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《Nature》子刊:新型纳米颗粒可有效治疗牙菌斑

宾夕法尼亚大学牙科医学院与宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院以及工程与应用科学学院合作的研究人员在Nature Communications上发表的一项研究中,通过使用FDA批准的纳米颗粒,可有效地破坏生物膜。

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长期食用高糖食品,再加上不良的卫生习惯,可能会导致龋齿。糖会在牙齿上形成一种被称为牙菌斑酸性生物膜,导致牙齿表面侵蚀。龋齿是儿童早期的一种严重的蛀牙形式,美国每四个儿童中就有一个,全球更是数以亿计。而且在贫困人群中这是一个特别严重的问题。

本周,宾夕法尼亚大学牙科医学院的Hyun(Michel)Koo与宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的David Cormode以及工程与应用科学学院合作的研究人员在Nature Communications上发表的一项研究中,通过使用FDA批准的纳米颗粒,可有效地破坏生物膜。

纳米颗粒通过独特的pH激活抗生素膜机制破坏牙菌斑。

Koo教授表示:“该颗粒表现出一种有趣的类似酶的特性,其催化活性在酸性pH下显着增强,但在中性pH条件下则不具有催化性能”。“纳米粒子充当过氧化物酶,激活过氧化氢,产生自由基,在病理性酸性条件下有效地杀死生物膜。”

此外,由于造成龋齿的菌斑是高度酸性的,因此该新疗法能够精确地靶向携带致病生物膜的牙齿区域,而不会伤害周围的口腔组织或微生物群。

实验中使用的特定含铁纳米颗粒的ferumoxytol已经获得FDA批准用于治疗缺铁症,使用浓度低,可安全的供人使用。

尽管一些科学家质疑使用ferumoxytol是否会降低催化性能,但该研究证明它们能够良好的保持过氧化物酶活性,有效激活过氧化氢。

Koo表示:“我们使用来自龋齿活动受试者的斑块样本,在真人牙釉质上重建这些高致病性生物膜。结果表明,我们的治疗不仅可以破坏生物膜,还可以防止牙齿表面的矿物质被破坏。”

在对啮齿动物进一步研究中的结果表明,每天两次的ferumoxytol和过氧化氢冲洗可以大大降低牙齿表面龋齿的损伤程度。

此外,研究人员发现治疗后口腔中微生物的多样性没有显着变化,也没有发现组织损伤的迹象,这进一步证明了治疗效果。

Koo称,将纳米颗粒加入漱口水或牙膏中,可能是一种显着提高效果的经济有效方法。漱口水和牙膏这些产品中含有过氧化氢,仅需要添加少量相对便宜的纳米颗粒。目前,该研究团队正在积极地测试其临床疗效。

原文:Dental plaque is no match for catalytic nanoparticles

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来源:新材料在线

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