ITPD960107A1 - Associazione di porfirina cationica e sorgente luminosa coerente o non coerente per il trattamento di infezioni microbiche dell'endodonto e del perimpianto - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE INDUSTRIALE AVENTE PER TITOLO: Associazione di porfìrina cationica e sorgente luminosa coerente o non coerente per il trattamento di infezioni microbiche dell'endodonto e del periimpianto

E' sviluppata una metodica basata suul'impiego di una sorgente luminosa (coerente e non coerente) con emissione nella regione visibile dello spettro elettromagnetico e di un fotosensibilizzatore avente la struttura di una porfìrina tetracationica per la fotoinattivazione di batteri Gram-positivi e Gram-negativi, lieviti e micoplasmi. La luce visibile promuove la porfìrina ad una forma iperattiva che trasferendo energia all'ossigeno, lo trasforma in una specie ad alta tossicità nei confronti di cellule microbiche. La tecnica fototerapeutica proposta è caratterizzata da basso costo, semplicità, elevata manegevolezza, mancanza di mutagenicità ed alta selettività di azione. Tutto ciò viene usato per il trattamento delle infezioni microbiche dell'endodonto, per la riduzione della carica batterica della flora orale nella fase chirurgica del posizionamento impiantare e nella sterilizzazione dell'alveolo chirurgico. La metodica si può inoltre applicare nella periimplantite fino a gradi di compromissione anche molto elevati.

OBIETTIVI DELL’INVENZIONE

Applicazione di tecniche fototerapeutiche (sorgente luminosa agente fotosensibilizzante) per il conseguimento dei seguenti obiettivi:

1) sterilizzazione del canale endodontico in presenza di infezioni di origine microbica;

2) Trattamento della periimplantite al fine di inattivare la popolazione microbica presente sulle spire implantari e nelle irregolarità degli impianti a forma cilindrica.

STATO ATTUALE DELLA TECNICA

Le patologie endodontiche sono attualmente trattate perlopiù mediante ipoclorito di sodio (NaClO) associato all’acqua ossigenata (H2O2).

La combinazione NaC10/H202 svolge una funzione lubrificante per gli strumenti canalari, mentre l’azione antimicrobica si basa su un danno ossidativo che coinvolge diverse organelle subcellulari; la sensibilità al trattamento varia, in generale, in funzione della organizzazione cellulare della specie microbica: ad esempio, mentre l’azione ossidante è molto efficace su batteri Gram - positivi, l’effetto diventa più limitato nel caso di batteri Gram negativi, ove le parti più interne della cellula, ed in particolare la membrana piasmatica, sono protette da una parete esterna a composizione prevalentemente lipopolisaccaridica e quindi meno aggredirle da agenti ossidanti. In effetti, soprattutto in presenza di patologie periapicali, è necessario integrare il trattamento sterilizzante con l’uso di idrossido di calcio Ca (OH)2 che, alcalinizzando il microintomo dell’area da sterilizzare, completa la inattivazione microbica e causa la distruzione delle spore, e pine sono spesso solo parzialmente danneggiate dal trattamento con NaClO. Questo ulteriore trattamento comporta la necessità di differire Γ otturazione canalare ad una seconda seduta da effettuare a distanze di alcune settimane. E’ anche da rilevare che, in caso di incidentale fuoriuscita del Ca(OH)2 dall’apice radicolare si induce l’insorgenza di dolori violenti con danno iatrogeno. Per quanto riguarda la periimplantite, non esistono attualmente trattamenti antimicrobici soddisfacenti con carattere risolutivo. Il trattamento in corso per danni lievi prevede un’asportazione della placca subgengivale attraverso l’utilizzazione di curettes in teflon, mentre nei danni più gravi ove esista la presenza di un cratere osseo (sondaggio di parecchi millimetri) ci si limita all’exeresi chirurgica della porzione di osso che delimita la parete del cratere; successivamente si procede all’asportazione delle spire nelle forma a vite I'

e delle irregolarità nelle forme cilindriche.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Le tecniche fototerapeutiche basate sull’azione combinata di luce visibile ed agente fotosensibilizzante stanno incontrando una crescente attenzione nel campo medico. In effetti, i due componenti della metodologia (luce e fotosensibilizzatore) sono intrinsecamente innocui nei confronti di cellule tessuti, ed un’azione citotossica viene promossa solo dalla fotoattivazione del fotosensibilizzatore; conseguentemente, si realizzano effetti caratterizzati da elevata selettività in quanto solo l’area contenente il fotosensibilizzatore e contemporaneamente illuminata da luce di opportuna lunghezza d’onda subisce l’azione di danno biologico. Inoltre, grazie alle proprietà della luce visibile di penetrare a diverse profondità nel tessuto a seconda della lunghezza d’onda utilizzata, è facilmente possibile modulare la estensione del volume tessutale fotodanneggiato. Inoltre, l’efficacia del fototrattamento é legata a:

1) la affinità del fotosensibilizzatore per la determinata cellula;

2) la distribuzione del fotosensibilizzatore tra i diversi compartimenti subcellulari;

3) il meccanismo dell’azione fotosensibilizzante.

