21 сентября 2021 года Обзор Alex Smith

Алмазы – ценные камни, используемые в ювелирном и промышленном секторах. Тем не менее, в обозримом будущем алмазные наночастицы или наноалмазы (НА) могут стать решением проблемы здоровья полости рта человечества.

Заболевания полости рта, такие как болезни десен, кариес (разрушение) зубов и грибковые инфекции, представляют собой огромные проблемы здравоохранения во всем мире, приводящие к ежегодным расходам в миллионы долларов. Однако до сих пор нет проверенных решений.

Сложные микробы, обычно встречающиеся в виде болезнетворных грибов и бактерий, прикрепляющихся к поверхности зубов и образующих сообщества биопленок, являются основными причинами инфекций. По данным Национального института здоровья, биопленки являются причиной 65–80% всех инфекций человека.

В журнальной статье под названием «Ингибирование биопленок в патогенных микроорганизмах полости рта наноалмазами» исследователи из инженерного факультета и факультета стоматологии Гонконгского университета (HKU) впервые показали ингибирующее влияние на патогенные биопленки полости рта. с помощью НА высокого давления и температуры (HPHT). Статья была опубликована в журнале Biomaterials Science .

Соруководители исследования доктор Чу Чжицинь, доцент кафедры электротехники и электроники; и доктор Прасанна Нилакантан, доцент кафедры эндодонтии, показали, что ND действуют как функциональный агент против прикрепленных клеток (биопленка) и свободно плавающих клеток (планктонных клеток) грибов и бактерий, которые очень важны при системных и оральных инфекциях.

В частности, они обнаружили роль НА в препятствовании образованию биопленок и их разрушающему влиянию на предварительно сформированные биопленки во многих отобранных орально и системно жизнеспособных организмах.

Одним из наиболее распространенных заболеваний, поражающих человечество, является кариес зубов, которым страдают более трех миллиардов человек (48% населения) во всем мире. Это результат действия доминирующих бактерий, продуцирующих кислоту, которые образуют биопленки на поверхности зубов.

Streptococcus mutans ( S. mutans ), грамположительная бактерия, считается основной причиной возникновения этого заболевания. Заболевание пародонта (десен), которое является шестым по распространенности заболеванием у людей, с глобальным уровнем встречаемости 11,2%, вызывается Porphyromonas gingivalis ( P. Gingivalis ), грамм-инфекцией. отрицательная бактерия.

В частности, микробный дисбиоз в полости рта был связан с системными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, ожирение и сердечно-сосудистые заболевания. Микробы проявляют высокую резистентность к обычным антибиотикам, и их заменители, включая нанотехнологии, находятся в стадии тщательного изучения, чтобы найти лучшие терапевтические средства.

Кроме того, грибковые инфекции, еще одно серьезное заболевание полости рта с признанными клиническими последствиями, не продемонстрировали прогресса в улучшении терапевтических препаратов за последние несколько лет.

Наноматериалы – горячая тема в современном материаловедении, поскольку эти сверхмалые частицы могут эффективно проникать в микроорганизмы, а также могут использоваться для переноса самых разных лекарств. Наше исследование показало, что эти сверхмалые наноалмазы могут манипулировать генетическими механизмами патогенов и предотвращать их прикрепление к любой поверхности, тем самым подавляя образование биопленок в полости рта .

Д-р. Чу и доктор Нилакантан, соруководители исследования, Гонконгский университет

« Результаты этого захватывающего исследования продемонстрировали большой потенциал ND как альтернативной терапевтической платформы для профилактики и лечения инфекций полости рта. ND обладают многими многообещающими характеристиками, включая превосходную биосовместимость и гибкость поверхности. Также доказано, что они очень безопасны для человека », – добавили они.

Наша работа будет способствовать лучшему механистическому пониманию НД в отношении оральных патогенов, открывая путь для их клинического и трансляционного применения .

Д-р. Чу и доктор Нилакантан, соруководители исследования, Гонконгский университет

Это влияние и знания, касающиеся ND, также могут быть использованы для лечения других опасных для жизни инфекций в организме, особенно в качестве противогрибковых препаратов, для тех, кто подвержен грибковым инфекциям, включая пожилых и очень молодых людей, а также тех, кто имеет ослабленный иммунитет из-за заболеваний, таких как диабет и ВИЧ-инфекция, хронических потребителей стероидов и больных раком, проходящих курс химиотерапии.

Поскольку грибковые клетки очень похожи на клетки человека, разработка противогрибковых агентов, которые не причиняют вреда человеку, постоянно была огромной проблемой.

Ссылка на журнал:

Zhang, T., и др. . (2021) Ингибирование биопленки патогенов ротовой полости наноалмазами. Наука о биоматериалах . doi.org/10.1039/D1BM00608H.

Источник: https://www.hku.hk