به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، درمان ریشه دندان (اندودنتیک) یک فرآیند حیاتی برای حفظ دندان‌های مبتلا به پوسیدگی عمیق یا عفونت پالپ است. موفقیت این درمان به میزان قابل توجهی به حذف کامل باکتری‌ها از سیستم کانال ریشه وابسته است. «انتروکوکوس فکالیس» (E. faecalis) به عنوان یک پاتوژن سرسخت و یکی از عوامل اصلی شکست درمان ریشه شناخته می‌شود که به دلیل توانایی در تشکیل بیوفیلم، نفوذ به توبول‌های عاجی و مقاومت نسبی در برابر شوینده‌های متداول، چالش بزرگی برای دندانپزشکان ایجاد کرده است. شوینده‌های سنتی مانند هیپوکلریت سدیم و کلرهگزیدین، با وجود اثربخشی نسبی، دارای معایبی از جمله سمیت بالا برای بافت‌های پیرامون ریشه، تخریب احتمالی ساختار عاج و ناتوانی در حذف کامل بیوفیلم در نواحی آناتومیک پیچیده هستند. از این رو، جستجو برای یافتن شوینده‌های ایمن‌تر و مؤثرتر ادامه دارد. در این راستا، پژوهشی نوآورانه توسط تیمی از محققان مکزیکی، پتانسیل نانوذرات کیتوزان (CH-NPs) بارگذاری شده با سه آنتی‌بیوتیک رایج در اندودنتیک (مترونیدازول، سیپروفلوکساسین و مینوسایکلین) را به عنوان یک شوینده ترکیبی مورد بررسی قرار داده است. کیتوزان، یک پلی‌ساکارید طبیعی زیست‌تخریب‌پذیر و زیست‌سازگار است که به دلیل خواص ضد میکروبی ذاتی و بار مثبت سطحی، می‌تواند به غشای باکتری‌های دارای بار منفی چسبیده و نفوذپذیری آن را افزایش دهد. فرضیه اصلی این است که بارگذاری آنتی‌بیوتیک‌ها بر روی این نانوذرات، نه تنها پایداری و رهایش کنترل‌شده دارو را بهبود می‌بخشد، بلکه ممکن است اثر هم‌افزایی (سینرژیسم) علیه باکتری‌ها ایجاد کند. نتایج این مطالعه نشان داد که نانوذرات کیتوزان حاوی سیپروفلوکساسین، بیشترین قدرت مهار رشد باکتری E. faecalis را در هر دو آزمون انتشار در آگار و رقت‌سازی مایع دارا بودند. جالب توجه اینکه، نانوذرات حاوی مترونیدازول، کمترین سمیت را بر روی سلول‌های بنیادی پالپ دندان انسانی (hDPSCs) نشان دادند که یک مزیت کلیدی برای حفظ پتانسیل بازسازی بافت پالپ محسوب می‌شود. اگرچه نانوذرات حاوی مینوسایکلین اثر ضدباکتریایی بهتری نسبت به کیتوزان خالی داشتند، اما سمیت بالاتری از خود نشان دادند. این یافته‌ها به طور کلی حاکی از آن است که فرمولاسیون نانوذرات کیتوزان بارگذاری‌شده با آنتی‌بیوتیک‌ها، به ویژه ترکیب با سیپروفلوکساسین، می‌تواند یک کاندیدای امیدوارکننده برای توسعه شوینده‌های نسل جدید اندودنتیک باشد که ایمنی و کارایی را همزمان ارائه می‌دهند.

