Бактерии, находящиеся в зубном налете и способствующие разрушению зубов, часто не поддаются традиционной антибактериальной терапии. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Biomaterials.
Исследователи из университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) использовали более сложный подход. Вместо того, чтобы просто применять антибиотики, они воспользовались рН-чувствительными и ферментными свойствами железосодержащих наночастиц, которые катализируют активность перекиси водорода. Активированная перекись водорода способна одновременно разрушать биопленку и убивать бактерии, которые находятся внутри ее, что значительно снижает зубной налет и предотвращает развитие кариеса у животных.
“Даже при использовании очень низкой концентрации перекиси водорода процесс был эффективен при уничтожении биопленки”, – сказал профессор Хуан Koo (Hyun Koo). “Добавление наночастиц повышает эффективность перекиси водорода более чем в 5000 раз”.
Наночастицы долгое время считались биологически и химически инертными. В этом исследовании Лизенг Гао (Lizeng Gao) показал, что оксид железа в виде наночастиц ведет себя как пероксидаза – фермент, который катализирует окислительные реакции. Он предложил использовать эти наночастицы, так как при окислении перекиси водорода производятся свободные радикалы, которые могут убить бактерии.
“Когда мне впервые представили результаты, я был настроен скептически”, – сказал Koo, “потому что свободные радикалы могут повредить здоровые ткани. Но Гао опроверг это и сказал, что активность наночастиц зависит от рН”.
Гао обнаружил, что наночастицы не имели каталитическую активность при рН 6,5 или 7. Но когда рН был ближе к 5, они становятся высокоактивными и могут быстро производить свободные радикалы. Это идеально подходит для ориентации на зубной налет, который может производить кислотную микросреду при воздействии сахара.
Ученые начали исследование в лабораторных условиях, которое включало выращивание биопленки, содержащей бактерии стрептококка на поверхности зубной эмали, а затем, подвергая ее воздействию сахаром, исследователи подтвердили, что наночастицы, прилипшие к биопленке, эффективно катализировали перекись водорода в кислых условиях.
Реакция наночастиц с 1 % раствором перекиси водорода уничтожала более 99,9 % S.Mutans в биопленке в течение пяти минут. Эффективность была выше в 5000 раз, чем при использовании только перекиси водорода. Еще более перспективной была схема с применением 30-секундного местного лечения наночастицами с последующей 30-секундной обработкой перекисью водорода. При этом быстро разрушались компоненты биопленки.
Ученые в своем исследовании использовали крыс. Одноминутные процедуры в течение трех недель значительно снижали кариозные поражения. При этом исследователи не обнаружили никаких неблагоприятных действий на десны или мягкие ткани полости рта.
“Это очень перспективный метод лечения”, – сказал Koo. “Но эффективность и токсичность должны быть подтверждены в клинических исследованиях, но я думаю, что потенциал есть”.
Среди привлекательных особенностей использования этого метода является тот факт, что компоненты являются относительно недорогими. Кроме того, используется 1% концентрация перекиси водорода, что ниже многих доступных систем для отбеливания зубов, которые используют от 3 до 10 %, что уменьшает риск негативных побочных эффектов.
Авторы другого исследования утверждают, что стресс во время беременности увеличивает риск развития кариеса у потомства.
Подробнее в научной статье:
Gao L. et al. Nanocatalysts promote Streptococcus mutans biofilm matrix degradation and enhance bacterial killing to suppress dental caries in vivo //Biomaterials. – 2016.
Прокомментируйте, пожалуйста, данную статью в Facebook или Вконтакте.
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.