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科学家研发出防蛀“黑科技”,可有效阻止细菌侵蚀牙齿

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生物探索 2020-08-20 22:42

如果说脱发是成年人的烦恼,那么蛀牙(学名龋齿)就是所有年龄段的人普遍头疼的问题。

据统计,我国青少年龋齿发病率在50%以上,中年人龋齿发病率在80%以上,而老年人中这一比例则超过95%。如果不及时处理,这种常见的牙体硬组织细菌性疾病将会引发牙髓炎和根尖周炎,甚至能引起牙槽骨和颌骨炎症,严重影响患者的健康及生活。现在,这种疾病可能遇上了“克星”。

在最近正在召开的美国化学学会(ACS)2020年秋季虚拟会议暨展览会上,伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员报告了一款新型的铈纳米颗粒制剂可以在一天之内阻止牙菌斑和蛀牙的形成。目前研究人员已申请专利,未来该制剂或将在牙科诊所中得到广泛应用。

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https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2020.html

人类口腔中含有700多种细菌,其中既有帮助消化食物或控制其他微生物的有益细菌,也存在包括变形链球菌在内有害的菌种。这类有害细菌能够粘附在牙齿上并聚集形成“生物膜”消耗糖类并产生酸性副产品腐蚀牙釉质,从而为“蛀牙”铺路

临床上常采用氟化亚锡、硝酸银或氟化二胺银来抑制牙菌斑,阻止牙齿的进一步腐化,也有研究正在尝试使用由氧化锌、氧化铜等制成的纳米颗粒来治疗蛀牙,但是问题在于,人类口腔中有20多颗牙齿,并且都存在被细菌侵蚀的风险,这些药物的重复使用会杀死有益细胞,甚至会造成有害细菌的耐药问题。

因此,研究人员希望找到一种既可以保护口腔中有益细菌,又能够防止蛀牙的方法。他们把目光转到了氧化铈纳米粒子上。该粒子是重要的抗菌材料之一,具有对正常细胞毒性低、抗菌机理基于可逆价态转化的优势。2019年,南开大学的研究人员就曾在《Science China Materials》系统地探究了氧化铈纳米粒子可能的抗菌机理。

doi: 10.1007/s40843-019-9471-7

根据研究人员在大会上的报告,他们通过将硝酸硝酸铈或硫酸铵盐溶解在水中来生产氧化铈纳米粒子,并研究了该粒子对变形链球菌所营造的“生物膜”的影响。结果表明,尽管氧化铈纳米粒子不能清除现有的“生物膜”,但是却将它的生长降低了40%,而在类似条件下,临床上已知的抗蛀牙剂硝酸银却无法延缓“生物膜”的发展

该项目的主要研究人员、伊利诺伊大学芝加哥分校的Russell Pesavento说:“这种治疗方法的优势在于它看起来对口腔细菌的危害较小,纳米粒子只会防止微生物粘附到物质表明并形成生物膜,并且该粒子对于培养皿中的人类口腔细胞的毒性和代谢作用小于标准治疗中的硝酸银。

目前,该团队正在尝试用涂料将纳米颗粒稳定在与唾液相接近的中性或弱碱性pH值上。未来,研究人员将在更为完整的口腔微生物菌群中,测试该疗法对下消化道人类细胞的作用,从而为患者提供更好的总体安全感。

End

参考资料:

[1] Stopping tooth decay before it starts — without killing bacteria.

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