Cuando las bacterias buenas y malas en nuestra boca se desequilibran, las bacterias malas forman una biopelícula también conocida como placa, que puede causar caries y, si no se trata con el tiempo, puede provocar enfermedades cardiovasculares y otras enfermedades inflamatorias como diabetes y neumonía bacteriana.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois ha ideado recientemente un método práctico basado en nanotecnología para detectar y tratar las bacterias dañinas que causan placa y conducen a la caries dental y otras afecciones perjudiciales.
El profesor asociado de bioingeniería Dipanjan Pan sentado y el estudiante de doctorado Fatemeh Ostadhossein han demostrado un método libre de drogas y basado en nanotecnología para detectar y destruir la bacteria que causa la placa dental.
La placa oral es invisible para el ojo, por lo que los dentistas la visualizan actualmente con agentes reveladores, que administran a los pacientes en forma de tableta soluble o hisopo con pincel. Aunque son útiles para ayudar a los pacientes a ver la extensión de su placa, estos métodosno pueden identificar la diferencia entre bacterias buenas y malas.
"Actualmente, en la clínica, la detección de la placa dental es muy subjetiva y solo depende de la evaluación visual del dentista", dijo el profesor asociado de bioingeniería Dipanjan Pan, jefe del equipo de investigación. "Hemos demostrado por primera vez que la detección temprana dela placa dental en la clínica es posible usando la máquina de rayos X intraoral regular que puede buscar poblaciones de bacterias dañinas "
Para lograr esto, Fatemeh Ostadhossein, un estudiante graduado de Bioingeniería en el grupo de Pan, desarrolló una sonda de detección de placa que funciona en conjunto con la tecnología común de rayos X y que es capaz de encontrar bacterias dañinas específicas conocidas como Streptococcus mutans S.mutans en una red compleja de biofilm. Además, también demostraron que al ajustar la composición química de la sonda, se puede utilizar para atacar y destruir la bacteria S. mutans.
La sonda está compuesta de nanopartículas de óxido de hafnio HfO 2 , un metal no tóxico que se encuentra actualmente en ensayos clínicos para uso interno en humanos.En su estudio, el equipo demostró la eficacia de la sonda para identificar marcadores bioquímicos presentes en la superficie de la biopelícula bacteriana y al mismo tiempo destruir S. mutans.Realizaron su estudio en ratas Sprague Dawley.
En la práctica, Pan visualiza a un dentista aplicando la sonda en los dientes del paciente y usando la máquina de rayos X para visualizar con precisión la extensión de la placa de biopelícula. Si la placa se considera severa, entonces el dentista haría un seguimiento con la administración deel HfO terapéutico 2 nanopartículas en forma de pasta dental.
En su estudio, el equipo comparó la capacidad terapéutica de sus nanopartículas con la clorhexidina, un químico utilizado actualmente por los dentistas para erradicar la biopelícula ". Nuestro HfO 2 las nanopartículas son mucho más eficientes para matar las bacterias y reducir la carga de biopelículas tanto en cultivos celulares de bacterias como en ratas [infectadas] ", dijo Ostadhossein, señalando que su nueva tecnología también es mucho más segura que el tratamiento convencional.
El efecto terapéutico de las nanopartículas se debe, dijo Pan, a su química de superficie única, que proporciona un mecanismo de bloqueo y muerte ". Este mecanismo diferencia nuestro trabajo de los enfoques basados en nanopartículas previamente perseguidos en los que el efecto medicinal proviene de los antibióticosencapsulado en las partículas ", dijo Pan, también miembro de la facultad del Colegio de Medicina Carle Illinois y el Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas." Esto es bueno porque nuestro enfoque evita problemas de resistencia a los antibióticos y es seguro y altamente escalable,haciéndolo ideal para una eventual traducción clínica "
Además de Pan y Ostadhossein, otros miembros del equipo de investigación incluyen el investigador postdoctoral de bioingeniería Santosh Misra, el erudito visitante Indu Tripathi, la estudiante de pregrado Valeriya Kravchuk, el erudito visitante Gururaja Vulugundam y el profesor asistente de medicina veterinaria Denae LoBato y profesor adjunto adjuntoLaura Selmic.
Su trabajo se describe en el documento, "Las nanopartículas de óxido de hafnio de doble propósito ofrecen biopelículas dentales de Streptococcus mutans y la luchan in vivo a través de un enfoque libre de drogas", publicado en línea el 30 de julio de 2018, en la revista Biomateriales . La investigación fue financiada por la Universidad de Illinois en el Urbana-Champaign Children's Discovery Institute y la American Heart Association.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Original escrito por Laura Schmitt. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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