斑块破坏纳米粒子可以帮助对抗蛀牙

纳米技术可能会很快为您节省牙医之旅。 研究人员开发出了一种微小的球形颗粒,可以将一种杀菌的药物运送到牙齿表面,在那里它们可以当场对抗牙菌斑和蛀牙。 该方法还可以适用于对抗其他被称为生物膜的生物膜,例如在整形外科植入物等医疗设备上形成的物质。

“这非常聪明,”伦敦玛丽女王大学的口腔微生物学家Robert Allaker说,他没有参与这项研究。 “我认为这是一项创新的工作。”

斑块是由细菌和由连接的糖组成的聚合物基质组成的薄膜,其牢固地附着在牙齿上。 当细菌消化口中的糖时,它们会产生酸作为副产品,这会消耗掉牙齿,最终导致腐烂。 局部抗菌药物在斑块上效果不佳,因为唾液会迅速将它们洗掉。

纳米粒子可以通过粘附在牙齿表面并随身携带药物来解决这个问题。 虽然这不是采用这种策略的第一种技术,但研究改进了以前的方法,因为这些颗粒不仅附着在牙齿上,还附着在牙菌斑生物膜上。

为了构建纳米粒子,研究人员组装了由两个具有不同特征的区段组成的聚合物球体。 外部区段带正电荷,允许球体附着到斑块生物膜和牙釉质的带负电的位置。 内核对口腔中的高酸度起反应,这使得纳米球松散并优先释放其内容物 - 抗菌药物法尼醇 - 易腐烂的区域,在那里最需要它。

研究人员最初通过创建一个模拟斑块覆盖的牙齿的实验室装置来测试纳米粒子,使用牙釉质中的矿物质盘,并用变形链球菌(Streptococcus mutans)培养它们, 变形链球菌是斑块中常见的细菌,也是蛀牙背后的罪魁祸首之一。 研究小组发现,携带法尼醇的纳米粒子治疗会削弱牙菌斑的抓地力。 研究人员使用一种特殊设计的装置来切割磁盘上的牙菌斑,与单独使用法呢醇治疗的患者相比,使用含有法呢醇的纳米颗粒处理的表面去除了两倍以上的菌斑。

在对变形链球菌感染的大鼠的单独测试中,研究小组发现困扰啮齿动物牙齿 。 研究人员在ACS Nano上报告说,单独应用法尼醇会产生微不足道的影响。

奥马哈内布拉斯加大学医学中心的制药科学家王东指出,这是第一次证明这种技术在动物体内有效,他没有参与这项研究。 “这是向前迈出的一大步。”

Wang警告说,这种方法确实存在可能的缺点。 因为纳米粒子附着在生物膜上而不仅仅附着在牙齿上,它们还可以轰击舌头上或口腔中其他地方的生物膜,在那里它们可能对有益细菌产生破坏性影响。 “我们希望杀死那些坏人,但我们不想消灭那些帮助我们的人,”他说。

另一方面,由于纳米粒子对生物膜的吸引力是非歧视性的,因此该方法可以推广用于处理其他危险的生物膜,例如,在整形外科植入物或导管上形成的生物膜,Wang说。

在纳米粒子进入药房货架之前,他们首先必须通过人体测试。 因为纳米粒子在完成工作后可能会被吞下,研究人员必须确保它们不会造成任何不良影响。

纽约罗切斯特大学的生物医学工程师Danielle Benoit说,研究的高级作者之一说,“考虑这些可能性是令人兴奋的。”她建议这些纳米颗粒可以添加到漱口水,牙膏或凝胶中。这将适用于牙齿。“我们真的相信,经过几周(或几个月)的治疗,你将能够完全摆脱生物膜,”减少了牙医刮掉牙菌斑的需要,Benoit说, “这太棒了。”