Зубной налет состоит из бактерий, опутанных липкой полимерной матрицей — полимерной матрицей, прочно прикрепленной к зубам. Исследователи во главе с Даниэль Бенуа из Университета Рочестера и Хен Ку из Школы стоматологической медицины Пенсильванского университета нашли новый способ доставки антибактериального агента внутрь зубного налета, несмотря на присутствие слюны.
Их выводы были опубликованы в журнале ACS Nano.«Перед нами стояли две конкретные проблемы, — сказал Бенуа, доцент кафедры биомедицинской инженерии. «Нам нужно было выяснить, как доставить антибактериальный агент к зубам и удержать его там, а также как высвободить агент в целевые участки».Чтобы доставить агент, известный как фарнезол, к целевым участкам, исследователи создали сферическую массу частиц, которую называют носителем наночастиц. Они построили внешний слой из катионных или положительно заряженных сегментов полимеров.
Внутри носителя они закрепили лекарство гидрофобными и чувствительными к pH полимерами.Положительно заряженный внешний слой носителя может оставаться на поверхности зубов, потому что эмаль частично состоит из НА (гидроксиапатита), который заряжен отрицательно.
Подобно тому, как противоположно заряженные магниты притягиваются друг к другу, то же самое можно сказать и о наночастицах и HA. Поскольку зубы покрыты слюной, исследователи не были уверены, что наночастицы прилипнут. Но частицы не только оставались на месте, они также могли связываться с полимерной матрицей и прилипать к зубному налету.Поскольку наночастицы могут связываться как с покрытыми слюной зубами, так и с зубным налетом, Бенуа и его коллеги использовали их для переноса антибактериального агента к целевым участкам.
Затем исследователям нужно было выяснить, как эффективно высвободить агент в зубной налет.Ключевой особенностью материала внутреннего носителя является то, что он дестабилизируется при кислых или низких уровнях pH, таких как 4,5, что позволяет лекарству быстрее улетучиваться. Именно это происходит с уровнем pH зубного налета, когда он подвергается воздействию глюкозы, сахарозы, крахмала и других пищевых продуктов, вызывающих кариес.
Другими словами, наночастицы высвобождают лекарство при воздействии на них пищевых привычек, вызывающих кариес, — именно тогда, когда это больше всего необходимо, чтобы быстро остановить кислотопродуцирующие бактерии.Исследователи протестировали продукт на крысах, инфицированных Streptococcus mutans — микробом, вызывающим кариес. «Мы наносили тестовые растворы на рот крыс дважды в день в течение 30 секунд, моделируя, что человек может делать, используя ополаскиватель для рта утром и вечером», — сказал Хюн Ку, профессор кафедры ортодонтии и соавтор работы. . «Когда лекарство вводилось без носителей наночастиц, не было никакого эффекта на количество полостей и только очень небольшое снижение их тяжести. Но когда оно было доставлено носителями наночастиц, как количество, так и тяжесть полостей уменьшились. . "Образование зубного налета и разрушение зубов — это хронические заболевания, которые необходимо контролировать, регулярно посещая стоматологический кабинет.
Исследователи надеются, что их результаты когда-нибудь приведут к лучшему — и, возможно, постоянному — лечению зубного налета и кариеса, а также других заболеваний, связанных с биопленкой.