Создание персонализированного средства гигиены для удаления кариесогенных бактериальных биопленок с поверхности зубов

Разработка ферментного средства для разрушения кариесогенных бактериальных биопленок

Проблема бактериальных биоплёнок

Кариесогенные бактерии, в частности Streptococcus mutans, образуют устойчивые бактериальные биоплёнки на поверхности зубов. Стандартные средства гигиены и антисептики воздействуют преимущественно на бактерии вне биоплёнок и не разрушают их матрикс.

Биоплёнки служат резервуаром патогенных микроорганизмов и ассоциированы с риском инфицирования кровотока при стоматологических вмешательствах, что может приводить к развитию инфекционного эндокардита и других сердечно-сосудистых осложнений.

Кариес зубов

Устойчивые биоплёнки

Системные риски

Цель и задачи проекта

Цель проекта

Разработка безопасного и эффективного средства гигиены полости рта, направленного на разрушение матрикса кариесогенных бактериальных биоплёнок с использованием рекомбинантных ферментов

Основные задачи

Получение рекомбинантных ферментов
Оценка ферментативной активности
Разработка форм средства (паста, спрей)
Проведение испытаний эффективности in vitro
Подготовка материалов для охраны интеллектуальной собственности

Ферментный подход к разрушению бактериальных биоплёнок

Разрушение матрикса бактериальной биоплёнки достигается за счёт совместного действия рекомбинантных ферментов, направленных на различные структурные компоненты биоплёнки. Такой подход обеспечивает высокую специфичность и эффективность без применения агрессивных антисептических соединений.

β-N-ацетилгексозаминидаза

Разрушает полисахаридные компоненты матрикса бактериальной биоплёнки.

Эндонуклеаза I типа

Расщепляет внеклеточные нуклеиновые кислоты до моно- и олигонуклеотидов.

Эффективность разрабатываемого средства

Эффективность разрабатываемого подхода оценивалась в условиях in vitro на модельных бактериальных биоплёнках.

В рамках исследований проведена количественная (рисунки 1 и 2) и визуальная (таблица 1) оценка степени разрушения матрикса биоплёнки под действием разработанных экспериментальных форм средства (пасты и спрея).

Формы разрабатываемого средства

В рамках проекта разработаны основы средства для удаления бактериальных биоплёнок в двух формах, ориентированных на различные сценарии применения.

Паста

Форма средства, предназначенная для регулярной гигиены полости рта и удаления бактериальных биоплёнок с поверхности зубов.

Спрей

Форма средства для локального применения и дополнительной обработки труднодоступных участков полости рта.

Ключевые преимущества решения

Разрушение матрикса биоплёнки

Средство направлено на разрушение структуры биоплёнки, а не только на инактивацию свободных бактерий.

Высокая биологическая безопасность

В составе отсутствуют антисептики и агрессивные соединения, нарушающие нормальную микрофлору.

Высокая ферментативная активность

Активность используемых ферментов превышает минимально необходимую для разрушения биоплёнки.

Снижение риска системных осложнений

Потенциальное уменьшение риска сердечно-сосудистых осложнений, связанных с кариесогенными бактериями.

Востребованность разрабатываемого решения

Распространённость кариеса зубов остаётся высокой во всех возрастных группах, что обуславливает устойчивый спрос на эффективные и безопасные средства гигиены полости рта.

Современные тенденции в стоматологии направлены на разработку средств, воздействующих не только на свободные микроорганизмы, но и на структурные компоненты бактериальных биоплёнок, что подтверждает актуальность предлагаемого научного подхода.

Результаты проекта

В ходе выполнения проекта на текущий момент достигнуты следующие результаты:

Получены рекомбинантные ферменты β-N-ацетилгексозаминидаза и эндонуклеаза I типа
Разработаны основы средства в формах пасты и спрея
Подтверждена ферментативная активность и стабильность препарата
Проведены испытания эффективности удаления модельной бактериальной биоплёнки in vitro
Показана эффективность разрушения биоплёнки не менее 70%
Начаты работы по обеспечению охраны интеллектуальной собственности
Подготавливается научная публикация по результатам исследования

Статус и поддержка проекта

Проект реализуется при поддержке Фонда содействия инновациям в рамках грантовой программы «Студенческий стартап».

Работы выполняются на базе Университета ИТМО. Выпускная квалификационная работа по тематике проекта удостоена приза «Научный Эверест» за лучшую научно-исследовательскую работу.

Информация, представленная на сайте, носит ознакомительный характер и не является публичной офертой или инструкцией к применению.
Проект находится на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Статус и поддержка

Проект реализуется при поддержке институтов развития.

В рамках проекта осуществляется экспертное взаимодействие со специалистами Университета ИТМО.