Убийца стафилококка: российские ученые разработали зубной ополаскиватель нового поколения
Стоматологи сегодня активно решают задачу профилактики кариеса с использованием растворов, не содержащих фтора (избыток NaF вреден как для зубов, так и для всего организма в целом). При этом зубная щетка с пастой очищает максимум 61% налета и только с жевательных, язычных и щечных поверхностей. Лишь немногие пациенты используют зубную нить, мотивируя это отсутствием времени. Наиболее популярными становятся ополаскиватели, т.к. их частицы проникают и в межзубные промежутки. Российские ученые из НИТУ «МИСиС» в партнерстве с медицинскими специалистами разработали новый тип ополаскивателя для полости рта на основе наночастиц металлов, который при регулярном использовании подавляет рост патогенных бактерий в зубной полости на 83%, снижая риск развития кариеса и заболеваний парадонта.
Ученые НИТУ «МИСиС» под руководством доцента кафедры физической химии Георгия Фролова совместно с Вятским государственным университетом провели ряд экспериментов на культурах бактерий зубного налета. Уже в течение первых 24 часов происходило ингибирование (подавление) роста бактерий зубного налета при использовании различных растворов наночастиц металлов.
Клиническая апробация раствора ополаскивателя была проведена на добровольцах на кафедре стоматологии Кировского государственного медицинского университета, с определением гигиенических и парадонтальных индексов до начала применения ополаскивателя, и через 14 и 30 дней его использования. Опыты выявили чувствительность налета к различным растворам, содержащим наночастицы оксидов металлов, полученных инновационным способом в лаборатории университета. Снижение противовоспалительных свойств было подтверждено микробиологически. Выявлено проникновение раствора в межзубные промежутки, куда не проникают щетинки зубной щетки с зубной пастой. Данные клинических исследований показали и снижение адгезии микроорганизмов на поверхности зубов на 20%. При большем разведении раствора 1:100, снижается к 30 дню количество грибковой флоры, что говорит о нормализации рН ротовой жидкости.
«Гибель клетки патогенного микроорганизма происходит в результате химической деструкции стенок клетки и различных мембран, в том числе и мембран органелл клетки. Химическая деструкция происходит в результате взаимодействия дисперсной системы «магнетит в водном растворе цетилпиридиния хлорида» с биополимерами клетки микроба. В результате этого происходит лизис (выход) содержимого клетки в окружающую среду. По-видимому, наночастицы оксида металла являются биокатализаторами ферментов гидролиза пептидной и гликозидной связей в полимерных молекулах клеточной стенки и мембран. В отношении золотистого стафилококка и большинства кокков бактерицидные и бактериостатические свойства препарата иногда значительно превосходят по своей выраженности действие антибиотиков» – сообщила соавтор проекта декан стоматологического факультета Кировского ГМУ, к.м.н. Светлана Громова.
Руководитель научной группы Георгий Фролов рассказал о научных выводах экспериментов: «Ионы металлов и их диссоциированные соединения вызывают гибель микроорганизмов, наиболее сильным бактерицидным действием обладает серебро, меньшим – медь и золото. Мы зафиксировали в ходе исследования, что при использовании ополаскивателя на основе оксидов металлов значительно снижается количество мягкого зубного налета на поверхностях зубов (до 83%), снижается количество патогенной микрофлоры вплоть до полного её уничтожения. Соответственно снижается воспаление десны. Все процессы более выражены при разведении раствора 1:10 Растворы с содержанием наночастиц рекомендуется использовать в ополаскивателях для полости рта в сочетании с традиционными средствами гигиены».
Доцент кафедры физической химии НИТУ «МИСиС» Георгий Фролов.
В настоящее время первые опытные партии препарата создаются в лаборатории НИТУ «МИСиС», разработчики занимаются регистрацией состава и официальным патентованием его в качестве ополаскивателя.
Список публикаций по теме:
1. Погорельский И.П., Фролов Г.А., Лещенко А.А., Лазыкин А.Г., Логвинов С.В. Биологическая направленность действия кластеров и наноразмерных частиц металлов. Биология – наука ХХI века: Материалы международной конференции. Москва, 24 мая 2012г. / Ред. Р.Г. Василов. — М.: МАКС Пресс, 2012г. – 711 – 713.
