatii protetycznych – Candida albicans [10]. Stomatopatie protetyczne definiowane jako różnego stopnia zmiany zapalne, których bezpośrednią przyczyną są uzupełnienia protetyczne, w przypadku powikłania infekcją grzybiczą mogą oddziaływać systemowo, będąc, w skrajnych przypadkach, nawet zagrożeniem dla życia pacjenta [11]. Przyleganie drobnoustrojów do płyty protezy jest procesem złożonym, na który ma wpływ wiele czynników i niemożliwe wydaje się stwierdzenie, który z nich ma największe znaczenie. Formowanie biofilmu składa się z dwóch następujących po sobie faz. Pierwsza, nieswoista i odwracalna, opiera się na adhezji drobnoustrojów do powierzchni biomateriału za pomocą nieswoistych oddziaływań van der Waalsa oraz oddziaływań elektrostatycznych. Druga, późniejsza, polega na swoistych oddziaływaniach między różnymi gatunkami drobnoustrojów, gdzie największą rolę odgrywa Candida albicans. Tworzy się wtedy trójwymiarowa struktura biofilmu, która jest znacznie trudniejsza do usunięcia oraz bardziej oporna na stosowane farmakologiczne leczenie przeciwgrzybicze [12]. Ma to niezwykle istotne implikacje kliniczne, ponieważ zakażona proteza stanowi stały rezerwuar drobnoustrojów. Eradykacja mikroorganizmów wyłącznie z błony śluzowej jamy ustnej podczas leczenia stomatopatii protetycznych powikłanych infekcją grzybiczą najczęściej jest niewystarczająca, co potwierdza szybki nawrót choroby obserwowany po zakończeniu terapii. Dlatego uzasadnione i konieczne jest podjęcie leczenia farmakologiczno-protetycznego z wymianą protez włącznie. Ryzyko wystąpienia zakażenia grzybiczego zależy od charakterystyki środowiska jamy ustnej gospodarza oraz od samych właściwości biomateriału, z którego proteza jest wykonana. Do pierwszej grupy należy przestrzeganie reżimu higienicznego, a więc systematycznego mechanicznego oraz chemicznego oddziaływania na powierzchnię protezy. Zaliczyć tutaj należy także zdolność do prawidłowej odpowiedzi układu immunologicznego pacjenta na czynniki drażniące oraz jakość i ilość śliny. Do najważniejszych właściwości tworzywa akrylowego mających wpływ na odkładanie biofilmu bakteryjno-grzybiczego należy zaliczyć chropowatość powierzchni, nasiąkliwość, właściwości Material and Methods. The study was conducted on plates made of polymethylmethacrylate, 30 for the test and control groups. PMMA were the test samples and their surfaces were modified by coating photopolymerized resin Adper Single Bond 2. The measurement of the surface roughness and wetting angle were defined in order to determine the difference in the surface quality of tiles in both groups. Results. Surface modification by photopolymerized acrylic resin resulted in obtaining a slightly smaller average roughness in comparison with the unmodified surface, but the difference was statistically insignificant. The obtained average value of the wetting angle was lower in the case of modifying the surface of acrylic resin and the difference was statistically significant. Conclusions. As a result of receiving less rough and more hydrophilic surface in comparison with the unmodified acrylic surface, the lower denture plaque and the deposition of fungobacterial biofilm is expected. PMMA surface modification may be an alternative treatment protocol in cases of denture stomatitis complicated by fungal-yeast infection (Dent. Med. Probl. 2015, 52, 3, 298–303).