Wpływ polerowania powierzchni na chropowatość, tworzenie biofilmu i biokompatybilność polimeru podłoża protezy drukowanej metodą LCD

Gładsze protezy dla zdrowszej jamy ustnej

Protezy wykonane za pomocą nowoczesnych drukarek 3D obiecują szybszą i tańszą opiekę, ale ich powierzchnie mogą wychodzić pofalowane i chropowate. Te drobne rowki mogą stanowić kryjówkę dla drobnoustrojów, zwiększając ryzyko bolesnych, zaczerwienionych dziąseł pod protezą. W badaniu postawiono praktyczne pytanie istotne dla wielu użytkowników protez i dentystów: czy staranne wypolerowanie tych baz drukowanych w 3D rzeczywiście sprawia, że są bezpieczniejsze i łagodniejsze dla tkanek jamy ustnej, bez utraty wytrzymałości?

Dlaczego gładkość protezy ma znaczenie

Typowym problemem u osób noszących pełne protezy jest zapalenie błony śluzowej pod protezą — czerwone, zapalne miejsce na dziąsłach, które może dotyczyć więcej niż połowy użytkowników. Często bierze w tym udział drożdżak Candida albicans, przyczepiający się do spodniej części protezy i tworzący śluzowate biofilmy. Wcześniejsze prace wykazały, że bardziej chropowate materiały zatrzymują więcej mikroorganizmów, ale większość protez drukowanych 3D pozostaje z fabryczną strukturą na powierzchni przylegającej. Autorzy chcieli sprawdzić, czy staranna procedura polerowania plastiku bazowego drukowanego w technologii LCD może obniżyć chropowatość na tyle, by miało to znaczenie dla drobnoustrojów i komórek ludzkich.

Jak zespół testował polerowanie

Naukowcy wydrukowali małe dyski z komercyjnej żywicy do baz protez przy użyciu drukarki LCD, a następnie podzielili je na dwie grupy. Jedna grupa została jedynie lekko przeszlifowana, by naśladować warstwową strukturę pozostającą po druku. Druga grupa przeszła stopniowy proces polerowania ręcznego, używając coraz drobniejszych papierów ściernych pod bieżącą wodą, jak bardzo kontrolowana wersja procedury stosowanej w pracowni protetycznej. Zmierzyli uzyskaną chropowatość zarówno sondą kontaktową, jak i mikroskopem laserowym, obejrzeli morfologię powierzchni w mikroskopii elektronowej, sprawdzili zwilżalność kropli wody na plastiku oraz przetestowali zachowanie dysków pod naciskiem podobnym do sił żucia.

Co się stało z drobnoustrojami i komórkami

Aby zobaczyć, jak zareagują drobnoustroje, zespół hodował Candida albicans na dyskach chropowatych i wypolerowanych. Na obu powierzchniach liczba komórek drożdżaka była zbliżona, ale wyraźnie różniła się ich aktywność metaboliczna i gęstość pokrycia. Na wypolerowanych dyskach drożdże wykazywały niższą aktywność metaboliczną i tworzyły cieńszą, mniej zwartą warstwę żywych komórek. Jednocześnie testy z mysimi fibroblastami, stanowiącymi model tkanek jamy ustnej, wykazały, że zarówno chropowata, jak i gładka wersja materiału wspierały metabolizm komórek na poziomach porównywalnych do grupy kontrolnej, z wyglądem warstw komórek świadczącym o dobrym stanie. Adsorpcja białka, będąca pierwszym krokiem wpływającym na przyczepność drobnoustrojów i komórek, była podobna na obu powierzchniach.

Wytrzymałość i zachowanie w kontakcie z wodą pozostały akceptowalne

Naukowcy sprawdzili też, czy polerowanie nie osłabi plastiku drukowanego. Poprzez ściskanie małych cylindrów materiału nie stwierdzono istotnej różnicy w sztywności między próbkami chropowatymi i wypolerowanymi, co sugeruje, że proces usuwa jedynie cienką zewnętrzną warstwę bez uszkadzania struktury wewnętrznej. Wypolerowane powierzchnie pozbyły się najgłębszych bruzd, co obniżyło chropowatość do wartości zbliżonych lub niższych od poziomów uznawanych za bezpieczniejsze przeciwko odkładaniu płytki. Pomiary kąta zwilżania wykazały nieco wyższe wartości dla powierzchni wypolerowanych, sugerując, że materiał w istocie staje się nieco bardziej hydrofobowy po wygładzeniu, choć ta zmiana sama w sobie nie tłumaczyła w pełni zaobserwowanych różnic w zachowaniu drożdży.

Co to oznacza dla użytkowników protez

Dla osób polegających na protezach drukowanych w 3D wyniki te sugerują, że staranne polerowanie powierzchni przylegającej może przynieść realną korzyść. Gładsze bazy protez drukowanych w technologii LCD stawały się mniej przyjazne dla biofilmów Candida bez utraty wytrzymałości ani zwiększenia drażliwości wobec komórek. Innymi słowy, poświęcenie dodatkowego kroku na wypolerowanie wewnętrznej strony protezy może pomóc utrzymać spokój i czystość powierzchni jamy ustnej, przy jednoczesnym zachowaniu praktycznych zalet produkcji cyfrowej.

Cytowanie: Ferro, A.C., de Oliveira, J.S., Scabelo, L. et al. Effect of surface polishing on roughness, biofilm formation, and biocompatibility of LCD-printed denture base polymer. Sci Rep 16, 15577 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45942-y

Słowa kluczowe: protezy drukowane w 3D, polerowanie powierzchni, biofilm Candida, zapalenie błony śluzowej pod protezą, materiały stomatologiczne