你有没有这样的经历?刷牙出血、牙龈肿痛,牙齿对冷热酸甜都格外敏感……这些看起来不大的毛病,可能是牙周炎的早期症状。
它是我国最常见的口腔疾病之一,也是成年人掉牙的元凶。只是大多数时候,它躲在牙龈深处悄悄侵蚀你的“地基”,等你发现牙齿松动时,往往为时已晚。
过去,对付它,很多人只能“忍忍就过”。口服药怕刺激肠胃,漱口水作用时间太短,药膏一舔就掉。牙龈疾病就这样从“一拖再拖”,变成了“不可再拖”的麻烦。
但现在,浙江科研人员找到了一种新思路。来自浙江省农科院蚕桑与茶叶研究所的科研人员,用蚕丝做了一个“智能创可贴”,在病灶处贴一贴,就能自己把病治好。近日,相关研究发表在国际学术期刊《Journal of Nanobiotechnology》。
一个指甲盖大小的“智能工厂”
“这是一块和我们小拇指指甲盖大小差不多的贴片。”
日前,记者联系上了科研团队,省农科院蚕桑与茶叶研究所茧丝多元化利用研究室副研究员、杨磊博士,他给我们介绍了相关研究的细节。
也许你听不懂“核壳结构微针(MNs)药物递送系统”的复杂名字。但简单来说,未来口腔医生只需将贴片轻轻附在患者发炎的牙龈表面,无数的微针可以刺入牙龈黏膜,在不触碰到神经末梢的同时,达到几百微米的深度释放药物。
“患者几乎不会有疼痛的感觉,甚至自己就可以操作。”杨磊说道。
这个小小的贴片是个“双层结构”,在几天时间里,它将在口腔内部上演一场精密的“两幕剧”:
第一幕,外层快速反应。贴片外壳可以识别到牙周炎局部微环境中相关信号,比如过高的基质金属蛋白酶和较低的pH值,从而启动降解,释放出其中包裹的纳米药物。这些药物将像一支快速反应部队,有效抑制促炎因子风暴,控制炎症。
第二幕,内核缓慢释放。外壳降解完成后,内核开始缓慢水解,持续释放干细胞外泌体(一种来源于干细胞的重要活性成分)。它们将像一支建设兵团,调节局部免疫微环境,一点点引导牙槽骨的再生和修复。
整个过程中,药物集中在局部释放,微针贴片可在数天到数周内自行降解,规避了全身用药带来的胃肠道刺激、肝脏代谢负担以及其他不良反应。
小蚕丝大作用
微壳微针的方法并不是科研团队首创,但特别的是,这个智能系统的核心材料,是蚕丝。
团队用蚕茧中提取的天然蛋白质(丝素蛋白)和另一种材料明胶结合起来,共同构建了这个精密的“核壳结构”。
为什么是蚕丝?
它很“友好”。杨磊介绍,丝素蛋白具有优异的生物相容性,不会引发免疫排斥。它进入人体后,降解产物是氨基酸。这本来就是人体需要的营养物质,可以被直接吸收利用。
同时,丝素蛋白的降解速度并不会太快。在内核里,它能单独构建致密的网络支架,为外泌体提供保护,让这些脆弱的活性物质不被唾液冲刷、不被酶降解,从而达到缓慢释放的效果。
科研人员们也可以通过调控材料密度,精确控制丝素蛋白的降解速度。杨磊告诉记者,这就像厨师调控火候一样,降解速度快的外壳,可以匹配抗炎需求;慢一点的内核,可以匹配牙槽骨再生的节奏。为整个疗程提供适当的空间和时间。
一只蚕的产业升级
浙江素有“丝绸之府”的美誉。数据统计显示,“十四五”时期,我国蚕茧产量约占全球75%,生丝出口占全球60%以上,其中,浙江是重要一极。
在省农科院蚕桑与茶叶研究所的实验室里,保存着近千份家蚕种质资源。过去几十年,科研人员在这里选育新品种,研究怎么让蚕少生病,产更多的茧丝,怎么让桑树长得更好。
“现在我们在进行家蚕育种的源头创新,利用新技术培育面向大健康领域应用的功能性家蚕品种。”蚕桑与茶叶研究所所长王永强研究员表示。传统的养蚕缫丝行业也正在向技术密集型大健康领域应用转型。
蚕丝虽听起来贵,但做成医疗产品成本并不高。杨磊算了算,一粒蚕茧的丝素蛋白含量约300毫克,一片指甲盖大小的微针贴片只需要几百微升的丝素蛋白溶液。折算下来,一只蚕茧的丝可以做5个左右的微针贴片。
同时,传统养蚕的季节性限制正在被打破。眼下,在浙江技术支持下,人工饲料养蚕技术已实现了工厂化的生产。每天都有蚕在恒温恒湿的车间里吐丝,现代蚕产业将不再依赖“春蚕到死丝方尽”的季节轮回。
不过,距离这片“创可贴”真正贴进患者嘴里,还有不短的路。杨磊介绍,目前这项技术仍处于临床前研究阶段,要完成生产工艺放大、毒理学评估、临床试验等系列流程。
但科研团队已经在想更远的事:除了牙周炎,这套系统还能用于口腔溃疡、皮肤病,甚至宠物医疗等行业。技术赋能下,“一根蚕丝”的新生故事,正被重新书写。