Sebbene la maggior parte delle cellule microbiche sia fotosensibile a dosi di luce più fotosensibilizzatore nettamente inferiori a quelle che sono attive nei confronti delle cellule di mammifero, l’applicazione di tecniche fototerapeutiche per il trattamento di infezioni microbiche è stata sinora assai limitata dalla mancanza di foto sensibilizzatori ad azione aspecifica, cioè in grado di fotoinatti vare i diversi tipi di specie microbiche, oppure in grado di evitare T insorgenza di mutazioni post - fototrattamento con conseguente selezione di cloni cellulari fotoresistenti. Tali limitazioni sono attualmente superabili in conseguenza di recenti scoperte di laboratorio, che hanno evidenziato come alcuni fotosensibilizzatori di natura cationica siano in grado di indurre la fotoinattivazione di ogni tipo di specie microbica, compresi i batteri Gram - negativi, i batteri Gram - positivi, i lieviti ed i micoplasmi. Le dosi necessarie per ottenere una sterilizzazione superiore a 7-8 logaritmi sono dell’ordine di 10 μg/ml di soluzione, e quindi inferiori per ordini di grandezza a quelle necessarie per ottenere il fotodanno di cellule di mammifero. Tra questi agenti fotosensibilizzatori, notevole interesse hanno le porfirine, derivati di composti naturali la cui struttura chimica può essere variata attraverso la introduzione di sostituenti periferici rispetto al macrociclo tetrapirrolico. Nei nostri studi, abbiamo dimostrato la possibilità di fotoinattivare le seguenti specie:

a) Staphilococcus aureus, streptococcus faecalis (Gram-positivi);

b) Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, vibrio anguillarum (Gramnegativi);

c) Candida utilis (lievito);

d) Mycoplasma homini (micoplasma);

utilizzando porfirine tetracationiche sostituite nelle quattro posizioni meso con: a) Ν,Ν,Ν-trimetil-anilina

b) N-metil-piridina.

Appare evidente, pertanto, la generalità dell’ azione fotosterilizzante esercitata da questa categoria di fotosensibilizzatori. Inoltre, le porfirine cationiche si legano sulla parte esterna della membrana citoplasmatica, ove sono presenti cariche negative.

Tale circostanza garantisce:

a) la facile rimozione del fotosensibilizzatore mediante lavaggio con soluzione fisiologica;

b) la focalizzazione del danno fotoindotto a livello dei componenti della membrana senza coinvolgimento del materiale genetico; tale circostanza minimizza il rischio di mutagenicità e quindi l’insorgenza del fenomeno di fotoresistenza.

Le porfirine agiscono secondo il seguente schema:

(assorbimento di luce e fotoattivazione)

(trasferimento di energia all’ossigeno e sua fotoattivazione)

*02 membrana — > danno ossidativo.

La specie attivata dall’ossigeno coinvolta nel fotoprocesso è il cosiddetto “ ossigeno di singoletto” 1 02 che è altamente reattivo e qtdndi caratterizzato da un tempo di vita assai breve (dell’ordine del microsecondo); conseguentemente, solo i substrati, es. proteine e lipidi insaturi, localizzati nel microintomo della porfirina sono in grado di indurre un danno ossidativo. E’ da escludere un’azione a distanza del fotosensibilizzatore.

Infine, le porfine sono in grado di assorbire essenzialmente tutte le lunghezze d’onda dello spettro visibile e sono quindi fotoattivabili da una elevata varietà di sorgenti luminose, si coerenti che non coerenti. In tal modo, è possibile variare la profondità e l’estensione dell’area fotosterilizzata. In letteratura esistono esempi di fotoattivazione di porfine con sorgenti laser o con lampade di diversa natura (esempio a filamento, a vapori di gas ecc.) che emettono nella regione del vicino Uv, del bleu, del verde, del rosso e del vicino infrarosso, pertanto variando la profondità di azione da 1-2 mm a circa 2 cm.

L’azione del fotosensibilizzatore, essendo legata alla fotoattivazione con un raggio luminoso, può essere promossa anche in siti non dirrettamente raggiungibili dalla sorgente di luce visibile, pilotando il fascio luminoso mediante una fibra ottica associata alla sorgente stessa; inoltre, si può indurre una diffrazione del fascio luminoso introducendo nel sistema irradiato un liquido microeterogeneo, come l’intralipide, caratterizzato da capacità di dispersione ottica. In tal modo, anche molecole di porfina localizzate in irregolarità altrimenti inaccessibili possono essere prontamente ed efficacemente fotoattivate.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI Si rivendica un prodotto costituito da: 1) sorgente luminosa (sia coerente che non coerente) con emissione nella regione visibile dello spettro elettromagnetico; 2) agente fotosensibilizzatore costituito da porfirina tetracationica, sciolta da insoluzione fisiologica isotonica, eventualmente contenente un liquido a dispersione ottica. Tale prodotto è utilizzato per: a) endodonzia in senso lato; b) riduzione della carica batterica durante la fase chirurgica di posizionamento delTimpianto; c) disinfezione dell’alveolo chirurgico; d) periimplantite in ogni fase di progressione della malattia. Il fotosensibilizzatore va utilizzato in dosi dell’ordine del pg/ml di soluzione, ed attivato immediatamente dopo la deposizione con luce di lunghezza d’onda visibile per dosi di luce dell’ordine della decina di J/cm2 di tessuto, somministrate ad una velocità di fluenza compresa tra 10 mW/cm2 e 50 mW/cm2. La sorgente luminosa può essere accoppiata con una fibra ottica oppure con un fascio di fibre ottiche.