Gli agenti terapeutici destinati a ridurre la placca dentale e prevenire la carie vengono spesso rimossi dalla saliva e dall'atto della deglutizione prima che possano avere effetto. Ma un team di ricercatori ha sviluppato un modo per evitare che i farmaci vengano lavati via.

La placca dentale è costituita da batteri intrappolati in una matrice appiccicosa di polimeri, una matrice polimerica, saldamente attaccata ai denti. I ricercatori, guidato da Danielle Benoit presso l'Università di Rochester e Hyun Koo presso la School of Dental Medicine dell'Università della Pennsylvania, trovato un nuovo modo per fornire un agente antibatterico all'interno della placca, nonostante la presenza di saliva.

I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista ACS Nano .

"Abbiamo avuto due sfide specifiche, " disse Benoit, un assistente professore di ingegneria biomedica. "Dovevamo capire come somministrare l'agente antibatterico ai denti e tenerlo lì, e anche come rilasciare l'agente nei siti mirati."

Per consegnare l'agente, noto come farnesol, ai siti mirati, i ricercatori hanno creato una massa sferica di particelle, denominato vettore di nanoparticelle. Hanno costruito lo strato esterno con segmenti cationici o caricati positivamente dei polimeri. Per all'interno del vettore, hanno fissato il farmaco con polimeri idrofobici e sensibili al pH.

Lo strato esterno caricato positivamente del supporto è in grado di rimanere in posizione sulla superficie dei denti perché lo smalto è costituito, in parte, di HA (idrossiapatite), che è carico negativamente. Proprio come i magneti di carica opposta sono attratti l'uno dall'altro, lo stesso vale per le nanoparticelle e l'HA. Perché i denti sono ricoperti di saliva, i ricercatori non erano certi che le nanoparticelle avrebbero aderito. Ma non solo le particelle sono rimaste al loro posto, erano anche in grado di legarsi alla matrice polimerica e aderire alla placca dentale.

Poiché le nanoparticelle potrebbero legarsi sia ai denti ricoperti di saliva che all'interno della placca, Benoit e colleghi li hanno usati per trasportare un agente antibatterico nei siti mirati. I ricercatori hanno quindi dovuto capire come rilasciare efficacemente l'agente nella placca.

Una caratteristica chiave del materiale di supporto interno è che si destabilizza a livelli di pH acidi o bassi, come 4.5, permettendo al farmaco di fuoriuscire più rapidamente. Ed è esattamente quello che succede al livello di pH nella placca quando è esposta al glucosio, saccarosio, amido, e altri prodotti alimentari che causano la carie. In altre parole, le nanoparticelle rilasciano il farmaco quando sono esposte ad abitudini alimentari che causano carie, proprio quando è più necessario per fermare rapidamente i batteri che producono acido.

I ricercatori hanno testato il prodotto su ratti infettati da Streptococcus mutans, un microbo che causa la carie. "Abbiamo applicato le soluzioni di prova alla bocca dei ratti due volte al giorno per 30 secondi, simulando cosa potrebbe fare una persona usando un collutorio mattina e sera, " disse Hyun Koo, un professore del Dipartimento di Ortodonzia e co-autore senior del lavoro. "Quando il farmaco è stato somministrato senza i trasportatori di nanoparticelle, non vi è stato alcun effetto sul numero di cavità e solo una piccolissima riduzione della loro gravità. Ma quando è stato consegnato dai vettori di nanoparticelle, sia il numero che la gravità delle cavità sono stati ridotti".

La formazione della placca e la carie sono condizioni croniche che devono essere monitorate attraverso visite regolari presso lo studio dentistico. I ricercatori sperano che i loro risultati un giorno portino a trattamenti migliori, e forse permanenti, per la placca dentale e la carie. così come altre malattie legate al biofilm.