Экспериментальная щётка с щетиной из PVDF создаёт заряд при чистке; испытание на 115 взрослых

Исследователи разработали экспериментальную самозаряжающуюся зубную щётку: её щетина превращает трение при чистке в электрический заряд, сообщает Live Science. Работа опубликована в среду, 4 ноября, в журнале Science Advances. Цель — повредить бактерии, образующие налёт и переживающие механическую чистку. Щётку проверили на изолированных бактериях, на биоплёнках и в испытании с участием 115 взрослых. livescience.comLive Sciencelivescience.comОткрыть источник ↗

Как работает щетина

Щетина сделана из поливинилиденфторида (PVDF) — пластика, который вырабатывает электричество при изгибе; это свойство называют пьезоэлектричеством. Изгибаясь при чистке, щетина создаёт заряд, запускающий химические реакции в слюне и воде. Они высвобождают активные формы кислорода (АФК) — очень реакционноспособные молекулы, способные повреждать бактериальные клетки. livescience.comLive Sciencelivescience.comОткрыть источник ↗

Авторы сообщили, что щетина несёт слабый поверхностный заряд и в нерабочем состоянии, что мешает бактериям закрепляться на головке щётки. Когда добавили антиоксидант, нейтрализующий АФК, антибактериальный эффект в основном исчез, поэтому ключом к эффекту, вероятно, служат АФК. Активность генов транспортёров ABC (ATP-binding cassette) у Streptococcus mutans и Porphyromonas gingivalis после воздействия снизилась. Николас Якубовик из Ньюкаслского университета, не участвовавший в работе, это объяснение не убедило. Он отметил, что транспортёры ABC переносят множество разных веществ, а данные не показывают, как изменения генов повлияли на бактерии. livescience.comLive Sciencelivescience.comОткрыть источник ↗

Лабораторные и клинические результаты

В опытах на изолированных бактериях заряженная щетина убила больше половины S. mutans, участвующих в развитии кариеса. Нейлоновая щетина убила 9%. Количество P. gingivalis, связанной с болезнями дёсен, снизилось до 78% с новой щёткой и менее чем на 8% с нейлоновой. С биоплёнки зубного налёта человека, выращенной на эмали коровьих зубов, новая щётка удалила более 99%, больше, чем обычная нейлоновая. livescience.comLive Sciencelivescience.comОткрыть источник ↗

В испытании 115 взрослых с воспалением дёсен или кариесом случайно распределили на группы с новой или нейлоновой щёткой; пользовались ими дважды в день три месяца. В группе новой щётки было меньше налёта, воспаления дёсен и кровоточивости. Пробы налёта показали меньше бактерий, связанных с болезнями, и больше полезных. Авторы предполагают, что у бактерий, связанных с болезнями, мембраны могут быть более хрупкими; эту гипотезу нужно проверять. livescience.comLive Sciencelivescience.comОткрыть источник ↗

Щетина PVDF сохранила структуру и электрические свойства за три месяца имитации использования. Выращенные в лаборатории клетки мыши не пострадали от материала щётки, а чистка не увеличила шероховатость коровьей эмали. Эти тесты не доказывают безопасность длительного применения у людей, нужны дальнейшие испытания безопасности. Якубовик указал, что в лаборатории бактерии подвергаются заряду часами, а во рту щетина касается тканей недолго. Он считает работу доказательством концепции; необходимы более крупные исследования. livescience.comLive Sciencelivescience.comОткрыть источник ↗