2021-09-30 16:55

纳米钻石是治疗口腔感染的有效药物

Nanodiamo<em></em>nds effective agent in tackling oral infections

钻石是用于珠宝和工业用途的宝石。但在不太遥远的未来,金刚石纳米颗粒或纳米钻石(NDs)可能有助于口腔健康。

龋齿、牙龈疾病和真菌感染等口腔疾病是主要的全球保健问题,每年造成数百万美元的支出。复杂的微生物群落是导致感染的主要原因,通常是致病细菌和真菌附着在牙齿表面并形成生物膜群落。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)表示,65%至80%的人类感染是由生物膜引起的。

在《生物材料科学》杂志上发表的一篇题为“纳米钻石在口腔病原体中的生物膜抑制”的文章中,香港大学(港大)工程学院和牙科学院的科学家首次揭示高压高温纳米金刚石对口腔致病生物膜的抑制作用。

本次研究的联合首席研究员,电子电气工程系助理教授Chu Zhiqin博士和牙髓学临床助理教授Prasanna Neelakantan博士,报告称,NDs对口腔和全身感染高度相关的细菌和真菌的自由漂浮细胞(浮游细胞)和附着细胞(生物膜)都有有效作用。特别是,他们揭示了NDs在抑制生物膜形成的作用,以及它们对几种选定的口腔和系统重要生物体内的预形成生物膜的干扰作用。

龋齿影响着全世界30多亿人(占人口的48%)。它们是由在牙齿表面形成生物膜的大量产酸细菌造成的。变形链球菌(S. mutans)是一种革兰氏阳性细菌,被认为是该病发病的关键。牙周病是人类第六大疾病,全球患病率为11.2%,由一种革兰氏阴性细菌牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)引起。值得注意的是,口腔内的微生物失调与肥胖、阿尔茨海默病和心血管疾病等系统性疾病有关。这些微生物对传统抗生素表现出高度耐药性,目前正在集中探索包括纳米技术在内的替代方法,以提供更有效的治疗方法。

此外,真菌感染是另一种公认的具有临床意义的主要口腔疾病,在过去几十年里,治疗药物的开发没有任何进展。

“纳米材料是当前材料科学的热门话题,因为这些超小颗粒可以有效地渗透到微生物中,也可以用于携带多种药物。我们的研究表明,这些超小的纳米钻石可以操纵病原体的遗传机制,防止它们附着在任何表面,从而抑制口腔生物膜的形成,”Chu博士和Neelakantan博士解释说。

“这项令人兴奋的研究结果表明,NDs作为预防和治疗口腔感染的替代治疗平台的巨大潜力。NDs具有许多有前途的特性,包括优异的生物相容性和柔性表面性能。它们也被证明对人类非常安全。我们的工作将促进对NDs对口腔病原体的更好的机制理解,为它们的临床和转化应用铺平道路,”他们补充说。

这些知识和影响的也可以翻译为了防止体内其他危及生命的感染,特别是作为抗真菌药物,对于那些容易受到真菌感染包括非常古老和非常年轻的人,以及免疫力低下的人由于疾病如艾滋病毒感染和糖尿病、慢性类固醇的用户,以及正在接受化疗的癌症患者。由于真菌细胞与人类细胞非常相似,开发对人类无害的抗真菌药物一直是一个主要的挑战。