Коронки из 3D-печатного медьсодержащего титанового сплава для стоматологии детского возраста: биосовместимость, антибактериальная активность и точность внутреннего прилегания

Введение: Кариес молочных зубов представляет собой значимую проблему мирового здравоохранения. Коронки из нержавеющей стали, широко применяемые в детской стоматологии, не обладают собственными антимикробными свойствами. В этом исследовании изучен новый медьсодержащий титановый сплав Ti6Al4V6Cu, изготовленный методом лазерного сплавления порошкового слоя (LPBF), который, как ожидается, сочетает высокую механическую прочность с антибактериальной активностью.

Цель: Комплексно оценить пригодность сплава Ti6Al4V6Cu, изготовленного методом 3D-печати, для применения в детских коронках, исследовав его механические свойства, коррозионную стойкость, биосовместимость и антибактериальную активность.

Методы: Механические и коррозионные свойства сплава оценивали с помощью измерения микротвёрдости, испытаний на универсальной испытательной машине и электрохимических исследований. Биосовместимость оценивали на фибробластах десны человека с помощью теста CCK-8, иммунофлуоресцентного анализа (IF), проточной цитометрии (FCM), окрашивания фаллоидином, сканирующей электронной микроскопии (SEM) и количественной ПЦР с обратной транскрипцией в реальном времени (qRT-PCR). Антибактериальную активность в отношении Streptococcus mutans оценивали по кривым роста, числу колоний на чашках, результатам окрашивания живых и погибших клеток, выработке молочной кислоты, данным трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) и qRT-PCR. Внутреннее прилегание коронок сравнивали с прилеганием традиционных коронок из нержавеющей стали, используя взвешивание силикагеля и программное обеспечение 3Shape.

Результаты: Твёрдость поверхности и прочность при сжатии сплава Ti6Al4V6Cu были статистически значимо выше, чем у чистого титана Ti6Al4V и нержавеющей стали 304 (P < 0,05); кроме того, сплав обладал более высокой коррозионной стойкостью. Материал продемонстрировал отличную биосовместимость: цитотоксичности не выявлено, адгезия и пролиферация фибробластов десны протекали нормально. Антибактериальные тесты показали значительное снижение роста бактерий, образования биоплёнки и выработки кислоты. По данным TEM, клетки бактерий имели структурные повреждения, а уровень активных форм кислорода был повышен; qRT-PCR выявила снижение экспрессии ключевых генов вирулентности. Внутреннее прилегание коронок TC4-6Cu было статистически значимо лучше, чем у готовых коронок из нержавеющей стали (P < 0,05).

Выводы: Сплав TC4-6Cu, изготовленный методом 3D-печати, обладает улучшенными механическими свойствами и коррозионной стойкостью, отличной биосовместимостью и выраженной антибактериальной активностью, что делает его перспективным материалом нового поколения для детских стоматологических коронок.