BMC Oral Health:牙凝胶中α-山竹苷和LME协同增强其体外抗菌和抗膜作用

2023-11-15 医路坦克 MedSci原创 发表于上海

α-山竹苷和 LME具有抗菌和抗生物膜活性。本研究的目的是研制一种含α-MG和LME加氟的草药牙凝胶,并测定其抗菌、抗生物膜形成、抗癌、抗炎、伤口愈合和牙釉质显微硬度的效果。

包括龋齿、牙周炎和念珠菌病在内的传染病是由生物膜引起的常见口腔健康问题,生物膜是一种嵌入细胞外多糖自组织基质中的结构化微生物群落。龋齿是由牙釉质/牙本质脱矿引起的,这是由致龋细菌(如变形链球菌)产生的酸引起的,而牙周炎是由厌氧菌(如牙龈卟啉单胞菌)引起的。牙龈)。口腔念珠菌病常见于免疫功能低下的患者和假牙佩戴者,由白色念珠菌引起,即白色念珠菌。

用含氟牙膏和牙线刷牙,以及用氯己定等漱口水控制化学菌斑,都是保持牙齿清洁和卫生的方法,可以控制蛀牙和牙周病。不同的局部和全身抗真菌药物可用于治疗口腔念珠菌病。然而,氯己定引起的苦味和染色是使用该漱口水的限制。此外,念珠菌的复发和耐药通常发生在免疫功能低下的宿主中,而感染没有完全解决。因此,需要其他策略来管理这些常见的口腔疾病。

山竹果(Garcinia mangostana L)是东南亚国家的一种著名水果,其提取物对致龋菌具有杀菌作用。在传统医学中,它被用来治疗由细菌、病毒和真菌引起的感染。α-山竹苷(α-MG)是从山竹果皮提取物中分离出来的一种主要的山酮衍生物化合物,可破坏变形链球菌生物膜的发育。此外,Tangsuksan等人报道了一种含有α-MG的可溶性黏附膜在体外对变形链球菌、牙龈假单胞菌和白色念珠菌有效,且没有明显的细胞毒性。该薄膜还通过以剂量依赖的方式抑制一氧化氮的产生而显示出抗炎活性。α-MG已被加入到防止龋齿的黏合剂中,并被加入到外用凝胶中治疗慢性牙周炎。从凤仙花中分离得到的Lawsone甲基醚(2-甲氧基-1,4-萘醌)(LME)在含漱口水和口服喷雾剂的LME中具有较强的抗真菌和抗菌活性,且无明显的细胞毒性。然而,目前还没有研究将α-MG和LME掺入牙凝胶中,并测定其对这三种口腔常见微生物的生物活性。

由于α-MG和LME具有不同的生物活性,我们假设含有α-MG和LME的氟化物牙齿凝胶对变形链球菌P以及白色念珠菌,减少生物膜的形成和炎症。此外,牙齿凝胶中的氟化物会被释放出来,增加牙齿表面的硬度。因此,该产品可以潜在地预防龋齿,牙周病和口腔念珠菌病的发展。因此,本研究开发了3种牙凝胶:1)α-MG (M)、2)LME (L)和3)α-MG和LME (M + L),并对其体外细胞毒性、抗菌、抗生物膜形成和抗炎活性进行了评价。牙凝胶中氟化物对牙釉质显微硬度的影响也进行了体外评估。

方法对变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌、白色念珠菌进行抑菌试验。用透射电镜观察微生物的超微结构形态。通过肉汤微量稀释试验,考察其对微生物生物膜形成的影响。MTT法测定细胞活力。通过测定对一氧化氮产生的抑制作用来研究其抗炎作用。采用维氏显微硬度试验测定牙釉质显微硬度。用傅里叶变换光谱仪研究了牙釉质的化学成分。用扫描电子显微镜和x射线能谱仪检测牙釉质表面形态和氟化物含量。

空白牙凝胶(a)、M牙凝胶(b)、L牙凝胶(c)和M + L牙凝胶(d)的SEM图像

空白牙凝胶、M牙凝胶(M)、L牙凝胶(L)、M + L牙凝胶(M + L)的FT-IR

用流式细胞术检测1 mg/ml牙凝胶制剂培养病原菌后的存活率。随着α-MG或LME浓度的增加,4次连续稀释1%牙凝胶培养18 h后,微生物活力显著降低。α-MG的抑菌活性低于LME。当两种化合物的浓度仅为每种成分浓度的一半时,可以注意到它们之间的协同作用(M = α-MG牙凝胶;L = LME牙凝胶;M + L = α-MG和LME牙凝胶)

变异链球菌ATCC 2575, P。1 mg/ml M + L牙凝胶配方孵育后的牙龈念珠菌ATCC 33277和白色念珠菌ATCC 90028

牙凝胶中α-MG (M)和LME (L)协同作用增强牙凝胶对S的抗菌膜形成活性。变异体P。牙龈炎和白色念珠菌高达30%

用不同牙胶刷牙前后牙釉质表面显微硬度测定用牙胶刷牙前后牙釉质显微硬度和化学成分。无氟牙胶组和对照组对牙釉质显微硬度无明显影响。牙凝胶加氟刷牙后,牙体显微硬度明显高于刷牙前

用不同的牙齿凝胶刷牙前(红线)和刷牙后(蓝线)的傅里叶变换红外(FT-IR)光谱:(a)水(对照),b不含氟的牙齿凝胶,c含氟的牙齿凝胶。用水、含氟和不含氟牙凝胶刷牙前后牙釉质表面的FT-IR光谱显示对应于CO32−区域(890 ~ 850 cm−1和1450 ~ 1350 cm−1)和PO43−区域(1230 ~ 959 cm−1)。在3600 ~ 2800 cm−1之间记录到羟基(OH)基团透过率峰,与羟基(1630 cm−1)有关

上表为用不同牙胶在4000x下刷牙后牙釉质表面的SEM显微照片:(a)水(对照),b不含氟的牙胶,c含氟的牙胶。扫描电镜显示,牙釉质表面粗糙,可能是由于刷牙的机械作用。用不含氟的牙胶刷牙后,牙釉质表面的粗糙度与对照组相似。然而,用牙胶刷牙后,牙釉质表面覆盖着不同大小和数量的沉积物,这表明用不含氟的牙胶刷牙比用加氟的牙胶刷牙产生的沉积物少。下图为用不同的牙胶刷牙后牙釉质表面的EDS分析:(a)水(对照),b不含氟的牙胶,c含氟的牙胶。结果表明,加氟牙胶刷牙釉质样品具有较大的氟化物含量和Ca/P比值。水刷的对照样品F质量百分比最低,无氟牙胶刷的牙釉质样品Ca/P比值相近

结果α-MG和LME在治疗剂量下具有协同抑菌活性和抗生物膜形成的作用,且无细胞毒性。在较高剂量下,牙凝胶抑制癌细胞的增殖。用加氟牙胶刷牙后,牙釉质显微硬度增加。在牙釉质表面检测到大量氟化物。

结论:含α-MG和LME的牙凝胶具有协同抑菌作用,可抑制口腔癌细胞增殖。在牙凝胶中加入氟化物可以增加牙釉质的显微硬度。因此,含有α-MG和LME加氟的草药牙凝胶可能具有预防龋齿和促进口腔健康的作用。

原始出处:

Nittayananta W,  Wongwitthayakool P,  Srichana T,α-Mangostin and lawsone methyl ether in tooth gel synergistically increase its antimicrobial and antibiofilm formation effects in vitro.BMC Oral Health 2023 Nov 08;23(1) 

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