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天然抑菌剂新发现:生物型次氯酸作为变形链球菌生物膜抑制剂及防龋新策略

发布时间:2025-11-20浏览量:29来源:本站原创

变形链球菌

目前,国际上已证实变形链球菌是引起龋齿的主要致龋菌,由于变形链球菌在口腔天然菌群中占比例很大,且具有较强的产酸性和耐酸性,可使碳水化合物分解产酸,导致牙齿无机质脱矿;同时,变形链球菌在繁殖过程中,还会在体外形成胞外聚合物,这是一种高酸性生物膜,不仅会保护变形链球菌不被外界物质干扰或杀灭,还会持续作用于牙釉质,使得脱矿作用不断加剧。因此,寻找一种长期有效、对口腔微生态危害更低的龋齿治疗方式一直以来都是牙科工作者们亟待解决的问题。

 

在龋齿预防策略中,关键路径在于缓解局部酸性微环境并破坏变形链球菌生物膜的结构完整性,而非彻底杀灭微生物群体。微酸性电解水(SAEW)所具备的抗生物膜效应,主要归因于其关键活性成分——次氯酸(HClO)的生物学特性。在本研究中,苯甲酸钠(NaB)作为一种pH调节器,增强了SAEW的抗生物膜活性。

 

研究内容

近期,韩国Deog-Hwan Oh的研究团队将微酸性电解水应用于口腔龋齿治疗中,并将苯甲酸钠与之联合使用,发现这一干预方式对于变形链球菌及其生物膜活性、生物膜黏附性等都具有良好的处理效果。

 

1.对生物膜活性的影响

 研究团队利用牙齿模具和变形链球菌模拟口腔环境,并确保牙齿模具表面形成了特定的生物膜。采用15ppm微酸性电解水(SAEW)与0.1%苯甲酸钠(NaB)联合处理1min之后,发现牙齿模具表面生物膜的生物量显著降低。

图1  不同处理后生物膜的生物量

 

在此基础上,研究团队利用了荧光染色法对生物膜进行观察,发现经微酸性电解水(SAEW)与苯甲酸钠(NaB)联合处理后,表面的生物膜会大量脱落,效果优于对照组或其他单一处理组。同时,通过对细胞活性的观察和细胞活死比的分析,还证实了表面生物膜会阻碍各种处理方式对微生物的灭活效果,若不将生物膜去除,生物膜内的细胞则很难被完全杀灭(图2所示)。

图2  生物膜含量及细胞活性

 

2.对生物膜黏附强度的影响

 黏附强度作为评价生物膜的关键,直接影响生物膜的稳定性。研究团队采用微酸性电解水(SAEW)与苯甲酸钠(NaB)联合处理1min后,发现生物膜可被完全去除(去除率100%),而其他处理方式对生物膜的去除率仅能达到70%~90%。

图3  不同处理对生物膜的去除效果

 

3.对生物膜形成机制的影响

在本项研究中,团队成员利用原子力显微镜分析了生物膜形成情况。研究结果表明,经微酸性电解水(SAEW)与苯甲酸钠(NaB)处理过的样品,生物膜的密度显著降低,同时生物膜的粗糙度显著增加,达到未处理组的1.5倍,这会破坏微生物群落结构的稳定性。

图4  原子显微镜(AFM)测定变形链球菌生物膜的形态和粗糙度

 

此外,研究团队还利用了非靶向代谢组学检测手段,探讨了生物膜形成过程中的生物学机制变化。发现经微酸性电解水(SAEW)与苯甲酸钠(NaB)处理过的样品,乳酸等部分有机酸以及乙酸、丁酸、戊酸、己酸等短链脂肪酸均出现下降,而这些酸类物质恰好与龋齿形成密切相关。

 

微酸性电解水(SAEW) 核心作用成分为生物型次氯酸。

 

研究表明

SAEW和NaB对变形链球菌具有较强的抗菌膜活性。SAEW与极低浓度NaB结合后,引起病原生物被膜形态的改变,从而表现出影响生物被膜形成过程的作用。本研究表明SAEW和NaB可作为治疗突变链球菌致龋活性的药物,一种针对致龋作用的变形链球菌生物膜的新的治疗干预。

生物型次氯酸具有强效破坏细菌生物膜继而达到杀菌功效,通过中性粒细胞的催化直接破坏膜体的多聚物结构,快速侵入细菌微菌落,快速氧化以改变菌体细胞内、外结构,导致细菌功能障碍和死亡,彻底瓦解细菌生物膜结构,具有毫秒级的杀菌能力。研究发现,生物型次氯酸对临床常见的伤口细菌(如铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等)可在暴露后1 min 内将其快速杀灭,其抑菌率可达99.99%。   

 

目前正在采取许多策略来干预与龋齿相关的变形链球菌生物膜的形成。牙齿表面的变形链球菌生物膜形成与龋齿的发病机制密切相关,是一个动态过程。而使用庄小辰抗菌漱口水(生物型次氯酸)作为辅助抗龋剂来破坏生物膜的粘度和酸生成避免龋齿,可抑制变形链球菌生长,降低牙菌斑的聚集,影响致龋菌的生长代谢,有效抑制釉质龋和牙本质龋的发生发展,抑制牙釉质脱矿的作用,是临床值得推广的方法。