2. И.П. Погорельский, Г.А. Фролов, К. И. Гурин, А. В. Чернядьев, Е.А.Дурнев, И.А. Лундовских, С.Н. Янов, А.В. Кунгуров. Микробиологические аспекты отбора наночастиц металлов для создания на их основе антимикробных дезинфицирующих композиций // Дезинфекционное дело, 2012. — № 4. – С. 37 — 40.
3. И.П. Погорельский, Г.А. Фролов, К. И. Гурин, И.А. Лундовских, А.А. Лещенко, Е.А.Дурнев, В.С. Менухова, Г.Г. Смирнов. Сочетанное действие наночастиц серебра и перекиси водорода на жизнеспособность и ультраструктуру клеток Bacillus cereus // Дезинфекционное дело, 2014. — № 2. – С. 35 — 38.
4. Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н. Антибактериальные свойства образцов пломбировочных материалов с внедренными частицами серебра и оксида железа (II). Современная стоматология – эффективность профилактики и лечения. Нанотехнологии в стоматологии: Материалы Всероссийской научно – практической конференции с международным участием. Тверь, 27-28 ноября 2014г./Под Ред. М.Н. Калинкина, В.А. Румянцева, И.А.Жмакина и др. – Режим доступа: http:// repo.tvergma.ru. – Загл. с экрана. – 172-175.
5. Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н. Антибактериальная активность коллоидных растворов металлов и их оксидов по микроорганизмам зубной биоплёнки. ). Современная стоматология – эффективность профилактики и лечения. Нанотехнологии в стоматологии: Материалы Всероссийской научно – практической конференции с международным участием. Тверь, 27-28 ноября 2014г./Под Ред. М.Н. Калинкина, В.А. Румянцева, И.А.Жмакина и др. – Режим доступа: http:// repo.tvergma.ru. – Загл. с экрана. – 175-178.
6. Metelkin A., Frolov G., Kuznetsov D., Kolesnikov E., Chuprunov K., Kondakov S., Osipov A., Samsonova J. Metal nanoparticles in DBS card materials modification. Nanobiotech. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2015, V. 98, Abstract № 012020.
7. Godymchuk A., Frolov G., Gusev A., Zakharova O., Yunda E., Kuznetsov D., Kolesnikov E. Antibacterial Properties of Copper Nanoparticle Dispersions: Influence of Synthesis Conditions and Physicochemical Characteristics. Nanobiotech. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2015, V. 98, Abstract № 012033.
8. Karasenkov Y., Frolov G, Pogorelsky I., Latuta N., Gusev A., Kuznetsov D., Leont’ev V. Colloidal metal oxide nanoparticle systems: the new promising way to prevent antibiotic resistance during treatment of local infectious processes. Nanobiotech. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2015, V. 98, Abstract № 012038.
9. Всероссийская научно – практическая конференция с международным участием «Профилактика стоматологических заболеваний – основа стоматологического здоровья». Киров, 23 июня 2016г. Доклад «Новые стоматологические пломбировочные композиты с повышенной прочностью и пролонгированным бактерицидным эффектом». Фролов Г.А.
10. Фролов Г.А., Подволоцкий А.Н., Лундовских И.А., Погорельский И.П. Модуляция биологической активности метаболитов сахаромицетов Saccharomyces Boulardii наночастицами оксида марганца. Современные тенденции развития науки и технологий. Материалы XV Международной научно – практической конференции г. Белгород. 30 июня 2016г., периодический научный сборник 2016 № 6 – 4. – С. 26 -33.
11. 4-ая Международная научно – практическая конференция «наноматериалы и живые системы». Москва, 2-3 июля 2016г. Доклад «Антибактериальные свойства коллоидных растворов наночастиц металлов и оксидов металлов» Фролов Г.А.
12. Фролов Г. А., Лейбо Д. В., Сенатова С. И., Кондаков С. Э., Кузнецов Д. В., Колесников Е. А., Чупрунов К. О., Гусев А. А. Адгезионная коллоидная взвесь: заявка 2016150737 Рос. Федерация; заявл. 23.12.2016.
