DOI:

10.37988/1811-153X_2023_1_158

Нанотехнологии в стоматологии: гидрозоли наночастиц металлов — перспективные антибиотики

Загрузки

Авторы

  • С.Ю. Иванов 1, 2, член-корр. РАН, д.м.н., профессор, зав. кафедрой челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии; зав. кафедрой челюстно-лицевой хирургии
    ORCID ID: 0000-0001-5458-0192, Author ID: 615227
  • Я.Н. Карасенков 3, к.м.н., главный врач
    ORCID ID: 0000-0002-9658-3700, Author ID: 1127599
  • Н.В. Латута 1, к.м.н., доцент кафедры детской, профилактической стоматологии и ортодонтии
    ORCID ID: 0000-0002-6754-0314, Author ID: 1007646
  • В.В. Джатдаев 4, стоматолог-хирург
    ORCID ID: 0000-0002-0338-4906, Author ID: 1177368
  • Е.А. Егоров 5, врач
    ORCID ID: 0000-0002-3519-3864, Author ID: 1129589
  • Е.К. Тарасова 5, врач
    ORCID ID: 0000-0002-6715-2071, Author ID: 1129577
  • Э.В. Козлова 1, врач-стоматолог отделения терапевтической стоматологии
    ORCID ID: 0000-0002-3722-2120, Author ID: 1175476
  • П.А. Козлов 1, челюстно-лицевой хирург Клиники челюстно-лицевой хирургии
    ORCID ID: 0000-0001-5554-7001, Author ID: 1162047
  • 1 Первый МГМУ им. И.М. Сеченова, 119991, Москва, Россия
  • 2 РУДН, 117198, Москва, Россия
  • 3 Стоматологическая клиника «Росдент», 119192, Москва, Россия
  • 4 Стоматологическая клиника «Президент», 117449, Москва, Россия
  • 5 Стоматологическая клиника «Эстетика», 141191, Фрязино, Россия

Аннотация

Инфекционные заболевания — одна из ведущих причин смертности в популяции человека. ВОЗ отмечает, что развитие множественной лекарственной устойчивости бактерий — одна из острых проблем глобального здравоохранения. Рост устойчивости к антибиотикам связан в том числе с отсутствием новых противомикробных препаратов. Цель — получить гидро- и спиртозоли наночастиц металлов с длительным бактерицидным действием. . В дистиллированной воде/спирте дуговым электрическим разрядом через два электрода получены гидро-/спиртозоли Ag, TiO2, Fe3O4, VO2, CoO, TaO2, ZnO, CuO, комбинации TiO2 + Al2O3 + MoO2. Исследования гидрозолей наночастиц металлов CuO, TaO2, Fe3O4, TiO2, Ag, ZnO проводили на культурах микроорганизмов S. aureus, P. aeruginosa, P. vulgaris, S. tiphimurium, C. albicans, E. coli. В гидрозолях CuO, TaO2, Fe3O4, TiO2, ZnO в качестве стабилизатора содержался 0,07% цетилпиридиния хлорид, в гидрозоле Ag — цитрат натрия (E331). Период наблюдения 14 суток. . Гидрозоли металлов бактерицидно активны в цельном растворе в концентрации 2,4—13,88 мг/л. . Разработана методика получения гидро- и спиртозолей нанодисперсных систем серебра, оксидов титана, железа, тантала, ванадия, кобальта, цинка, меди, комбинации диоксида титана с оксидом алюминия и диоксидом молибдена. Гидрозоли наночастиц серебра, оксидов меди (II), тантала (IV), железа (II, III), титана (IV), цинка манифестируют длительную бактерицидную активность в течение по меньшей мере 14 суток.

Ключевые слова:

наночастицы, минимальная бактерицидная активность, гидрозоли, спиртозоли

Для цитирования

[1]
Иванов С.Ю., Карасенков Я.Н., Латута Н.В., Джатдаев В.В., Егоров Е.А., Тарасова Е.К., Козлова Э.В., Козлов П.А. Нанотехнологии в стоматологии: гидрозоли наночастиц металлов — перспективные антибиотики. — Клиническая стоматология. — 2023; 26 (1): 158—163. DOI: 10.37988/1811-153X_2023_1_158