مشکلات شوینده‌های سنتی و نیاز به راهکارهای نوین
کانال ریشه دندان دارای آناتومی پیچیده‌ای شامل کانال‌های فرعی، ایسموس‌ها و توبول‌های عاجی است که دسترسی مکانیکی و شیمیایی کامل را برای تمیزکاری دشوار می‌سازد. شوینده طلایی فعلی، هیپوکلریت سدیم، اگرچه توانایی انحلال بافت آلی و ضدعفونی قوی دارد، اما در صورت نفوذ به بافت پیرامون ریشه (پری‌اپیکال) می‌تواند باعث آسیب شدید بافتی، درد و نکروز شود. کلرهگزیدین نیز علی‌رغم ایمنی نسبی بیشتر، در حذف کامل بیوفیلم به ویژه در برابر ایزوله‌های مقاوم مانند E. faecalis محدودیت دارد. از طرفی، استفاده سیستمیک یا موضعی از آنتی‌بیوتیک‌هایی مانند مترونیدازول، سیپروفلوکساسین و مینوسایکلین (که در رژیم سه‌گانه آنتی‌بیوتیکی معروف استفاده می‌شوند) به تنهایی ممکن است با سمیت برای سلول‌های میزبان و ایجاد رنگ‌گیری دندان (در مورد مینوسایکلین) همراه باشد. بنابراین، نیاز مبرمی به سیستم‌های حمل داروی هوشمند وجود دارد که دارو را به صورت هدفمند در محل عفونت رها کرده و عوارض جانبی را به حداقل برسانند.

نانوذرات کیتوزان: حاملی ایده‌آل برای دارورسانی در اندودنتیک
کیتوزان که از دی‌استیله کردن کیتین (ماده تشکیل‌دهنده پوسته سخت‌پوستان) به دست می‌آید، به دلیل خواص منحصر به فردش توجه زیادی را در پزشکی بازساختی و دارورسانی به خود جلب کرده است. زیست‌سازگاری بالا، تخریب‌پذیری آنزیمی، خواص ضد میکروبی ذاتی (به دلیل بار مثبت که با غشای منفی باکتری‌ها برهمکنش می‌کند) و توانایی چسبندگی به سطح عاج مرطوب، آن را به کاندیدایی ایده‌آل برای کاربرد در اندودنتیک تبدیل می‌کند. هنگامی که کیتوزان در ابعاد نانو فرموله می‌شود، سطح ویژه و نفوذپذیری آن افزایش یافته و می‌تواند به عنوان حاملی کارآمد برای داروها عمل کند. روش ژلاسیون یونی که در این مطالعه برای سنتز نانوذرات استفاده شد، یک روش ساده و بدون استفاده از حلال‌های سمی است که در آن آنیون‌های تری پلی فسفات (TPP) با کاتیون‌های آمونیوم کیتوزان برهمکنش داده و ذرات نانومتری پایدار تشکیل می‌دهند. آنتی‌بیوتیک‌ها می‌توانند در حین این فرآیند در ماتریکس نانوذره به دام افتاده یا بر روی سطح آن بارگذاری شوند.

روش‌شناسی پژوهش: از سنتز تا ارزیابی زیستی
در این مطالعه، نانوذرات کیتوزان با و بدون کنترل دما (در دمای اتاق و ۶۰ درجه سانتی‌گراد) سنتز و سپس با سه آنتی‌بیوتیک بارگذاری شدند. ساختار و موفقیت بارگذاری با تکنیک‌های FTIR و UV-Vis تأیید گردید. FTIR وجود گروه‌های عاملی مربوط به هر آنتی‌بیوتیک را در طیف نانوذرات بارگذاری‌شده نشان داد که مؤید تشکیل کمپلکس بود. ارزیابی ضد میکروبی در دو سطح انجام شد: آزمون انتشار در آگار برای بررسی توانایی ایجاد هاله مهار و آزمون رقت‌سازی در محیط مایع برای تعیین حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و همچنین ارزیابی کمی حیات باکتری با روش MTT. در موازات، سمیت این فرمولاسیون‌ها بر روی سلول‌های بنیادی پالپ دندان انسانی (hDPSCs) که سلول‌های کلیدی در ترمیم پالپ و بافت پیرادندانی هستند، با استفاده از آزمون MTT بررسی شد و غلظت سیتوتوکسیک میانه (CC50) برای هر گروه محاسبه گردید.

