Ученые создали наночастицы, защищающие зубы от кариеса
Химики из США создали наноматериал, способный растворять пленки из микробов, способствующие формированию налета и зубного камня, и предотвращать развитие кариеса. Их выводы были представлены в журнале Nature Communications.
«Наши наночастицы обладают интересным свойством, которое делает их похожими на ферменты – они не проявляют себя в нейтральной среде, но начинают вырабатывать перекись водорода при повышенной кислотности. Пероксид, в свою очередь, убивает бактерий и разрушает биопленки, не трогая здоровые части зубов», — заявил Хюн Ку (Hyun Koo) из университета Пенсильвании в Филадельфии (США).Как объясняют химики, кариес появляется на поверхности наших зубов благодаря размножению нескольких штаммов стрептококка Streptococcus mutans и других бактерий, выделяющих большие количества кислоты в слюну и на поверхность зубов.
Повышение кислотности слюны приводит к тому, что «цемент», склеивающий зерна эмали друг с другом, постепенно разъедается. В возникающих в результате этого микротрещинах поселяются новые бактерии, чье появление ускоряет процесс разрушения зуба и приводит к формированию зубного камня – «сцементированных» колоний микробов, а также кариозной полости.
Ку и его коллеги случайно открыли очень эффективную методику удаления зубного камня и связанных с ним биопленок стрептококка, экспериментируя с наночастицами, которые другие химики создали для борьбы с недостатком железа в организме.
Они представляют собой микроскопические частицы оксида железа, покрытые пленкой из полисахаридов и других органических веществ. Попадая в пищевод, она постепенно растворяется, а железо выделяется в желудочно-кишечный тракт. Эти наночастицы уже были одобрены регулирующими органами в США, где они применяются для борьбы с малокровием.
Изучая их свойства, ученые обратили внимание на то, что этот препарат теряет свою химическую инертность при попадании в кислотную среду, начиная выделять в нее большие количества перекиси водорода. В этот момент Ку и его коллеги вспомнили, что похожая среда существует внутри зубного камня и налета, под которым живут кариозные микробы.
Руководствуясь этой идеей, ученые отделили несколько фрагментов камня от зубов добровольцев, и проследили за тем, как на них подействуют наночастицы. Первые же опыты показали, что подобный «зубной порошок» очень быстро разрушал наросты и убивали микробов, при этом не затрагивая муляжи зубов, к которым они были прикреплены.
Добившись успеха, Ку и его команда проверили работу наночастиц на нескольких крысятах, которых они заразили «кариесными» штаммами стрептококка. Половине из них ученые каждое утро и вечер промывали зубы при помощи раствора наночастиц, а другим – обычной водой.
Как показали эти опыты, наночастицы предотвратили появление налета и камня на зубах всех крысят, благодаря чему ни у одного животного не возник кариес или любые другие формы повреждения эмали. При этом, как подчеркивают ученые, их «зубной порошок» не поменял состава микрофлоры грызунов и никак не повлиял на другие аспекты их жизни.
По мнению Ку, подобные наночастицы можно добавлять в зубную пасту или в раствор для промывки рта для избавления от кариеса и радикального улучшения здоровья всех людей на Земле. Сейчас ученые готовятся к первым клиническим испытаниям, которые, как они надеются, покажут, что подобная методика борьбы с зубным камнем безопасна для здоровья людей.