Los nanoparticles catalíticos pueden prevenir efectivo caries

Combine un alto de la dieta en azúcar con hábitos pobres de la higiene oral y cavidades dentales, o la carie, resultará probablemente. El azúcar acciona la formación de un biofilm ácido, conocida como placa, en los dientes, erosionando la superficie. La carie de la niñez temprana es una forma severa de la caries que afecta a uno en cada cuatro niños en los Estados Unidos y los centenares de millones más global. Es un problema determinado severo en poblaciones desvalidas.

En un estudio publicado en comunicaciones de la naturaleza esta semana, investigadores llevados por Hyun (Miguel) Koo de la escuela de la Universidad de Pensilvania del remedio dental en colaboración con David Cormode de la Facultad de Medicina de Perelman de Penn y de la escuela de los nanoparticles aprobados por la FDA usados de la ingeniería y de la ciencia aplicada a romper efectivo biofilms y a prevenir caries en un experimental humano-placa-como biofilm y en un modelo animal que imita la carie de la temprano-niñez.

Los nanoparticles rompen la placa aparte dental a través de un mecanismo pH-activado único del antibiofilm.

“Visualiza una intriga enzima-como propiedad por el que la actividad catalítica se aumente dramáticamente en el pH ácido pero “esté cambiada de” en las condiciones neutrales del pH,” dice a Koo, profesor en el departamento del remedio dental de Penn de la ortodoncia y en las divisiones de salud oral pediátrica de la odontología y de la comunidad. “Los nanoparticles actúan como peroxidasa, peróxido de hidrógeno que activa, un antiséptico de uso general, para generar los radicales libres que potente desmontan y matan a biofilms en condiciones ácidas patológicas pero no en el pH fisiológico, así ofreciendo un efecto apuntado.”

Porque la placa carie-que causa es altamente ácida, la nueva terapia puede exacto a las áreas objetivo de los dientes que abrigan biofilms patógenos sin dañar los tejidos o el microbiota orales circundantes.

El nanoparticle hierro-que contiene determinado usado en los experimentos, ferumoxytol, es ya aprobado por la FDA tratar la hierro-deficiencia, una indicación prometedora que un uso tópico del mismo nanoparticle, usado en la concentración del vario-ciento-doblez más bajo, también sería seguro para el uso humano.

Aunque algunos científicos han preguntado si las capas usadas en ferumoxytol y otros nanoparticles usados para los usos médicos los harían catalítico inertes, Koo, Liu, y Cormode demostraron que mantuvieron peroxidasa-como la actividad, activando el peróxido de hidrógeno.

Después de probar la combinación del peróxido del ferumoxytol-hidrógeno en a diente-esmalte-como el material, las personas se trasladaron conectado a un montaje experimental que más de cerca replegado las condiciones de la boca humana.

“Utilizamos muestras de la placa de temas carie-activos para reconstruir estos biofilms altamente patógenos en esmalte de diente humana real,” dice Koo. “Esta simulación mostró que nuestro tratamiento no sólo rompe el biofilm pero también previene la destrucción mineral de la superficie del diente. Eso ofreció mismo prueba evidente que éste podría trabajar in vivo.”

Otros estudios en un modelo del roedor que refleja de cerca los escenarios del revelado de la carie en seres humanos mostraron que enjuaga dos veces al día de ferumoxytol y peróxido de hidrógeno redujo grandemente la severidad de la carie en todas las superficies de los dientes y también cegó totalmente la formación de cavidades en la esmalte.

Como otras pruebas del efecto apuntado del tratamiento, los investigadores no encontraron ningún cambio importante en la diversidad de microbios en la boca después de terapia y no encontraron ningún signo del daño tisular.

“Esta terapia no está matando a microorganismos indistintamente,” Koo dice, “pero está actuando bastante solamente donde el biofilm patológico se convierte. Una aproximación terapéutica tan exacta puede apuntar los sitios enfermos sin romper el equilibrio ecológico del microbiota oral, que es crítico para una boca sana, mientras que también evita la infección por los patógeno oportunistas.”

Los nanoparticles de incorporación en una aclaración de boca o una crema dental podían ser una manera de poco costo de perfeccionar importante su eficacia, dicen Koo. Muchos de estos productos contienen ya el peróxido de hidrógeno y requerirían solamente la adición de una pequeña cantidad de nanoparticles relativamente baratos. Con las pruebas retrocediendo esta aproximación en un modelo animal y a humano-como el modelo de la caries, el equipo de investigación está trabajando activamente para probar su eficacia clínica.