好消息!纳米颗粒成功的用作外科手术刀片改善了牙科手术
用于外科手术刀片的含酶工程化纳米颗粒的艺术描述。图片来源:Zinger等。©2018美国化学学会
目前,已经有超过80种药物被批准用于多种医疗用途,其中包括从癌症治疗到组织重建的药物。
现在,在一项新的研究中,研究人员已经证明,含有酶的纳米颗粒可以进行较小的牙科手术,并且可以调整牙和牙套之间的严重错位问题。试验表明,与对大鼠进行传统手术相比,在佩戴牙套之前,用纳米颗粒处理的大鼠牙齿排列更好,牙齿复发情况减少,恢复得更快,而且疼痛得到了减轻。
研究人员在以色列技术研究院由Avi Schroeder领导,他在最近一期的ACS上发表了一篇关于纳米新技术的论文。
Schroeder说:“我想我们正在努力改变一个延续了5000年的手术方式,具体来说,现有的手术刀无法区分健康和患病的组织。然而,酶可以。蛋白水解酶被调节之后可以降解特定的组织,而不会损害其他健康的组织。我们相信在未来的手术中必须要更准确,对健康组织的损伤要更小。”
研究人员设计了一种新的程序,专门解决牙齿严重错位的问题,称为“错牙合”。目前,这种治疗方法是用较小但经常疼痛的手术来切断连接牙齿的胶原纤维,然后用牙套将牙齿移动到合适的位置。除了要经历痛苦的恢复期,大约40%的患者还会经历复发,需要进行第二周期的治疗。
纳米技术的治疗有可能通过允许人体自身的天然酶分解胶原纤维和其他天然生物分子,在牙齿与牙套正确对齐时重建纤维,从而极大地改善这一治疗过程。
为了做到这一点,研究人员利用含有胶原酶的脂质体囊泡(基本上是一个空的细胞膜)制成纳米颗粒。胶原酶会导致胶原纤维减弱和断裂,但只有当钙首先在口腔内自然发生时才被激活。为了确保胶原酶只在手术部位开始工作,脂质体会作为一种保护性载体,安全地将胶原酶输送到沟道(位于牙龈和牙齿之间),使其开始扩散并与钙相互作用。
研究人员确定了致使胶原酶使胶原纤维减弱约50%的特定胶原酶浓度。这使得支撑调整牙齿更容易进行。在接下来的几个小时里,身体自身的纤维母细胞感知到胶原的弱化,开始胶原重塑,最终将纤维恢复到原来的强度。
施罗德说:“这里我们首次演示了生物手术的方法,我们计划将来扩展到其他机构和更具挑战性的程序中。”
总体而言,试验表明,治疗大鼠的纳米手术过程使得牙齿排列得到了三倍增强,与传统手术治疗的大鼠相比,牙齿复发和疼痛程度明显减少。研究人员认为这个改进主要归结为纳米手术使得组织和骨被改造的新定位,与传统方法中经常出现的应力牙恢复到原来的位置相反。结果表明,纳米手术有可能取代更具侵袭性的传统方法,使整体结果得到改善。
原文题目:Nanoparticles act as surgical blades for improved dental surgery
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