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为解决龋齿防治难题,研究人员评估氟化 AgNPs,发现其或为有效抗龋策略,有重要意义。
龋齿,这个口腔健康的 “小恶魔”,一直困扰着人们。它是一种常见的慢性细菌性疾病,有着复杂的发展过程。多年来,氟化物一直被视为预防龋齿的 “明星” 外用剂,它不仅能促进牙釉质再矿化,还对变形链球菌(S. mutans)有抗菌作用。银也常被用于增强氟化物的抗菌能力。然而,传统的含氟和银的制剂存在不少问题,比如银离子可能导致龋齿组织甚至软组织染色,氟化物的高浓度使用存在细胞毒性风险,尤其是在口腔有金属修复体或器具时,还可能产生有害副产物。
在这样的背景下,埃及亚历山大大学的研究人员开展了一项关于氟化银纳米复合材料用于龋齿管理的研究。他们的研究成果发表在《BMC Oral Health》上,为龋齿防治带来了新的曙光。
为了进行这项研究,研究人员采用了多种关键技术方法。在材料合成方面,通过化学(柠檬酸盐)和绿色(没食子酸)还原法合成纳米银粒子(AgNPs),并使用聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)进行表面包覆;在检测分析上,运用 UV - Vis 分光光度计、动态光散射(DLS)技术、透射电子显微镜(TEM)对合成的 AgNPs 进行表征;采用 MTT 法检测不同 AgNPs 和 NaF 对人牙龈成纤维细胞(HGFs)和口腔上皮细胞(OEC)的细胞毒性;利用 MIC 肉汤法测定 AgNPs 和 NaF 对变形链球菌的最小抑菌浓度(MIC) 。
研究结果主要体现在以下几个方面:
- AgNPs 的合成与稳定性:研究发现,没食子酸绿色还原法合成 AgNPs 的产率比柠檬酸盐化学法更高。聚合物包覆能增强 AgNPs 的稳定性,特别是 PEG 化对柠檬酸盐合成的 AgNPs 效果显著,不仅减小了纳米尺寸,还增加了 zeta 电位,使其更稳定。
- 细胞毒性与安全性:不同的 AgNPs 在细胞相容性上表现各异。未包覆的绿色合成 AgNPs 生物相容性较好,而未包覆的柠檬酸盐合成 AgNPs 则显示出毒性。PEG 化能显著提高 AgNPs 的细胞相容性,尤其是在成纤维细胞系中,IC50大幅提升。与之对比,NaF 在低剂量下就对细胞显示出高敏感性,对 HGFs 和 OEC 的代谢活性有明显抑制。
- 抗菌活性:AgNPs 和 NaF 都对变形链球菌有强大的抗菌活性。不同配方的 AgNPs,MIC 范围在 5.3 - 10.6μg/mL,NaF 的 MIC 为 170.6 ± 73.9μg/mL 。
- 组合效应:将 NaF 负载到 PEG 化的 AgNPs 上,在细胞和微生物层面产生了不同效果。在细胞层面,对成纤维细胞和上皮细胞分别呈现出拮抗和协同的作用;在微生物层面,NaF 与 PEG 化 AgNPs 组合,降低了 NaF 的抗菌剂量,但组合效果因配方而异,有的表现为相加效应,有的则是拮抗效应。
研究结论和讨论部分指出,纳米技术为龋齿防治提供了新的思路。通过将氟化物负载到纳米银上,能在保持细胞活力的同时发挥抗菌作用。在合成方法上,没食子酸合成的 AgNPs 在理化性质和细胞相容性上优于柠檬酸盐合成的 AgNPs。PEG 化修饰能提升纳米配方的稳定性和安全性。氟化的 PEG 化银纳米复合材料在抗菌和细胞保护方面表现良好,NaF@PEG 没食子酸 - AgNPs 和 NaF@PEG 柠檬酸盐 - AgNPs 有望成为有效的抗龋平台。不过,研究也发现,虽然降低 NaF 浓度能减少细胞毒性,但不同配方在微生物组合效应上存在差异,还需要进一步优化,同时要深入研究其对纳米平台稳定性的影响。此外,这些氟化纳米平台在临床应用前,还需要进行大量的临床前研究和长期临床试验,评估其对牙齿变色、纳米复合材料在牙本质小管中的移位以及银离子释放对局部口腔组织和远处器官的影响等。
这项研究为龋齿防治开辟了新方向,为未来开发更安全、有效的抗龋产品提供了重要的理论依据和实践基础,让我们在对抗龋齿的道路上又迈进了一步。