13. G. A. Frolov, Y. N. Karasenkov, A. A. Gusev, O. V. Zakharova, A. Y. Godymchuk, D. V. Kuznetsov, N. V. Latuta, V. K. Leont’ev, «Germicidal Adhesives with Nanoparticles of Metals for Prevention of Recurrence of Caries», Nano Hybrids and Composites, Vol. 13, pp. 39-46, 2017
14. G. A. Frolov, Y. N. Karasenkov, A. A. Gusev, O. V. Zakharova, A. Y. Godymchuk, D. V. Kuznetsov, V. K. Leont’ev, «Antimicrobial Activity of Differently Concentrated Nanoparticle Dispersions», Nano Hybrids and Composites, Vol. 13, pp. 239-247, 2017
15. А.С. Туманов, К.И. Гурин, И.П. Погорельский, Г.А. Фролов, М.К. Бакулин, И.А. Лундовских, В.С. Менухова, А.В. Миронин, С.Г. Калинин, К.Е. Гаврилов. Наночастицы оксидов металлов как потенциальные компоненты дезинфицирующих композиций // Дезинфекционное дело, 2017. — № 1. – С. 15 — 29.
16. Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н. Наномодифицированные стоматологические материалы с антибактериальными свойствами. Стоматологическое здоровье детей в XXI веке. Евразийский конгресс: Сборник научных статей. Казань, 20-21 апреля 2017 г. /Под общей редакцией профессора Ксембаева С.С. – Казань. Издательство «Отечество», 2017, С. 112 – 117.
17. Евразийский конгресс: «Стоматологическое здоровье детей в XXI веке». Республика Татарстан, г. Казань, 20 апреля 2017г. Доклад «Перспективные стоматологические материалы с антибактериальными свойствами». Фролов Г.А.
18. Фролов Г.А. Сравнительный анализ ополаскивателей с наночастицами серебра и железа./ Громова С.Н., Колеватых Е.П., Заболотских Н.А.// Здоровье – 21 век: Электронное периодическое издание. – 2017. — №1 – URL: http: // fh – 21. perm.ru / download / 2017 – 1 – 8. pdf.
19. Всероссийская научно – практическая конференция «Проблемы в подготовке врачей стоматологической практики. Роль стоматолога в профилактике и лечении кариеса зубов». Киров, 19 мая 2017г. Доклад «Новые стоматологические материалы с пролонгированным бактерицидным эффектом». Фролов Г.А.
Стоматологи сегодня активно решают задачу профилактики кариеса с использованием растворов, не содержащих фтора (избыток NaF вреден как для зубов, так и для всего организма в целом). При этом зубная щетка с пастой очищает максимум 61% налета и только с жевательных, язычных и щечных поверхностей. Лишь немногие пациенты используют зубную нить, мотивируя это отсутствием времени. Наиболее популярными становятся ополаскиватели, т.к. их частицы проникают и в межзубные промежутки. Российские ученые из НИТУ «МИСиС» в партнерстве с медицинскими специалистами разработали новый тип ополаскивателя для полости рта на основе наночастиц металлов, который при регулярном использовании подавляет рост патогенных бактерий в зубной полости на 83%, снижая риск развития кариеса и заболеваний парадонта.
Ученые НИТУ «МИСиС» под руководством доцента кафедры физической химии Георгия Фролова совместно с Вятским государственным университетом провели ряд экспериментов на культурах бактерий зубного налета. Уже в течение первых 24 часов происходило ингибирование (подавление) роста бактерий зубного налета при использовании различных растворов наночастиц металлов.
Клиническая апробация раствора ополаскивателя была проведена на добровольцах на кафедре стоматологии Кировского государственного медицинского университета, с определением гигиенических и парадонтальных индексов до начала применения ополаскивателя, и через 14 и 30 дней его использования. Опыты выявили чувствительность налета к различным растворам, содержащим наночастицы оксидов металлов, полученных инновационным способом в лаборатории университета. Снижение противовоспалительных свойств было подтверждено микробиологически. Выявлено проникновение раствора в межзубные промежутки, куда не проникают щетинки зубной щетки с зубной пастой. Данные клинических исследований показали и снижение адгезии микроорганизмов на поверхности зубов на 20%. При большем разведении раствора 1:100, снижается к 30 дню количество грибковой флоры, что говорит о нормализации рН ротовой жидкости.