Список литературы

  1. Jiao Y., Tay F.R., Niu L.N., Chen J.H. Advancing antimicrobial strategies for managing oral biofilm infections. — Int J Oral Sci. — 2019; 11 (3): 28. PMID: 31570700
  2. Chevalier M., Ranque S., Prêcheur I. Oral fungal-bacterial biofilm models in vitro: a review. — Med Mycol. — 2018; 56 (6): 653—667. PMID: 29228383
  3. Sterzenbach T., Helbig R., Hannig C., Hannig M. Bioadhesion in the oral cavity and approaches for biofilm management by surface modifications. — Clin Oral Investig. — 2020; 24 (12): 4237—4260. PMID: 33111157
  4. Benoit D.S.W., Sims K.R. Jr, Fraser D. Nanoparticles for oral biofilm treatments. — ACS Nano. — 2019; 13 (5): 4869—4875. PMID: 31033283
  5. Chapple I.L., Bouchard P., Cagetti M.G., Campus G., Carra M.C., Cocco F., Nibali L., Hujoel P., Laine M.L., Lingstrom P., Manton D.J., Montero E., Pitts N., Rangé H., Schlueter N., Teughels W., Twetman S., Van Loveren C., Van der Weijden F., Vieira A.R., Schulte A.G. Interaction of lifestyle, behaviour or systemic diseases with dental caries and periodontal diseases: consensus report of group 2 of the joint EFP/ORCA workshop on the boundaries between caries and periodontal diseases. — J Clin Periodontol. — 2017; 44 Suppl 18: S39-S51. PMID: 28266114
  6. Sanz M., Beighton D., Curtis M.A., Cury J.A., Dige I., Dommisch H., Ellwood R., Giacaman R.A., Herrera D., Herzberg M.C., Könönen E., Marsh P.D., Meyle J., Mira A., Molina A., Mombelli A., Quirynen M., Reynolds E.C., Shapira L., Zaura E. Role of microbial biofilms in the maintenance of oral health and in the development of dental caries and periodontal diseases. Consensus report of group 1 of the Joint EFP/ORCA workshop on the boundaries between caries and periodontal disease. — J Clin Periodontol. — 2017; 44 Suppl 18: S5-S11. PMID: 28266109
  7. Giacaman R.A., Fernández C.E., Muñoz-Sandoval C., León S., García-Manríquez N., Echeverría C., Valdés S., Castro R.J., Gambetta-Tessini K. Understanding dental caries as a non-communicable and behavioral disease: Management implications. — Front Oral Health. — 2022; 3: 764479. PMID: 36092137
  8. Grigalauskienė R., Slabšinskienė E., Vasiliauskienė I. Biological approach of dental caries management. — Stomatologija. — 2015; 17 (4): 107—12. PMID: 27189495
  9. Duangthip D., Chen K.J., Gao S.S., Lo E.C.M., Chu C.H. Managing early childhood caries with atraumatic restorative treatment and topical silver and fluoride agents. — Int J Environ Res Public Health. — 2017; 14 (10): 1204. PMID: 28994739
  10. Pinna R., Usai P., Filigheddu E., Garcia-Godoy F., Milia E. The role of adhesive materials and oral biofilm in the failure of adhesive resin restorations. — Am J Dent. — 2017; 30 (5): 285—292. PMID: 29178733
  11. Schwendicke F., Lamont T., Innes N. Removing or controlling? How caries management impacts on the lifetime of teeth. — Monogr Oral Sci. — 2018; 27: 32—41. PMID: 29794420
  12. Abdelaziz M., Zuluaga A.F., Betancourt F., Fried D., Krejci I., Bortolotto T. Optical coherence tomography (OCT) for the evaluation of internal adaptation of class V resin restorations on dentin. — Proc SPIE Int Soc Opt Eng. — 2020; 11217: 1121706. PMID: 33603262
  13. Carrera C.A., Lan C., Escobar-Sanabria D., Li Y., Rudney J., Aparicio C., Fok A. The use of micro-CT with image segmentation to quantify leakage in dental restorations. — Dent Mater. — 2015; 31 (4): 382—90. PMID: 25649496
  14. Amissah F., Andey T., Ahlschwede K.M. Nanotechnology-based therapies for the prevention and treatment of Streptococcus mutans-derived dental caries. — J Oral Biosci. — 2021; 63 (4): 327—336. PMID: 34536629
  15. Ahmadian E., Shahi S., Yazdani J., Maleki Dizaj S., Sharifi S. Local treatment of the dental caries using nanomaterials. — Biomed Pharmacother. — 2018; 108: 443—447. PMID: 30241047
  16. Chen H., Gu L., Liao B., Zhou X., Cheng L., Ren B. Advances of anti-caries nanomaterials. — Molecules. — 2020; 25 (21): 5047. PMID: 33143140
  17. Qi M., Chi M., Sun X., Xie X., Weir M.D., Oates T.W., Zhou Y., Wang L., Bai Y., Xu H.H. Novel nanomaterial-based antibacterial photodynamic therapies to combat oral bacterial biofilms and infectious diseases. — Int J Nanomedicine. — 2019; 14: 6937—6956. PMID: 31695368
