Gebisset er snart en gjenstand for museet. De eldres tannhelse er i dag så mye bedre at brorparten beholder mange av tennene sine - vel og merke i kombinasjon med implantater. Tannimplantater er blitt så lett tilgjengelig at de aller fleste av oss enten har det eller kommer til å få satt det inn en gang i framtida. Likevel kan de være kilden til alvorlig sykdom og ubehag.
Implantatet kan lage trøbbel
Et tannimplantat er i hovedsak en skrue, som regel av metallet titan, som monteres i kjevebeinet som feste for den kunstige «tanna» som monteres på toppen. Tannimplantatet skal kunne fungere så likt våre egne tenner som mulig, både estetisk, men også funksjonelt.
– Det er særlig to ting som er essensielt for at implantatet skal bli vellykket: at det sitter stabilt i kjeven, og at bakterier ikke finner veien til implantatet når det settes på plass, forteller Sebastian Geissler, Ph.d.-kandidat ved Institutt for klinisk odontologi, Universitetet i Oslo.
Likevel kan betennelser rundt implantatet, eller problemer med at beinet det er festet til forsvinner, påvirke så mange som én av fem av dem som får satt inn implantater i Norge. En betennelse kan i verste fall også bli kronisk. Kan antioksidantene som, blant mye annet, skal være så bra for kolesterolet, tarmfloraen, og for å motvirke kreft, også være nøkkelen til bedre tannimplantater?
Et kappløp mellom celler og bakterier
– Vi har gjort funn som tyder på at noen typer antioksidanter trolig kan bidra til at implantater fungerer bedre, bekrefter Geissler.
I sitt doktorgradsprosjekt har han forsket på hvordan implantater kan integreres i beinet de festes til, på best mulig måte. Gjennom forskjellige metoder har han blant annet sett på om det går an å manipulere måten beincellene, for eksempel i kjevebeinet, «tar i mot» implantatet på. Samtidig har han også sett på om det går an å påvirke hvordan bakterier reagerer med implantatet.
Det er én overordnet problemstilling som kan være avgjørende for om implantatet blir vellykket eller ikke. Den blir ofte omtalt som «kappløpet om overflaten»: Beincellene kappes med bakteriene, og vice versa, om å erobre implantatets overflate.
Dersom det er beincellene som erobrer implantatet, vil det kunne vokse seg til stabilt og godt. Hvis derimot bakteriene får overtaket først, vil de kunne forme biofilm; en ansamling av bakterier som kan sammenlignes med plakk, hvor de har gunstige vekstforhold med lite oksygen som gjør at de kan forårsake infeksjoner seinere.
Får du betent vev rundt et implantat, står du i fare for å måtte operere bort implantatet. I ytterste konsekvens kan infeksjonen føre til at du mister noe av beinet rundt implantatet, noe som krever enda større operasjoner. – Litt generelt kan man si at beincellene og bakteriene kjører to rivaliserende mekanismer, der vinneren er den som til slutt avgjør implantatets skjebne, illustrerer Geissler.
Jo mer effektivt en kan få beincellene til å vokse sammen med implantatet, jo sterkere og mer solid feste får det. – På samme måte ser vi at hvis vi klarer å forhindre at bakterier fester seg til implantatet, vil det redusere sjansen for at det bryter ut infeksjoner, og implantatet vil være sikrere, forteller han.
- Les også: Vil rekonstruere tapte bein og knokler
Antibiotika og antioksidanter
I doktorgradsprosjektet sitt har Geissler, som opprinnelig er ingeniør, blant annet brukt en elektrokjemisk metode for å undersøke hvordan beincellene og bakteriene reagerer når et antibiotikum blir tilført overflaten på implantatet av titan.
Selv om forsøket viste at beincellene blir stimulert til å vokse mer effektivt og bakteriene i større grad skyr antibiotikumet og holder seg unna, er prosessen som finner sted foreløpig for kompleks til at forskerne kan kontrollere den. Denne metoden må derfor jobbes mer med, for at forskerne skal kunne forstå hele prosessen.
Med samme formål testet doktorgradskandidaten og hans kolleger en annen innfallsvinkel: Å belegge titan med polyfenol-molekyler. Polyfenolene er en gruppe antioksidanter som vi finner igjen i blant annet vin, grønn te og kakao.
I disse forsøkene fikk de gode resultater og prosessen er lettere å kontrollere og gjennomføre; implantatet kan ganske enkelt dyppes i en væske med polyfenolene, og tida man holdet det der påvirker beleggets tykkelse. – Etter at belegget ble påført, testet vi hvordan beincellene og bakteriene reagerer på overflatebehandlingen. Alt i alt hadde det god effekt. Selv om det ikke stimulerte beincellene direkte, så kunne vi se at belegget i hvert fall ikke hadde noen negativ påvirkning på dem. I tillegg hadde belegget et betennelseshemmende potensial og polyfenolene som ble frigjort fra overflaten forhindret bakterier i å vokse, utdyper Geissler.
Han understreker likevel at de trenger å utvikle denne metoden ytterligere. I tillegg til å påføre metallet polyfenolbelegget, kan man for eksempel tilsette andre molekyler som kan bidra ytterligere til beinvekst.
– Polyfenolene, eller antioksidantene, har egenskaper som motvirker bakterievekst. Med tanke på den økte trusselen antibiotikaresistens har blitt, vil det være mye bedre hvis vi kan bruke disse molekylene, som er helt naturlige, i stedet for antibiotika, oppsummerer Geissler. 7. april forsvarte han sin doktorgrad ved Det odontologiske fakultet.
Først ute med polyfenol-testing
Polyfenolbelegget kan brukes på en rekke andre materialer i tillegg til titan. Det utvider bruksområdet for metoden til også å inkludere implantater som ikke er laget av titan, som for eksempel keramikk.
Forskergruppa Geissler er del av, Avdeling for biomaterialer, er av de ledende forskningsmiljøene innen forskning på implantater. De er de første til å teste ut hva slags effekt det å tilføre et belegg av polyfenoler har på hvordan implantater integreres i kroppen.
Prosjektet er et godt eksempel på livsvitenskapsforskning ved Det odontologiske fakultet. Forskningen til Geissler og kollegene er nært knyttet til forskning på andre helseområder, særlig utvikling av andre typer implantater enn tannimplantater.
- Les også: Kan implantater ruste i kroppen?
Veilederne på prosjektet har vært professorene Håvard J. Haugen, Janne E. Reseland, Ståle Petter Lyngstadaas, og postdoktor Hanna Tiainen. Geissler har vært nærings-doktorgradskandidat ved Avdeling for biomaterialer. Forskningsprosjektet hans er finansiert av Corticalis AS og Norges forskningsråd.
- Annen relatert forskning fra Avdeling for biomaterialer:
Referanser
Geißler, Sebastian, Tiainen, Hanna and Haugen, Håvard J. Effect of cathodic polarization on coating doxycycline on titanium surfaces. Materials Science and Engineering C 2016, 63, 359-366.
Geißler, Sebastian, Barrantes, Alejandro, Tengvall, Pentti, Messersmith, Phillip B. and Tiainen, Hanna. Deposition kinetics of bioinspired phenolic coatings on titanium surfaces. Langmuir 2016, 32, 8050-8060.
Geißler, Sebastian, Gomez-Florit, Manuel, Petersen, Fernanda C. and Tiainen, Hanna. In vitro performance of bioinspired phenolic nanocoatings for endosseous implant applications. Manuscript 2016.