«Гибель клетки патогенного микроорганизма происходит в результате химической деструкции стенок клетки и различных мембран, в том числе и мембран органелл клетки. Химическая деструкция происходит в результате взаимодействия дисперсной системы «магнетит в водном растворе цетилпиридиния хлорида» с биополимерами клетки микроба. В результате этого происходит лизис (выход) содержимого клетки в окружающую среду. По-видимому, наночастицы оксида металла являются биокатализаторами ферментов гидролиза пептидной и гликозидной связей в полимерных молекулах клеточной стенки и мембран. В отношении золотистого стафилококка и большинства кокков бактерицидные и бактериостатические свойства препарата иногда значительно превосходят по своей выраженности действие антибиотиков» – сообщила соавтор проекта декан стоматологического факультета Кировского ГМУ, к.м.н. Светлана Громова.
Руководитель научной группы Георгий Фролов рассказал о научных выводах экспериментов: «Ионы металлов и их диссоциированные соединения вызывают гибель микроорганизмов, наиболее сильным бактерицидным действием обладает серебро, меньшим – медь и золото. Мы зафиксировали в ходе исследования, что при использовании ополаскивателя на основе оксидов металлов значительно снижается количество мягкого зубного налета на поверхностях зубов (до 83%), снижается количество патогенной микрофлоры вплоть до полного её уничтожения. Соответственно снижается воспаление десны. Все процессы более выражены при разведении раствора 1:10 Растворы с содержанием наночастиц рекомендуется использовать в ополаскивателях для полости рта в сочетании с традиционными средствами гигиены».
Доцент кафедры физической химии НИТУ «МИСиС» Георгий Фролов.
В настоящее время первые опытные партии препарата создаются в лаборатории НИТУ «МИСиС», разработчики занимаются регистрацией состава и официальным патентованием его в качестве ополаскивателя.
Список публикаций по теме:
1. Погорельский И.П., Фролов Г.А., Лещенко А.А., Лазыкин А.Г., Логвинов С.В. Биологическая направленность действия кластеров и наноразмерных частиц металлов. Биология – наука ХХI века: Материалы международной конференции. Москва, 24 мая 2012г. / Ред. Р.Г. Василов. — М.: МАКС Пресс, 2012г. – 711 – 713.
2. И.П. Погорельский, Г.А. Фролов, К. И. Гурин, А. В. Чернядьев, Е.А.Дурнев, И.А. Лундовских, С.Н. Янов, А.В. Кунгуров. Микробиологические аспекты отбора наночастиц металлов для создания на их основе антимикробных дезинфицирующих композиций // Дезинфекционное дело, 2012. — № 4. – С. 37 — 40.
3. И.П. Погорельский, Г.А. Фролов, К. И. Гурин, И.А. Лундовских, А.А. Лещенко, Е.А.Дурнев, В.С. Менухова, Г.Г. Смирнов. Сочетанное действие наночастиц серебра и перекиси водорода на жизнеспособность и ультраструктуру клеток Bacillus cereus // Дезинфекционное дело, 2014. — № 2. – С. 35 — 38.
4. Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н. Антибактериальные свойства образцов пломбировочных материалов с внедренными частицами серебра и оксида железа (II). Современная стоматология – эффективность профилактики и лечения. Нанотехнологии в стоматологии: Материалы Всероссийской научно – практической конференции с международным участием. Тверь, 27-28 ноября 2014г./Под Ред. М.Н. Калинкина, В.А. Румянцева, И.А.Жмакина и др. – Режим доступа: http:// repo.tvergma.ru. – Загл. с экрана. – 172-175.
5. Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н. Антибактериальная активность коллоидных растворов металлов и их оксидов по микроорганизмам зубной биоплёнки. ). Современная стоматология – эффективность профилактики и лечения. Нанотехнологии в стоматологии: Материалы Всероссийской научно – практической конференции с международным участием. Тверь, 27-28 ноября 2014г./Под Ред. М.Н. Калинкина, В.А. Румянцева, И.А.Жмакина и др. – Режим доступа: http:// repo.tvergma.ru. – Загл. с экрана. – 175-178.
6. Metelkin A., Frolov G., Kuznetsov D., Kolesnikov E., Chuprunov K., Kondakov S., Osipov A., Samsonova J. Metal nanoparticles in DBS card materials modification. Nanobiotech. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2015, V. 98, Abstract № 012020.
