酸化ハフニウムナノ粒子は、歯垢の検出と除去に役立ちます

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ビデオ: 歯磨き粉は歯垢を取るのに役立つのか解説します 2022, 十一月
酸化ハフニウムナノ粒子は、歯垢の検出と除去に役立ちます
酸化ハフニウムナノ粒子は、歯垢の検出と除去に役立ちます
Anonim
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アメリカの科学者たちは、酸化ハフニウムをベースにした新しいタイプのナノ粒子を合成しました。これにより、定期的な歯科検診の一環として歯垢の診断と治療が可能になります。有機シランポリマーとオリゴペプチドはこれらの粒子の表面に付着しており、その結果、プラーク内の病気の原因となる細胞に選択的に付着することができます。このような粒子を使用することで、X線法を使用してブドウ球菌を検出し、数日以内に完全に取り除くことが可能になると、科学者たちはBiomaterialsに書いています。

ブラッシング後数時間以内に、細菌が歯の表面に蓄積し、歯垢の単一のフィルムに徐々に付着します。このフィルムは、いくつかのタイプの細菌コロニーを含み、かなり複雑な空間構成を持ち、虫歯の発症を引き起こす可能性があります。このプロセスの主な参加者は、ストレプトコッカスミュータンス種の連鎖球菌です。これらの有機体はショ糖を乳酸に変換し、口の中に酸性環境を作り出します。これは、虫歯が歯のエナメル質の構造に現れ、それが破壊されやすくなるという事実につながります。この種の連鎖球菌と効果的に戦うためには、まず、それらを時間内に検出する必要があり(これは目で行うことはほとんど不可能です)、次に、口腔微生物叢のバランスを回復しながら、過剰な病原菌を選択的に取り除く必要があります。

プラークの検出と処理の両方の効率を改善するために、イリノイ大学アーバナシャンペーン校のDipanjan Panが率いるアメリカの化学者のグループは、HfO2組成の酸化ハフニウムのナノ粒子の使用を提案しました。酸化ハフニウムの選択は、X線造影剤としての可能性によって決定されました-原子番号が高いため、ハフニウムはX線放射に対してかなり高い減衰係数を持っていることが知られています。同時に、それにもかかわらず、酸化ハフニウムはまだ毒性がなく、X線画像の強度を上げるために実際には使用されていませんでした。

酸化ハフニウムを使用して歯の表面の黄色ブドウ球菌を検出する可能性を調査するために、科学者はサイズが約5ナノメートルのナノ粒子の懸濁液を合成しました。これらの粒子は、ヨウ素を含む造影剤と比較して、コントラストを約30パーセント増加させることが判明しました。さらに使用するために、酸化物粒子をオルガノシランシェルでコーティングし、病原体に選択的に結合できる小さなペプチドと組み合わせました。

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酸化ハフニウムのナノ粒子を使用した歯垢の画像化スキーム(下)と治療(上)

科学者たちは、そのような粒子が歯の表面に置かれると、実際に目的のバクテリアに結合し、その後、コンピューター断層撮影とX線スキャンを使用して簡単に見つけることができることを発見しました。科学者は最初にこの技術をinvitroでテストしただけでなく、引き裂かれた人間の歯でexvivoでテストしました。同時に、ナノ粒子は歯の表面の病原体を検出することを可能にするだけでなく、歯垢を取り除くことも可能にすることが判明しました。したがって、2日齢の歯垢の細菌活性はわずか20分以内に完全に抑制できます。研究の著者によると、細菌の活動を減らすためのメカニズムは、細胞膜へのナノ粒子の結合に基づいており、それは段階的な細胞溶解につながります。

この技術が生物に適用できるかどうかを確認するために、科学者たちは生きているラットの歯について同様の実験を行いました。科学者たちは、酸化ハフニウムをベースにしたナノ粒子を含む薬剤で、ラットに水溶性錠剤の形で1日1回投与しました。 8日以内に歯垢を完全に取り除くことが可能であることが判明しました。これは、たとえば、クロルヘキシジンなどの従来の消毒剤を使用して行うことはできませんでした。

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歯垢のあるラットの歯(B)および水(C)、クロルヘキシジン(D)、酸化ハフニウムナノ粒子(E)で8日間処理した後

得られたデータに基づいて、研究の著者は、定期的な歯科検診の一部として、歯垢中の特定の細菌株の検出とその治療のためのスキームを開発しました。科学者たちは、将来的には、同様のアプローチが歯科だけでなく、細菌によって引き起こされる他の病気の診断と治療にも使用できると述べています。

酸化物ナノ粒子に基づく製剤は、歯科でよく使用されます。たとえば、最近、化学者は、ポリドーパミンの層でコーティングされた酸化チタンからなる新しいタイプのナノ粒子を合成しました。これは、歯のエナメル質を損傷することなく効果的に歯を白くすることができます。

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