Therapeutische middelen die bedoeld zijn om tandplak te verminderen en tandbederf te voorkomen, worden vaak verwijderd door speeksel en slikken voordat ze effect kunnen hebben. Maar een team van onderzoekers heeft een manier ontwikkeld om te voorkomen dat de medicijnen worden weggespoeld.

Tandplak bestaat uit bacteriën die verstrikt zijn in een kleverige matrix van polymeren - een polymere matrix - die stevig aan de tanden is bevestigd. De onderzoekers, geleid door Danielle Benoit aan de Universiteit van Rochester en Hyun Koo aan de School of Dental Medicine van de University of Pennsylvania, een nieuwe manier gevonden om een ​​antibacterieel middel in de plaque af te geven, ondanks de aanwezigheid van speeksel.

Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano .

"We hadden twee specifieke uitdagingen, " zei Benoit, een assistent-professor in de biomedische technologie. "We moesten uitzoeken hoe we het antibacteriële middel aan de tanden konden leveren en daar konden houden, en ook hoe de agent vrij te geven op de beoogde sites."

Om de agent, bekend als farnesol, op de beoogde locaties af te leveren, de onderzoekers creëerden een bolvormige massa van deeltjes, nanodeeltjesdrager genoemd. Ze construeerden de buitenste laag uit kationische of positief geladen segmenten van de polymeren. Voor in de drager, ze beveiligden het medicijn met hydrofobe en pH-responsieve polymeren.

De positief geladen buitenste laag van de drager kan op zijn plaats blijven aan het oppervlak van de tanden omdat het glazuur is opgebouwd, gedeeltelijk, van HA (hydroxyapatiet), die negatief geladen is. Net zoals tegengesteld geladen magneten tot elkaar worden aangetrokken, hetzelfde geldt voor de nanodeeltjes en HA. Omdat tanden zijn bedekt met speeksel, de onderzoekers waren er niet zeker van dat de nanodeeltjes zouden hechten. Maar niet alleen bleven de deeltjes op hun plaats, ze waren ook in staat om zich te binden aan de polymere matrix en aan tandplak te kleven.

Omdat de nanodeeltjes zowel aan speekselgecoate tanden als in tandplak kunnen binden, Benoit en collega's gebruikten ze om een ​​antibacterieel middel naar de beoogde locaties te brengen. De onderzoekers moesten vervolgens uitzoeken hoe ze het middel effectief in de plaque konden vrijgeven.

Een belangrijk kenmerk van het binnenste dragermateriaal is dat het destabiliseert bij zure of lage pH-niveaus, zoals 4,5, waardoor het medicijn sneller kan ontsnappen. En dat is precies wat er gebeurt met de pH-waarde in tandplak als het wordt blootgesteld aan glucose. sucrose, zetmeel, en andere voedingsmiddelen die tandbederf veroorzaken. Met andere woorden, de nanodeeltjes geven het medicijn af wanneer ze worden blootgesteld aan eetgewoonten die holtes veroorzaken - precies wanneer het het meest nodig is om zuurproducerende bacteriën snel te stoppen.

De onderzoekers testten het product bij ratten die besmet waren met Streptococcus mutans, een microbe die tandbederf veroorzaakt. "We hebben de testoplossingen twee keer per dag gedurende 30 seconden op de mond van ratten aangebracht, simuleren wat een persoon zou kunnen doen met een mondspoeling 's morgens en' s avonds, " zei Hyun Koo, een professor in de afdeling Orthodontie en co-senior auteur van het werk. "Toen het medicijn werd toegediend zonder de dragers van nanodeeltjes, er was geen effect op het aantal gaatjes en slechts een zeer kleine vermindering van de ernst ervan. Maar toen het werd afgeleverd door de nanodeeltjesdragers, zowel het aantal als de ernst van de gaatjes werden verminderd."

Plaquevorming en tandbederf zijn chronische aandoeningen die moeten worden gecontroleerd door regelmatige bezoeken aan de tandartspraktijk. De onderzoekers hopen dat hun resultaten op een dag zullen leiden tot betere - en misschien permanente - behandelingen voor tandplak en tandbederf. evenals andere biofilm-gerelateerde ziekten.