Оксид церия уничтожит бактерии до того, как начнется кариес

«Во рту обитает более 700 видов бактерий. Среди них есть и полезные бактерии, которые способствуют перевариванию пищи, либо действуют против патогенов. Помимо полезных микроорганизмов встречаются и вредные бактерии группы стрептококков, например, Streptococcus mutans. Вскоре после чистки эти бактерии с легкостью прилипают к эмали и начинают размножаться, формируя при этом биопленки. В качестве источника энергии и строительного блока они используют сахара и углеводы, и в результате их жизнедеятельности на зубах образуется плотный налет, который нелегко удалить щеткой. По мере того как бактерии продолжают метаболизировать сахар, они производят кислотные побочные продукты, которые растворяют зубную эмаль, открывая путь к образованию кариеса», — говорит Рассел Песавенто, доктор медицинских наук,и главный руководитель исследования.

Для борьбы с этой проблемой используются различные типы стоматологических продуктов, как то фторид олова для снижения образования зубного налета, а также нитрат серебра или диамин фтористого серебра, для остановки развития существующего кариеса. Исследователи также рассматривали оксид цинка, оксида меди и оксид серебра для борьбы с инфекциями ротовой полости. Но по словам, несмотря на их применение этих соединений в стоматологии их повторное применение может привести как к окрашиванию эмали, так и к бактериальной резистентности. «Кроме того, эти соединения не действуют избирательно, и потому уничтожают многие виды бактерий, в том числе и полезные», — объясняет он.

Поэтому исследователи искали альтернативу, которая не убивала бы без разбора бактерии во рту и которая помогла предотвратить кариес, а не лечить его постфактум. Они решили обратиться к наночастицам оксида церия. В других работах уже было описано их влияние на патогены, но лишь немногие изучали их работу в условиях, близких к естественным. Те, кто сделал это, создали свои наночастицы с помощью реакций окисления-восстановления, реакций осаждения за счет pH, или приобретали соединения у поставщиков. В результате, они либо не имели эффекта, либо даже способствовали росту биопленок в лабораторных испытаниях.

Но Песавенто настоял на своем, поскольку что свойства и поведение наночастиц зависят, по крайней мере частично, от того, как они созданы. Его команда произвела свои наночастицы, растворяя в воде нитрат церия и аммония или сульфатные соли. Другие исследователи ранее создавали частицы подобным образом, но не тестировали их влияние на биопленки. 

Когда исследователи заселили пластинки из полистирола с S. mutans в питательную среду и скормили бактериям сахар в присутствии раствора наночастиц оксида церия, они обнаружили, что соединение снижает рост биопленки на 40% по сравнению с пластинами без наночастиц. В аналогичных условиях нитрат серебра — известное средство против кариеса, используемое стоматологами — не оказал никакого влияния на рост биопленки.

«Преимущество нашего лечения в том, что оно не оказывают выраженного бактерицидного действия по отношению к микроорганизмам в ротовой полости», — говорит Песавенто. Вместо этого наночастицы просто предотвращали прилипание микробов к поверхностям из полистирола, не давая формироваться пленкам. Кроме того, токсичность и метаболическое воздействие наночастиц на клетки ротовой полости человека было меньше, чем у нитрата серебра», — говорят авторы.

В июле доктору Песавенто выдали патент на технологию производства наночастиц оксида церия. В его планах объединить наночастицы с фторидом, укрепляющим эмаль, и тем самым получить лак, который стоматологи могли бы наносить на зубы пациента. Но для этого для реализации этой работы необходимо проделать большую работу. На данный момент команда экспериментирует с разными составами лака, чтобы стабилизировать наночастицы в нейтральном или слабощелочной кислой среде — той среде, которая ближе к кислотности слюны , чем нынешний раствор. Параллельно, его команда тестирует действие растворов с разным составом наночастиц на разные штаммы бактерий ротовой полости. При этом они проверят действие частиц церия по отношению к клеткам нижнего отдела ЖКТ, чтобы подтвердить безопасность разрабатываемого продукта.

Источник: www.sciencedaily.com