纳米酶疗法可防止有害牙菌斑积聚

越来越多的证据表明缺铁性贫血与严重的蛀牙之间存在联系。这种联系是相关的还是因果关系尚不清楚，尽管这两种情况都与不良饮食有关，并且在生活在贫困环境和有基础疾病的人群中更为常见。

现在，宾夕法尼亚大学与印第安纳大学合作的研究表明，FDA批准的缺铁性贫血疗法也有望用于治疗、预防甚至诊断蛀牙。治疗剂是一种名为ferumoxytol和过氧化氢的含氧化铁纳米颗粒溶液的组合，应用于放置在假牙类器具中并由研究对象佩戴的真实牙釉质。

发表在NanoLetters杂志上的这项研究发现，每天两次使用ferumoxytol可以激活后续冲洗中含有的过氧化氢，显着减少了有害牙菌斑的积聚，并对主要负责牙菌斑的细菌产生了有针对性的作用。蛀牙。这些具有类似酶特性的纳米颗粒有时被称为“纳米酶”，并且越来越多地探索它们在生物医学和环境应用中的潜力。

“我们发现这种方法既精确又有效，”宾夕法尼亚大学牙科医学院教授Hyun(Michel)Koo说。“它破坏了生物膜，特别是由变形链球菌形成的生物膜，会导致龋齿，并且还减少了牙釉质腐烂的程度。这是我们所知道的第一项在临床环境中进行的研究，证明了纳米酶对传染病的治疗价值.”

这项工作是2018年发表在NatureCommunications上的一篇论文的延伸，其中Koo及其同事，包括宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的DavidCormode，表明氧化铁纳米颗粒-过氧化氢处理可以防止生物膜积聚和牙齿腐烂实验模型和动物模型。

在目前的工作中，科学家们想要采取下一个合乎逻辑的步骤，在人类身上工作。在一项随机研究中，他们让15名参与者使用了一种带有真牙釉质的可拆卸假牙状装置，这种方法由印第安纳大学的DomenickT.Zero开发并广泛测试，他是当前论文的共同通讯作者。

研究参与者每天四次在电器上涂抹含糖溶液，模仿日常生活中食用的高糖餐和零食。参与者被要求不要刷牙釉质样本，而是每天冲洗两次。参与者被分为三组，一组使用ferumoxytol，然后使用过氧化氢冲洗，一组使用提供ferumoxytol中非活性成分的溶液，第三组仅使用水。

14天后，研究人员分析了牙釉质标本上积累的生物膜。他们发现实验处理有效地减少了含有变形链球菌的生物膜的生长，并且可以高度特异性地杀死这种细菌。通常在口腔中发现的其他共生细菌不受ferumoxytol-过氧化氢疗法的影响。

该方法的结果和安全性得到了先前工作的支持，这些工作表明氧化铁纳米颗粒不会与口腔粘膜组织结合，也不会在动物模型中引起细胞毒性或口腔微生物组的变化。

“这种治疗似乎没有有害的、脱靶的影响，”Koo说。

这种精度的原因有三方面。催化过氧化氢的反应仅发生在强酸性环境中，例如当引起龋齿的细菌存在且活跃时发生的反应。这种处理还会导致碳水化合物的粘性基质分解，降解生物膜并暴露微生物。并且ferumoxytol可以与变形链球菌细胞膜上的受体特异性结合，促进其杀伤。

在研究的最后阶段，研究人员添加了一种标记物，当暴露于活性氧物质时会变成蓝色，就像ferumoxytol纳米粒子催化过氧化氢产生的物质一样。事实上，该团队发现蓝色标记的强度与含有变形链球菌的酸性生物膜相对应。

由于这种“检测”能力，Koo指出，实验性治疗有可能成为所谓的“治疗诊断学”，即一种可用于诊断和治疗疾病的药物。“它也可以在家里使用，”Koo说。“你可以用它冲洗，看看有多少引起蛀牙的斑块，然后用溶液治疗或咨询牙医进行后续治疗。”

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