LED 光促红甘蓝提取物合成银纳米颗粒及其在牙科的应用：龋病防治新突破

《Odontology》：LED light promoted synthesis of silver nanoparticle with red cabbage extract in clinical conditions and its dental applications

研究人员利用 LED 光促红甘蓝提取物合成 anth@Ag NP，其抗菌性与 CHX 相当，为牙科抗菌提供新方案。

　　在牙科领域，龋齿治疗一直是备受关注的重要课题。传统的龋齿治疗方法，如完全去除龋坏组织，常常伴随着牙髓暴露的风险，就像在拆除危房时不小心破坏了旁边的重要建筑。而现代微创治疗理念虽有进步，通过选择性去除龋坏组织并进行密封修复来保存牙髓健康，但微生物在修复体下的生存能力却充满不确定性。部分微生物能够利用牙髓液中的营养物质顽强存活，而且修复前的微生物总量、修复体与牙齿表面的密封性等因素，也会影响微生物的生存状况。此外，当前微生物对抗菌剂的耐药性问题日益严重，使得寻找新型抗菌剂变得刻不容缓。在这样的背景下，来自土耳其埃尔西耶斯大学等机构的研究人员开展了一项意义重大的研究，相关成果发表在《Odontology》杂志上。

研究人员运用了多种关键技术方法来开展此项研究。在合成银纳米颗粒（Ag NPs）时，采用了绿色合成法，以红甘蓝提取物（RCE）作为还原剂和封端剂，借助临床牙科聚合用的 LED 光装置进行光还原反应。通过扫描透射电子显微镜（STEM）、能量色散 X 射线光谱（EDX）、傅里叶变换红外光谱（FT - IR）、动态光散射（DLS）和 zeta 电位等技术，对合成的花青素导向的银纳米颗粒（anth@Ag NP）进行全面表征分析。在抗菌活性测试方面，依据临床实验室标准协会（CLSI）指南，采用肉汤微量稀释法测定最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌 / 杀真菌浓度（MBK/MFK）。

研究结果主要包括以下几个方面：

• 纳米颗粒的合成与表征：在 LED 光照射下，花青素（anth）中的儿茶酚胺基团与 Ag?离子迅速反应，形成花青素 - Ag?络合物，随后花青素分子在 LED 光作用下将 Ag?快速还原为零价银 Ag?，成功合成了稳定且均匀的 anth@Ag NP。STEM 图像显示，anth@Ag NP 呈球形，粒径在 15 - 17nm 之间；EDX 分析表明，Ag 金属在 anth@Ag NP 中的重量百分比接近 93%；其在 415nm 处有尖锐的吸收峰，这与纳米颗粒的表面等离子体性质相关。DLS 测量显示，anth@Ag NP 的流体动力学尺寸主要在 25 - 30nm，zeta 电位为 - 23.5mV，表明其具有良好的胶体稳定性。FT - IR 分析进一步证实了植物提取物在纳米颗粒表面的存在。
• 抗菌活性：研究人员测试了 anth@Ag NP 对多种口腔致病微生物的抗菌活性，包括变形链球菌（S. mutans）ATCC 25275、粪肠球菌（E. faecalis）ATCC 29212、金黄色葡萄球菌（S. aureus）ATCC 29213 和白色念珠菌（C. albicans）ATCC 90028，并与 2% 葡萄糖酸氯己定（CHX）进行对比。结果发现，0.5%（w/w）的 RCE 本身没有抗菌活性。而 Ag NP1（100ppm）和 Ag NP2（75ppm）对白色念珠菌的抑制率分别高达 99% 和 97%；对变形链球菌、金黄色葡萄球菌和粪肠球菌也有显著的抑制作用。在抗菌活性方面，Ag NP1 和 Ag NP2 与 CHX 相当，且 Ag NP1 在所有测试微生物上的抗菌效果均显著优于 Ag NP3（50ppm），Ag NP3 对白色念珠菌没有抗菌活性。

在研究结论和讨论部分，此次研究成功展示了 LED 光装置不仅能用于聚合牙科树脂，还能在 10 秒内通过光还原过程利用 RCE 快速合成 anth@Ag NP，这是一种新颖、快速且经济高效的方法。anth@Ag NP，尤其是 Ag NP1，对关键口腔病原体表现出显著的抗菌活性，与 2% 的 CHX 相当，为开发用于临床龋齿防治和窝洞消毒的新型抗菌剂提供了有前景的方向。不过，银化合物在龋齿治疗中存在牙齿变色的问题，而此次研究中的 anth@Ag NP 在离子释放方面具有优势，有望避免这一缺陷。此外，研究还发现粪肠球菌对 anth@Ag NP 的敏感性相对较低，可能与该菌的耐药机制有关。总之，这项研究成果为牙科抗菌领域带来了新的希望，为未来的临床应用奠定了坚实的基础，有望改善龋齿治疗现状，为患者带来更好的治疗体验。