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新方法让口腔“坏”细菌无处遁形

  最近,美国伊利诺伊大学的研究人员设计了一种基于纳米技术的应用方法,用于检测和治疗有害细菌导致的牙菌斑和蛀牙。

当口腔中的“好”细菌和“坏”细菌变得不平衡时,“坏”细菌形成黏生物膜(又名斑块),它能够导致蛀牙的生成;如果不及时治疗,还可能导致心血管和其他炎症性疾病,如糖尿病和细菌性肺炎。

然而,口腔斑块是肉眼看不见的,牙医通常使用可溶解的药片或者刷拭子以检测患者的斑块,但却无法分别“好”细菌和“坏”细菌。

“目前在诊所,检测牙菌斑是非常主观的,只取决于牙医的视觉评估。”伊利诺伊大学生物工程副教授,研究团队负责人Dipanjan Pan介绍道,“现在,我们首次证明,在诊所使用常规口腔内X光机便可以寻找‘坏’细菌种群,能尽早发现牙菌斑。”

Pan和博士生Fatemeh Ostadhossein展示了一种无毒的、基于纳米技术的方法,开发了一种斑块检测探针,该探针与常见的X射线技术配合使用,就能够发现特定的“坏”细菌——变形链球菌(变形链球菌)。此外,他们还证明,通过调整探针的化学成分,便可以靶向杀死变形链球菌。

该探针由含有氧化铪(HfO2)的纳米颗粒组成(铪是一种无毒金属,可用于人体临床试验)。它可以识别变形链球菌的生物膜表面存在的生化标志物,同时还有杀死变形链球菌的功效。

Pan设想,临床上牙医可将探针应用于患者,配合使用X光机便可准确地可视化牙齿上生物膜斑块的范围。如果牙菌斑严重的,可以给予患者含有治疗性HfO2纳米颗粒的牙膏。

研究人员比较了他们的纳米粒子与氯己定的治疗能力,氯己定是目前常用于根除生物膜的药物。“在细胞和大鼠试验中,HfO2纳米颗粒杀死细菌和减轻牙菌斑的效率更高。”Ostadhossein表示,他们的新技术比传统治疗方法更安全。

Pan说,纳米粒子的治疗效果归功于它们独特的表面化学,它提供了“闩锁”和“杀灭”机制。

“与先前包裹抗生素的纳米粒子的方法区别相比,”Pan说,“我们的方法避免了抗生物抗性的问题,安全可扩展,非常适合最终的临床转化。”

该研究在线发表在《生物材料》(Biomaterials)杂志上,由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校儿童发现研究所和美国心脏协会资助。

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