نتایج کلیدی: سیپروفلوکساسین قوی‌ترین، مترونیدازول ایمن‌ترین
یافته‌ها تصویر روشنی از عملکرد متفاوت هر فرمولاسیون ارائه داد:
   نانوذرات کیتوزان-سیپروفلوکساسین: این ترکیب در هر دو آزمون ضد میکروبی، بهترین عملکرد را داشت. به طوری که در آزمون رقت‌سازی، حتی در کمترین غلظت آزمایش‌شده (۳.۱۲ میکروگرم بر میلی‌لیتر)، بیش از ۸۶٪ مهار باکتریایی نشان داد که از گروه کنترل (کلرهگزیدین) نیز بهتر بود. این نشان‌دهنده پتانسیل بالای این فرمولاسیون برای کاربرد در غلظت‌های پایین و کاهش خطر سمیت است.
   نانوذرات کیتوزان-مترونیدازول: اگرچه از نظر قدرت ضدباکتریایی از ترکیب سیپروفلوکساسین ضعیف‌تر بود، اما یک امتیاز بزرگ داشت: کمترین سمیت را بر روی سلول‌های بنیادی پالپ دندان نشان داد. این ویژگی برای مواردی که حفظ حیات سلول‌های پالپ باقی‌مانده یا ترمیم بافت پری‌اپیکال اهمیت دارد، بسیار ارزشمند است.
   نانوذرات کیتوزان-مینوسایکلین: این ترکیب نیز اثر ضدباکتریایی قابل توجهی داشت، اما نکته حائز اهمیت، سمیت بالاتر آن نسبت به دو ترکیب دیگر بر روی hDPSCs بود. این یافته محققان را در انتخاب فرمولاسیون نهایی، به سمت ترکیبات کم‌خطرتر سوق می‌دهد.
   تأثیر دما: جالب اینکه سنتز نانوذرات در دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد در برخی موارد منجر به بهبود جزئی در خاصیت ضدباکتریایی شد که می‌تواند ناشی از تغییر در اندازه ذرات یا راندمان بارگذاری باشد.

جمع‌بندی و چشم‌انداز بالینی
این پژوهش گامی مهم در مسیر توسعه شوینده‌های «هوشمند» اندودنتیک است. استفاده از نانوذرات کیتوزان به عنوان حامل، چندین مزیت بالقوه ارائه می‌دهد: افزایش زمان تماس دارو با دیواره کانال به دلیل خاصیت چسبندگی کیتوزان، رهایش کنترل‌شده و طولانی‌مدت آنتی‌بیوتیک، کاهش دوز مورد نیاز و در نتیجه کاهش سمیت سیستمیک، و احتمال ایجاد اثر هم‌افزایی بین خواص ضد میکروبی ذاتی کیتوزان و آنتی‌بیوتیک بارگذاری‌شده. یافته‌های این مطالعه به وضوح نشان می‌دهد که می‌توان با مهندسی فرمولاسیون، به ترکیباتی دست یافت که تعادل بهینه‌ای بین قدرت ضد میکروبی و زیست‌سازگاری برقرار کنند. نانوذرات کیتوزان-سیپروفلوکساسین به دلیل قدرت استثنایی و نانوذرات کیتوزان-مترونیدازول به دلیل سمیت بسیار پایین، کاندیدهای اصلی برای مطالعات بعدی هستند. گام‌های آینده شامل بهینه‌سازی بیشتر نانوذرات (مانند تنظیم اندازه و بارگذاری دارو)، ارزیابی توانایی آن‌ها در نفوذ به توبول‌های عاجی و از بین بردن بیوفیلم‌های بالغ در مدل‌های شبیه‌سازی شده، و در نهایت انجام مطالعات پیش‌بالینی بر روی مدل‌های حیوانی است. در صورت موفقیت، این فناوری می‌تواند نسل جدیدی از مواد اندودنتیک را معرفی کند که نرخ موفقیت درمان ریشه را به ویژه در موارد پیچیده و بازدرمانی‌ها، به شکل قابل توجهی افزایش دهد.

پایان مطلب/.