伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的一个研究小组正在使用无机化学来解决临床牙科和口腔医学的一个重大挑战:防止牙菌斑积聚在牙齿上导致蛀牙。这项工作在美国化学学会2020年秋季虚拟会议．

蛀牙是口腔中的细菌代谢食物中的糖产生酸性副产物的结果。如果不加控制，这些酸会腐蚀牙釉质，牙釉质主要由磷酸钙矿物羟基磷灰石组成。其中一个问题是，细菌会产生一种坚韧的生物膜，即斑块，它顽固地附着在牙釉质上，使细菌与牙齿密切接触。

现在由无机化学家和牙医领导的UIC团队罗素斐萨文托他的目标是使用氧化铈纳米颗粒作为预防措施，阻止牙菌斑，从而在牙齿上形成蛀牙。基于羟基磷灰石的纳米颗粒已经被用于一些牙膏配方中，但Pesavento和他的同事们想利用铈的化学性质。

他们的测试表明，氧化铈纳米颗粒可以抑制牙齿上生物膜的形成，现在他们正在研究将这些纳米颗粒包裹起来，使其更适合口腔应用。Pesavento解释说:“我们想要使用一种能够在一开始就防止生物膜形成的药物，而不是在牙齿已经开始出现腐烂迹象之后。”

当研究人员在聚苯乙烯板上播种变形链球菌他们发现，与不含纳米颗粒的平板相比，这种配方使生物膜的生长减少了40%。Pesavento说，氧化铈纳米颗粒的存在导致了“非常微弱的”生物膜从盘子上被冲走。

尽管UIC团队的氧化铈纳米颗粒可以防止微生物形成粘附的生物膜，但它们实际上并不能杀死细菌。这意味着复杂的口腔微生物群(据估计有700多种细菌)内的微妙平衡没有受到干扰。

蒙娜丽莎Mishra印度Rourkela国立理工学院的细胞和发育生物学家认为，这些氧化铈纳米颗粒可以用来抑制牙齿生物膜的生长。然而，她建议最好是研究去除牙齿上现有的生物膜。此外，她强调，如果摄入这些氧化铈纳米颗粒，必须彻底评估其可能的毒性。

UIC的研究人员计划使用下消化道的细胞系来测试纳米颗粒的潜在毒性。Pesavento说:“这是我们的下一组研究，因为(毒性)是非常真实和非常可能的……如果你把某种东西放入口腔，你会默认吞下一些。”

Pesavento现在已经为他的氧化铈纳米颗粒申请了专利，最终的目标是将其与增强珐琅质的氟化物结合，制成一种配方，牙医可以将其涂在病人的牙齿上。该团队还在用聚合物涂层进行实验，以使纳米颗粒稳定在唾液的中性或略基本的pH值条件下。

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