باحثون صينيون يبتكرون فرشاة أسنان كهربائية لمكافحة البكتيريا
أفادت وکالة آنا الإخباریة، وتجمع التقنية الجديدة بين التنظيف الميكانيكي التقليدي والتأثير المضاد للبكتيريا الناتج عن الشحنات الكهربائية، في مقاربة علمية قد تمثل تطوراً في وسائل العناية بصحة الفم والأسنان.
وفي هذا السياق، وصف فرانك سكانابيكو، اختصاصي أمراض اللثة في جامعة بافالو بولاية نيويورك، توليد الكهرباء خلال تنظيف الأسنان بأنه «نهج جديد لمفهوم قديم»، مشيراً إلى احتمال تفوق الفرشاة المبتكرة على نظيراتها اليدوية في إزالة اللويحات السنية، مع التأكيد على ضرورة إجراء مزيد من الاختبارات لتقييم فعاليتها وسلامتها.
آلية مبتكرة لتوليد الشحنات الكهربائية
وتعتمد الفرشاة الجديدة على شعيرات مصنوعة من بوليمر «بولي فينيليدين فلورايد» (PVDF)، جرى تعديل خصائصه من خلال عمليات الشد والتسخين ليصبح مادة كهرضغطية، قادرة على توليد شحنات كهربائية عند تعرضها للانحناء أو التشوه الميكانيكي.
وأثناء تنظيف الأسنان، يؤدي انحناء الشعيرات إلى توليد شحنات كهربائية تسهم في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية عالية النشاط في اللعاب المحيط بالأسنان. وتعمل هذه الجزيئات، وفقاً لتفسير الباحثين، على إتلاف الأغشية الخلوية للبكتيريا الموجودة في اللويحات السنية، في حين تستعيد المادة خصائصها الكهربائية عند عودة الشعيرات إلى وضعها الأصلي.
فعالية مرتفعة ضد البكتيريا المسببة لأمراض الفم
وأظهرت الاختبارات المخبرية، التي أُجريت على أنواع معزولة من البكتيريا، أن الشعيرات المكهربة تمكنت من القضاء على أكثر من 50% من بكتيريا المكورات العقدية الطافرة (Streptococcus mutans)، المرتبطة بتسوس الأسنان، مقابل نحو 9% فقط باستخدام شعيرات النايلون التقليدية.
كما سجلت الفرشاة الجديدة انخفاضاً في مستويات بكتيريا «بورفيروموناس جينجيفاليس» (Porphyromonas gingivalis)، المرتبطة بأمراض اللثة، بنسبة وصلت إلى 78%، في حين لم تتجاوز نسبة خفضها باستخدام شعيرات النايلون 8%.
وللتحقق من الآلية المسؤولة عن هذا التأثير، أضاف الباحثون مركباً مضاداً للأكسدة يعمل على معادلة أنواع الأكسجين التفاعلية، فلاحظوا تراجع التأثير المضاد للبكتيريا إلى حد كبير، الأمر الذي يدعم فرضية أن هذه الجزيئات تمثل العامل الأساسي في فعالية التقنية الجديدة.
تأثير في النشاط الجيني للبكتيريا
وكشفت التحليلات الجزيئية أيضاً عن انخفاض نشاط عدد من الجينات لدى بكتيريا المكورات العقدية الطافرة وبورفيروموناس جينجيفاليس عقب تعرضها للشعيرات المكهربة.
وترتبط هذه الجينات بتكوين نواقل الكاسيت المرتبطة بجزيء الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، المعروفة باسم (ABC transporters)، وهي منظومات بروتينية تؤدي دوراً أساسياً في نقل العناصر الغذائية والمواد المختلفة عبر الأغشية الخلوية.
ويرجح الباحثون أن التأثير في نشاط هذه النواقل قد يحد من قدرة البكتيريا على الحصول على العناصر الضرورية لبقائها، فضلاً عن التأثير في قدرتها على الالتصاق بسطح الأسنان.
غير أن هذا التفسير لم يحظَ بإجماع الخبراء؛ إذ أشار ياكوبوفيتش إلى أن نواقل ABC تتولى نقل مجموعة واسعة ومتنوعة من المواد، معتبراً أن النتائج الحالية لا تقدم تفسيراً حاسماً لكيفية تأثير التغيرات الجينية المرصودة في الوظائف الحيوية للبكتيريا.
نتائج واعدة في إزالة الأغشية الحيوية
وفي اختبار إضافي، قيّم الباحثون قدرة الفرشاة على إزالة الأغشية الحيوية للويحات السنية (Plaque biofilms)، وهي تجمعات ميكروبية منظمة تلتصق بسطح الأسنان وتشكل بيئة مناسبة لنمو البكتيريا.
ولإجراء التجربة، عمل الفريق على تنمية أغشية حيوية مستمدة من اللويحات السنية البشرية فوق أسطح مينا أسنان الأبقار، وأظهرت النتائج أن الفرشاة المكهربة تمكنت من إزالة أكثر من 99% من هذه الأغشية، متفوقة على فرشاة الأسنان التقليدية المصنوعة من النايلون.
ورغم هذه النتائج المشجعة، لا تزال التقنية بحاجة إلى دراسات إضافية لتحديد مدى فعاليتها في الاستخدام اليومي، وتقييم آثارها الصحية على المدى الطويل، فضلاً عن دراسة تكلفتها وإمكانات إنتاجها تجارياً.
وكان الباحثون قد أشاروا إلى أن الاختبارات الأولية لم تظهر أضراراً في سطح الأسنان أو مؤشرات على سمية الفرشاة للخلايا البشرية، غير أن هذه النتائج لا تكفي وحدها لإثبات سلامتها على المدى الطويل.
