聚多巴胺增强型牙膏的体外生物安全性评价：细胞毒性及胚胎毒性研究

本研究针对口腔护理产品对生物安全性的高要求，开发了一种新型聚多巴胺(PDA)增强型治疗牙膏。通过卤虫致死生物测定和斑马鱼胚胎毒性试验，研究人员系统评估了其细胞毒性及胚胎发育毒性。结果表明：与市售含氟牙膏相比，PDA牙膏在所有测试浓度(10–50 μg/mL)下均表现出显著降低的细胞毒性(p<0.05)，且未显示胚胎毒性差异。该研究为开发兼具抗菌活性和生物安全性的新型口腔护理产品提供了重要实验依据。

　　

在全球口腔健康领域，未治疗的龋齿影响着近20亿人，成为最普遍的慢性疾病之一。尽管含氟牙膏在预防龋齿方面发挥着核心作用，但传统配方在抗菌效能和生物活性方面仍存在局限。特别是常用抗菌剂如三氯生或氯己定可能存在系统性毒性风险，这促使科研人员寻求更安全、更具生物活性的替代成分。在此背景下，受贻贝粘附蛋白启发的仿生聚合物——聚多巴胺(polydopamine, PDA)引起了学术界和产业界的广泛关注。这种材料不仅具有优异的生物相容性和粘附性，还被证明能有效抑制致龋菌Streptococcus mutans的生长，并促进牙本质再矿化。然而，将PDA应用于牙膏配方仍面临一个关键问题：这种新型生物材料是否具备足够的安全性来满足日常口腔护理产品的严格标准？

为了回答这个问题，来自印度Saveetha大学的研究团队开展了一项创新性研究，他们成功研制出PDA增强型治疗牙膏，并系统评估了其细胞毒性和胚胎毒性。该研究成果发表在《Journal of Optometry》上，为开发新一代生物活性口腔护理产品提供了重要科学依据。

研究团队采用了几项关键技术方法：首先通过多巴胺在乙醇-水-氢氧化铵体系中的聚合反应合成PDA纳米颗粒；采用卤虫致死生物测定(Brine Shrimp Lethality Bioassay)评估细胞毒性，使用Artemia salina无节幼体在10-50 μg/mL浓度范围内进行暴露实验；通过斑马鱼胚胎毒性测试(Zebrafish Embryo Toxicity Test)在78小时内评估发育毒性；所有实验均设置三重重复，采用Mann-Whitney U检验和Friedman检验进行统计分析。

3.1. Cytotoxic assessment

研究人员通过卤虫致死实验发现，PDA牙膏在所有测试浓度下都显示出显著低于市售牙膏的细胞毒性(p<0.05)。在10μg/mL浓度时，PDA牙膏的细胞毒性值为50.8±0.83，而市售牙膏为55.6±1.51；随着浓度增加至50μg/mL，两者分别上升至78.8±1.48和86.8±1.48。统计分析显示两种材料均呈现浓度依赖性毒性增加(p=0.001)，但PDA牙膏始终表现出更优的生物相容性。

3.2. Embryonic toxicology

在胚胎毒性评估中，PDA牙膏与市售产品无显著差异(p>0.05)。在10-50μg/mL浓度范围内，PDA牙膏的胚胎毒性值从36.2±1.30增至75.6±1.14，而市售产品从38.6±16.02升至76.2±14.66。值得注意的是，市售牙膏在各浓度下都显示出更大的数据变异性，表明其毒理学响应更加不可预测。

研究结论表明，PDA增强型牙膏通过环境友好方法合成，具有优异的生物相容性，显著降低了细胞毒性且未显示胚胎毒性风险。讨论部分强调，PDA的自由基清除能力、表面钝化特性和生物相容性是其安全性优于传统产品的主要原因。该材料不仅能稳定配方中的活性化合物，减少由表面活性剂或防腐剂引起的局部毒性，还具备促进细胞粘附增殖的能力。更重要的是，PDA固有的抗菌特性通过破坏细菌粘附和诱导微生物细胞氧化应激的双重机制，为口腔健康提供了双重保护功能。

这项研究的重要意义在于首次系统验证了PDA在牙膏配方中的生物安全性，为解决传统口腔护理产品面临的毒性顾虑提供了创新解决方案。虽然研究局限于体外模型和短期毒性评估，但它为后续的体内实验和临床研究奠定了坚实基础，标志着口腔护理产品向生物活性化、安全性提升方向迈出了重要一步。