Китайские ученые создали зубную щетку с пьезоэлектрическими щетинками против бактерий
Исследователи из Пекинского университета разработали зубную щетку, щетинки которой при чистке вырабатывают активные формы кислорода и разрушают бактериальные биопленки. В трехмесячном клиническом испытании щетка снизила зубной налет и воспаление десен.
Группа китайских ученых под руководством Сюэхуэя Чжана и Сюляна Дэна из Пекинского университета представила зубную щетку с щетинками из поливинилиденфторида (PVDF) — полимера с пьезоэлектрическими свойствами. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
При изгибе и деформации щетинок на их поверхности возникает электрический заряд. Он запускает реакции, в ходе которых образуются активные формы кислорода — гидроксильные радикалы и супероксидные анион-радикалы. Эти соединения повреждают мембраны бактериальных клеток. По предположению авторов, электрический потенциал материала также мешает бактериям закрепляться на самих щетинках.
В лабораторных экспериментах щетинки из PVDF уничтожали бактерии Streptococcus mutans, вызывающие кариес, и Porphyromonas gingivalis, связанные с заболеваниями десен, эффективнее обычных нейлоновых щетинок. На модели биопленки, выращенной на бычьей эмали, щетка удалила более 99 процентов бактериального скопления.
Затем исследователи провели рандомизированное контролируемое испытание со 115 добровольцами. Участников разделили на четыре группы: две получили щетки с PVDF-щетинками разной толщины, еще две — обычные нейлоновые. В течение трех месяцев добровольцы чистили зубы выданными щетками и приходили на осмотры. У тех, кто пользовался PVDF-щетками, зафиксировали заметное снижение налета, воспаления десен и кровоточивости по сравнению с группой с нейлоновыми щетками.
Анализ микробного состава налета показал снижение численности S. mutans и P. gingivalis в группах с PVDF, тогда как доля Lactobacillus rhamnosus и Streptococcus salivarius относительно выросла. Авторы отмечают, что этот анализ провели на небольшой подвыборке участников, а не на всех 115 добровольцах.
В лабораторных тестах материал не показал значимой токсичности для клеток десны, а имитация трехмесячного использования щетки не увеличила шероховатость эмали. Авторы подчеркивают, что для оценки долгосрочной безопасности нужны более продолжительные исследования, а сравнение пока проводили только с обычными нейлоновыми щетками, без учета совместного действия с зубной пастой.
