Forsker har gitt kreftfarlige molekyler en ny arbeidsoppgave. De skal ta knekken på bakteriene som saboterer for tannimplantater.

Selv om tannleger anbefaler at vi beholder våre egne tenner så lenge som overhodet mulig, er det likevel 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 nemlig erobre området rundt implantatet. Det gjør at beinet det er festet i kan smuldre opp, og pasienten sitter igjen med dårligere munnhelse enn de hadde i utgangspunktet.

Og hvis det først blir betennelse i beinet ved 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.

Organiserte bakterier vil ta over implantatet

For at et implantat skal fungere som en tann, er det helt avgjørende at det får godt feste i kjevebeinet. Det innebærer at beincellene må vinne over bakteriene i et «kappløp» om å erobre overflaten på implantatet. 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 som er 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, forklarer David Wiedmer, stipendiat ved Det odontologiske fakultet, ved Universitetet i Oslo.

Hvis bakteriene først får overtaket på implantatet på denne måten, er veien kort fram til betennelse, som igjen får store konsekvenser for pasientens helse.

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, forteller Wiedmer.

Han rettet blikket mot såkalte radikaler, som faktisk kan ha en antibakteriell effekt.

Hva er egentlig radikaler?

Frie radikaler er molekyler som bare har ett elektron i det ytterste skallet sitt. De søker stadig etter et annet elektron å reagere med. De radikale molekylene kan være skadelige og sykdomsfremkallende fordi de kan sette i gang endringer i DNA, som igjen kan skape mutasjoner og resultere i kreft. Wiedmers ville undersøke om radikalene også kan brukes til å få has på bakterier.

Han tok utgangspunkt i en kjent kjemisk reaksjon, såkalt fotokatalyse:

Når titandioksid (TiO2) blandes med vann og eksponeres for UV-stråler, for eksempel fra sollys, renses skitt «av seg selv», idet det brytes ned til vann og oksygen. Reaksjonen er blant annet den samme som når solceller blir brukt til å lage energi. Denne prosessen genererer frie radikaler.

TiO2 finnes også på tannimplantatene i munnen. De aller fleste implantater er av titan, og når titan kommer i kontakt med luft eller blod, som når de settes inn i munnen, skapes TiO2.

Mørk katalyse til behandling og forebygging

Det er likevel vanskelig å få til fotokatalysen på implantater, på grunn av det åpenbare problemet med å tilsette sollys til reaksjonen mellom titandioksidet i implantatet og oksygenet i blodet, når alt skal foregå inne i kjevebeinet.

Derfor har forskeren eksperimentert med en metode han kaller mørk katalyse:

Ved å koble TiO2 med hydrogenperoksid (H2O2) i stedet for vann og sollys, får han nemlig den samme effekten som fotokatalysen. Når implantatet, dekket av et lag TiO2, tilsettes H2O2, frigjøres også frie radikaler – men denne gang i mørket.

Gitt radikalenes sterke antibakterielle egenskaper, testet Wiedmer ut metoden på to bruksområder. Det første var ved behandling av en eksisterende betennelse rundt et implantat. Det andre var den forebyggende effekten metoden kan ha på såkalte «stillaser», eller vekststativer, som settes inn i kjevebeinet for å få beincellene til å gro sammen og danne «nytt» bein.

Lovende, men vanskelig gjennomførbart

Undersøkelsene viste at mørk katalyse hadde en lovende effekt mot infeksjoner.

Det kan også være grunn til å videreutvikle mørk katalyse som metode på stillaser som settes inn i kjevebeinet. Hensikten er at nytt bein skal kunne gro til på steder der det mangler, for at det skal være mulig å sette inn implantater. Wiedmer så at mørk katalyse bidro til å forebygge at bakteriene koloniserer strategiske områder.

– At de forebygger, er egentlig viktigere enn at de kan brukes i behandling av allerede eksisterende infeksjoner. Implantater som blir brysomme fordi det oppstår infeksjoner kan tross alt – i ytterste konsekvens – tas ut igjen. Men det kan man ikke gjøre med stillasene etter at beincellene har begynt å danne bein rundt dem, forklarer han.

Likevel står det mye arbeid igjen før mørk katalyse kan tas i bruk.

Wiedmer fant ikke ut om radikalene faktisk også skader DNAet i cellene, i samme prosess som de bekjemper bakteriene.

– Jeg håper denne lite undersøkte måten å bruke radikalene på kan bidra til å finne alternative behandlingsløsninger til antibiotika. Selv om det fremdeles er en vei å gå, som må inkludere kliniske forsøk, har vi sett litt lys som kanskje kan ta oss ut av «mørket» gjennom dette prosjektet, sier Wiedmer med et blunk.