7. Godymchuk A., Frolov G., Gusev A., Zakharova O., Yunda E., Kuznetsov D., Kolesnikov E. Antibacterial Properties of Copper Nanoparticle Dispersions: Influence of Synthesis Conditions and Physicochemical Characteristics. Nanobiotech. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2015, V. 98, Abstract № 012033.
8. Karasenkov Y., Frolov G, Pogorelsky I., Latuta N., Gusev A., Kuznetsov D., Leont’ev V. Colloidal metal oxide nanoparticle systems: the new promising way to prevent antibiotic resistance during treatment of local infectious processes. Nanobiotech. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2015, V. 98, Abstract № 012038.
9. Всероссийская научно – практическая конференция с международным участием «Профилактика стоматологических заболеваний – основа стоматологического здоровья». Киров, 23 июня 2016г. Доклад «Новые стоматологические пломбировочные композиты с повышенной прочностью и пролонгированным бактерицидным эффектом». Фролов Г.А.
10. Фролов Г.А., Подволоцкий А.Н., Лундовских И.А., Погорельский И.П. Модуляция биологической активности метаболитов сахаромицетов Saccharomyces Boulardii наночастицами оксида марганца. Современные тенденции развития науки и технологий. Материалы XV Международной научно – практической конференции г. Белгород. 30 июня 2016г., периодический научный сборник 2016 № 6 – 4. – С. 26 -33.
11. 4-ая Международная научно – практическая конференция «наноматериалы и живые системы». Москва, 2-3 июля 2016г. Доклад «Антибактериальные свойства коллоидных растворов наночастиц металлов и оксидов металлов» Фролов Г.А.
12. Фролов Г. А., Лейбо Д. В., Сенатова С. И., Кондаков С. Э., Кузнецов Д. В., Колесников Е. А., Чупрунов К. О., Гусев А. А. Адгезионная коллоидная взвесь: заявка 2016150737 Рос. Федерация; заявл. 23.12.2016.
13. G. A. Frolov, Y. N. Karasenkov, A. A. Gusev, O. V. Zakharova, A. Y. Godymchuk, D. V. Kuznetsov, N. V. Latuta, V. K. Leont’ev, «Germicidal Adhesives with Nanoparticles of Metals for Prevention of Recurrence of Caries», Nano Hybrids and Composites, Vol. 13, pp. 39-46, 2017
14. G. A. Frolov, Y. N. Karasenkov, A. A. Gusev, O. V. Zakharova, A. Y. Godymchuk, D. V. Kuznetsov, V. K. Leont’ev, «Antimicrobial Activity of Differently Concentrated Nanoparticle Dispersions», Nano Hybrids and Composites, Vol. 13, pp. 239-247, 2017
15. А.С. Туманов, К.И. Гурин, И.П. Погорельский, Г.А. Фролов, М.К. Бакулин, И.А. Лундовских, В.С. Менухова, А.В. Миронин, С.Г. Калинин, К.Е. Гаврилов. Наночастицы оксидов металлов как потенциальные компоненты дезинфицирующих композиций // Дезинфекционное дело, 2017. — № 1. – С. 15 — 29.
16. Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н. Наномодифицированные стоматологические материалы с антибактериальными свойствами. Стоматологическое здоровье детей в XXI веке. Евразийский конгресс: Сборник научных статей. Казань, 20-21 апреля 2017 г. /Под общей редакцией профессора Ксембаева С.С. – Казань. Издательство «Отечество», 2017, С. 112 – 117.
17. Евразийский конгресс: «Стоматологическое здоровье детей в XXI веке». Республика Татарстан, г. Казань, 20 апреля 2017г. Доклад «Перспективные стоматологические материалы с антибактериальными свойствами». Фролов Г.А.
18. Фролов Г.А. Сравнительный анализ ополаскивателей с наночастицами серебра и железа./ Громова С.Н., Колеватых Е.П., Заболотских Н.А.// Здоровье – 21 век: Электронное периодическое издание. – 2017. — №1 – URL: http: // fh – 21. perm.ru / download / 2017 – 1 – 8. pdf.
19. Всероссийская научно – практическая конференция «Проблемы в подготовке врачей стоматологической практики. Роль стоматолога в профилактике и лечении кариеса зубов». Киров, 19 мая 2017г. Доклад «Новые стоматологические материалы с пролонгированным бактерицидным эффектом». Фролов Г.А.
