In vitro antibacterial activity and oral epithelial cytocompatibility of myrrh-mediated silver nanoparticles against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa
利用没药(*Commiphora myrrha*)提取物合成的没药介导银纳米颗粒对金黄色葡萄球菌(*Staphylococcus aureus*)和铜绿假单胞菌(*Pseudomonas aeruginosa*)表现出强大的抗菌活性,同时对正常口腔上皮细胞保持良好的细胞相容性,这表明其在进一步临床研究的基础上,具有用于口腔治疗应用的潜力。
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在医学领域,口腔是一个繁忙的前线,身体的防御机制在此不断与各种微小的入侵者交锋。当感染在牙齿或牙龈中扎根时,它们可能会扩散到颌部和面部,引起严重的疼痛和并发症。几十年来,医生一直依赖抗生素来对抗这些细菌威胁,但许多细菌正在学会抵抗这些药物,使得感染更难治疗。与此同时,科学家们一直在探索一种使用微小银颗粒的不同方法。这些颗粒如此之小,以至于它们的行为方式不同于我们在珠宝或硬币中看到的金属,通常作为阻止细菌生长的强大工具发挥作用。然而,对于要在口腔内使用的治疗方法而言,它不仅必须杀死坏细菌,还必须不伤害牙龈和脸颊的健康细胞。这种在杀死病原体与保护健康组织之间的平衡,是任何新型口腔药物的核心挑战。
沙特阿拉伯国王大学的一个研究小组致力于创造一种利用天然物质——没药(myrrh)来制造的新型银颗粒。没药是一种树脂,是从特定树木中分泌出的粘性树液,几个世纪以来一直被用于传统医学中以缓解喉咙痛和愈合伤口。研究人员希望看看他们是否可以使用这种树脂中的化学物质从头开始构建银纳米颗粒,这个过程通常被称为“绿色合成”,因为它避免了使用严苛的工业化学品。他们将水基的没药提取物与银溶液混合,观察混合物如何从黄色缓慢变为深褐色,这标志着银颗粒已经形成。这种颜色变化是金属分解成微小悬浮颗粒的可靠迹象。
为了了解他们创造了什么,科学家们在强力显微镜下观察了这些颗粒,并利用光和X射线对其进行了测量。他们发现这些颗粒大多呈圆形,尺寸范围从极小到略低于四十纳米,这比人类头发的宽度还要小数千倍。这些颗粒被一层没药化学物质包裹着,这有助于保持它们的稳定性并防止它们聚集成团。团队还测量了颗粒在水中的运动情况,发现它们带有轻微的负电荷,这一特征通常有助于它们与细菌发生相互作用。这些发现证实了他们成功创造了一种稳定的、天然版本的银纳米颗粒。
下一步是测试这些颗粒是否能在对抗感染的同时,不伤害它们最终可能接触的人类细胞。研究人员在实验室中培养了两种有害细菌:一种常引起皮肤和伤口感染,另一种则以难以杀灭且常见于医院环境而闻名。他们还培养了取自人类口腔内壁的健康细胞,以及两种类型的癌细胞作为对比。当他们将这些颗粒暴露于细菌中时,细菌在极低浓度的处理下就停止了生长。这些颗粒能够在仅略高于阻止其繁殖所需的浓度下杀死细菌。
至关重要的是,当研究人员将同样的颗粒应用于健康的口腔细胞时,结果大不相同。即使在高剂量下,健康的细胞也保持着基本存活,并在显微镜下继续呈现正常形态。相比之下,暴露在相同处理下的癌细胞开始迅速死亡,出现萎缩并失去形状。这表明这些颗粒具有选择性效应:它们足以破坏有害或异常的细胞,同时让口腔的健康组织基本不受影响。研究人员指出,即使在测试的最高剂量下,健康细胞仍保持了超过百分之八十的活力,而癌细胞则遭受了显著损伤。
这项研究为一种极具前景的新材料提供了清晰的图景,但研究人员谨慎地表示,这仅仅是一个开始。虽然这些颗粒在实验室培养皿的受控环境中表现良好,但口腔是一个复杂的场所,充满了生活在粘性薄膜(称为生物膜)中的多种不同类型的细菌。目前的测试使用的是单一细菌的纯培养物,这比真实患者身上存在的混合感染要简单得多。团队得出结论,在该疗法能够用于人类之前,需要进一步的研究,以观察它在这些复杂的细菌群落以及临床环境中的表现。目前,这项工作作为一个坚实的概念验证,证明了天然树脂可以被用于构建既能对抗感染又能保护口腔健康细胞的银颗粒。
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