Ag+-Zn2+抗粪肠球菌的协同机制及其在牙本质感染控制中的应用研究

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目的:本研究的主要目的是探索Ag+和Zn2+在协同抗粪肠球菌活动中的最适配比和协同机制,同时评估Ag+-Zn2+最适原子比混合液抗牙本质粪肠球菌生物膜的效果。方法:采用菌落形成单位计数(CFU counting)法和动态生长曲线法检测不同浓度银离子、锌离子、不同原子比(1:1,1:3,1:6,1:9,1:12)的银锌离子混合液对浮游态粪肠球菌的抗菌作用,计算其抗菌效率,并确定最适比例。将最适比例的银锌离子混合液作用于牙本质片(4 mm×4 mm×1 mm)上的粪肠球菌生物膜,作用7天后将不同处理组的牙本质片分别放入8mL新鲜BHI培养基中进行孵育,使用分光光度计检测10个小时内每2个小时细菌悬液在600nm处的光密度(OD)。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)观察不同处理组牙本质片表面粪肠球菌的生长情况。采用CCK-8实验检测不同原子比的Ag+-Zn2+混合液对MC3T3-E1细胞的毒性作用。通过Zn2+预处理实验和膜电位-膜通透性实验研究Zn2+在Ag+-Zn2+协同作用中的机制。结果:根据粪肠球菌菌落计数实验和动态生长曲线实验的结果分别计算Ag+-Zn2+协同的抗菌效率。在菌落计数实验中,银锌原子比为1:6,1:9和1:12组的抗菌效率与Ag+组相比分别提高了50.71%,62.28%和60.05%。在动态生长曲线实验中,银锌原子比为1:12组与单独Ag+组相比,抗菌效率分别提高了66.27%(1×106 CFUs/mL)和88.99%(1×108 CFUs/mL)。在抗粪肠球菌生物膜实验中,与Ag+组相比,2%CHX组和1:12 Ag+-Zn2+组的牙本质片上积聚的生物膜明显减少。通过扫描电子显微镜观察证实了不同处理组的牙本质片上生物膜积聚存在差异。CCK-8实验结果表明,除了银锌原子比1:12组以外其他所有银锌协同组均与空白对照组没有显著性差异。在Zn2+预处理实验第4小时,仅有Zn2+预处理组的OD值显著低于空白对照组。在膜电位-膜通透性实验中,当硝酸锌溶液的浓度达到33.6×10-2mg/mL时,粪肠球菌膜电位去极化的程度最大,但是,膜通透性却没有明显改变。结论:研究显示原子比为1:9和1:12的Ag+-Zn2+混合液不仅对浮游态粪肠球菌有较好的抗菌效果,而且其抗粪肠球菌生物膜能力接近2%洗必泰,同时细胞毒性又远低于2%洗必泰。银和锌的这种协同作用可能归因于Zn2+对粪肠球菌细胞膜膜电位去极化的影响。因此,研发Ag+-Zn2+原子比大于1:6(如1:9,1:12)的载银锌抗菌药物可用于治疗根管内粪肠球菌感染或者人体其他部位的粪肠球菌感染。
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