  18. Abuzenada B.M., Sonbul H.M. Bionanocomposites in caries prevention and treatment: A systematic review. — J Pharm Bioallied Sci. — 2022; 14 (Suppl 1): S13-S18. PMID: 36110829
  19. Румянцев В.А., Фролов Г.А., Блинова А.В., Карасенков Я.Н., Битюкова Е.В. Электронно-микроскопические свойства нового противомикробного нанопрепарата на основе гидроксида медикальция. — Вестник Авиценны. — 2021; 4: 532—541. eLIBRARY ID: 48042741
  20. Леонтьев В.К., Кузнецов Д.В., Фролов Г.А., Погорельский И.П., Латута Н.В., Карасенков Я.Н. Антибактериальные эффекты наночастиц металлов. — Российский стоматологический журнал. — 2017; 6: 304—307. eLIBRARY ID: 32607605
  21. Гладких П.Г. Эффект наночастиц серебра в отношении биопленок микроорганизмов (литературный обзор). — Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. — 2015; 1: 3—4. eLIBRARY ID: 23131226
  22. Zhang L., Weir M.D., Chow L.C., Antonucci J.M., Chen J., Xu H.H. Novel rechargeable calcium phosphate dental nanocomposite. — Dent Mater. — 2016; 32 (2): 285—93. PMID: 26743970
  23. Hook E.R., Owen O.J., Bellis C.A., Holder J.A., O'Sullivan D.J., Barbour M.E. Development of a novel antimicrobial-releasing glass ionomer cement functionalized with chlorhexidine hexametaphosphate nanoparticles. — J Nanobiotechnology. — 2014; 12: 3. PMID: 24456793
  24. Agnihotri R., Gaur S., Albin S. Nanometals in dentistry: Applications and toxicological implications — a systematic review. — Biol Trace Elem Res. — 2020; 197 (1): 70—88. PMID: 31782063
  25. Vasiliu S., Racovita S., Gugoasa I.A., Lungan M.A., Popa M., Desbrieres J. The benefits of smart nanoparticles in dental applications. — Int J Mol Sci. — 2021; 22 (5): 2585. PMID: 33806682
  26. Yin I.X., Zhang J., Zhao I.S., Mei M.L., Li Q., Chu C.H. The antibacterial mechanism of silver nanoparticles and its application in dentistry. — Int J Nanomedicine. — 2020; 15: 2555—2562. PMID: 32368040
  27. Bapat R.A., Chaubal T.V., Dharmadhikari S., Abdulla A.M., Bapat P., Alexander A., Dubey S.K., Kesharwani P. Recent advances of gold nanoparticles as biomaterial in dentistry. — Int J Pharm. — 2020; 586: 119596. PMID: 32622805
  28. Javed R., Rais F., Kaleem M., Jamil B., Ahmad M.A., Yu T., Qureshi S.W., Ao Q. Chitosan capping of CuO nanoparticles: Facile chemical preparation, biological analysis, and applications in dentistry. — Int J Biol Macromol. — 2021; 167: 1452—1467. PMID: 33212106
  29. Jasso-Ruiz I., Velazquez-Enriquez U., Scougall-Vilchis R.J., Morales-Luckie R.A., Sawada T., Yamaguchi R. Silver nanoparticles in orthodontics, a new alternative in bacterial inhibition: in vitro study. — Prog Orthod. — 2020; 21 (1): 24. PMID: 32803386
  30. Stubbing J., Brown J., Price G.J. Sonochemical production of nanoparticle metal oxides for potential use in dentistry. — Ultrason Sonochem. — 2017; 35 (Pt B): 646—654. PMID: 27282407
  31. De Matteis V., Cascione M., Toma C.C., Albanese G., De Giorgi M.L., Corsalini M., Rinaldi R. Silver nanoparticles addition in poly (methyl methacrylate) dental matrix: Topographic and antimycotic studies. — Int J Mol Sci. — 2019; 20 (19): 4691. PMID: 31546661
  32. Campos F., Bonhome-Espinosa A.B., Carmona R., Durán J.D.G., Kuzhir P., Alaminos M., López-López M.T., Rodriguez I.A., Carriel V. In vivo time-course biocompatibility assessment of biomagnetic nanoparticles-based biomaterials for tissue engineering applications. — Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. — 2021; 118: 111476. PMID: 33255055
  33. Gutiérrez de la Rosa S.Y., Muñiz Diaz R., Villalobos Gutiérrez P.T., Patakfalvi R., Gutiérrez Coronado Ó. Functionalized platinum nanoparticles with biomedical applications. — Int J Mol Sci. — 2022; 23 (16): 9404. PMID: 36012670
  34. Taran M., Rad M., Alavi M. Biosynthesis of TiO (2) and ZnO nanoparticles by Halomonas elongata IBRC-M 10214 in different conditions of medium. — Bioimpacts. — 2018; 8 (2): 81—89. PMID: 29977829
  35. Paiva-Santos A.C., Herdade A.M., Guerra C., Peixoto D., Pereira-Silva M., Zeinali M., Mascarenhas-Melo F., Paranhos A., Veiga F. Plant-mediated green synthesis of metal-based nanoparticles for dermopharmaceutical and cosmetic applications. — Int J Pharm. — 2021; 597: 120311. PMID: 33539998

Загрузки

Поступила

11.07.2022

Принята

08.02.2023

Опубликовано

22.03.2023