Płytka nazębna nie pasuje do katalitycznych nanocząstek

Anonim

Łączenie diety o wysokiej zawartości cukru z ubogimi nawykami higieny jamy ustnej i ubytkami próchniczymi lub próchnicą będzie prawdopodobnie skutkować. Cukier powoduje powstawanie kwaśnego biofilmu, znanego jako płytka nazębna, na zębach, powodującego erozję powierzchni. Próchnica wczesnego dzieciństwa jest ciężką postacią próchnicy zębów, która dotyka jedno na czworo dzieci w Stanach Zjednoczonych i setki milionów więcej na całym świecie. Jest to szczególnie poważny problem w upośledzonych populacjach.

W badaniu opublikowanym w tym tygodniu w Nature Communications, naukowcy prowadzeni przez Hyun (Michel) Koo z University of Pennsylvania School of Dental Medicine we współpracy z Davidem Cormode z Penn's Perelman School of Medicine i School of Engineering and Applied Science wykorzystali nanocząsteczki zatwierdzone przez FDA aby skutecznie niszczyć biofilmy i zapobiegać próchnicy zębów zarówno w doświadczalnej biofilmie podobnej do ludzkiej płytki jak i w modelu zwierzęcym, który naśladuje próchnicę wczesnego dzieciństwa.

Nanocząsteczki rozbijają płytkę nazębną dzięki unikalnemu mechanizmowi antybiofilmu aktywowanemu na pH.

"Wyświetla intrygującą właściwość podobną do enzymu, dzięki której aktywność katalityczna jest znacznie zwiększona przy kwaśnym pH, ale jest" wyłączana "w warunkach neutralnego pH", mówi Koo, profesor w Klinice Ortodoncji Penn Dental Medicine oraz w oddziałach Stomatologii Dziecięcej i Społeczne zdrowie jamy ustnej. "Nanocząsteczki działają jak peroksydaza, aktywując nadtlenek wodoru, powszechnie stosowany środek antyseptyczny, w celu wytworzenia wolnych rodników, które silnie demontują i zabijają biofilmy w patologicznych warunkach kwasowych, ale nie w fizjologicznym pH, zapewniając w ten sposób ukierunkowany efekt."

Ponieważ płytka powodująca próchnicę jest bardzo kwaśna, nowa terapia jest w stanie precyzyjnie celować w obszary zębów, które niosą chorobotwórcze biofilmy, nie uszkadzając otaczających tkanek jamy ustnej ani mikroflory.

Szczególna nanocząstka zawierająca żelazo stosowana w eksperymentach, ferumoksytol, jest już zatwierdzona przez FDA do leczenia niedoboru żelaza, co jest obiecującym wskazaniem, że miejscowe stosowanie tej samej nanocząsteczki, stosowanej w stężeniu rzędu kilkuset razy niższym, byłoby również bezpieczne do użytku przez ludzi.

Chociaż niektórzy naukowcy wątpili, czy powłoki stosowane na ferumoksytolu i innych nanocząsteczkach stosowanych do zastosowań medycznych czynią je katalitycznie obojętnymi, Koo, Liu i Cormode wykazali, że utrzymują aktywność podobną do peroksydazy, aktywując nadtlenek wodoru.

Po przetestowaniu kombinacji nadtlenku wodoru z ferumoksytolem na materiale przypominającym szkliwo, zespół przeniósł się do eksperymentalnego ustawienia, które ściślej odwzorowywało warunki ludzkiej jamy ustnej.

"Wykorzystaliśmy próbki łysinek z aktywnej próchnicy do rekonstrukcji tych wysoce chorobotwórczych biofilmów na prawdziwym szkliwie zęba ludzkiego" - mówi Koo. "Ta symulacja pokazała, że ​​nasz zabieg nie tylko niszczy biofilm, ale także zapobiega destrukcji mineralnej powierzchni zęba, co dawało bardzo mocne dowody, że może to działać in vivo."

Dalsze badania w modelu gryzonia, które dokładnie odzwierciedlają etapy rozwoju próchnicy u ludzi wykazały, że dwa razy dziennie płukanie ferumoksytolu i nadtlenku wodoru znacznie zmniejszyło nasilenie próchnicy na wszystkich powierzchniach zębów, a także całkowicie zablokowało tworzenie się próchnicy. ubytki w szkliwie.

Jako dalsze dowody na celowy efekt leczenia, badacze nie stwierdzili znaczącej zmiany w różnorodności drobnoustrojów w jamie ustnej po terapii i nie stwierdzili żadnych oznak uszkodzenia tkanek.

"Terapia ta nie zabija drobnoustrojów w sposób bezkrytyczny", mówi Koo, "ale raczej działa tylko tam, gdzie rozwija się patologiczny biofilm, Takie precyzyjne podejście terapeutyczne może być ukierunkowane na chore miejsca bez zakłócania równowagi ekologicznej mikroflory doustnej, która jest krytyczna. dla zdrowego jamy ustnej, jednocześnie unikając infekcji oportunistycznymi patogenami. "

Włączenie nanocząsteczek do płukania jamy ustnej lub pasty do zębów może być opłacalnym sposobem na znaczną poprawę ich skuteczności, mówi Koo. Wiele z tych produktów zawiera już nadtlenek wodoru i wymagałoby jedynie dodania niewielkiej ilości stosunkowo niedrogich nanocząstek. Dzięki dowodom potwierdzającym to podejście zarówno w modelu zwierzęcym, jak i w modelu przypominającym ludzki próchnicę, zespół badawczy aktywnie pracuje nad sprawdzeniem jego skuteczności klinicznej.

menu
menu