ابداع نوعی زبان مصنوعی که باکتری‌های دندانی را می‌کشد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از  اینترستینگ اینجینیرینگ، دانشمندان نوعی زبان مصنوعی ساخته‌اند که می‌تواند بین انواع مختلف باکتری‌های دندانی تمایز قایل شود؛ دستاوردی که می‌تواند به درمان و مدیریت بیماری‌های دندان منجر شود. این زبان مصنوعی می‌تواند پس از تشخیص باکتری‌ها آنها را غیر فعال کند و یا از بین ببرد.

اساس این زبان مصنوعی، آرایه‌ای از حسگرهای شیمیایی است که چندین حسگر را ترکیب می‌کند. هنگامی که در معرض یک نمونه حاوی باکتری‌های مختلف قرار می‌گیرد، هر حسگر درون آرایه پاسخ منحصربه‌فردی ارائه می‌کند. این حسگرها می‌توانند آنالیت‌های مختلف موجود در نمونه را حتی اگر ساختار شیمیایی مشابهی داشته باشند، تشخیص دهند. سپس زبان مصنوعی جدید الگوهای واکنشی همه حسگرها، را ترکیب و تحلیل می کند.

از هر هشت مورد مرگ در جهان یک نفر بر اثر عفونت‌های باکتریایی جان خود را از دست می‌دهد. عفونت باکتریایی دومین عامل مرگ و میر در سطح جهان است.

تأخیر در درمان و تشخیص نادرست، میزان مرگ‌ومیر را تشدید می‌کند. بیماری‌های دندانی مانند پوسیدگی و پریودنتیت نیز به طور قابل توجهی بر کیفیت زندگی تأثیر می‌گذارند و به طور بالقوه منجر به بیماری های سیستمیک می شود.

سایر بیماری ها مانند اندوکاردیت یا آبسه مغزی به دلیل عفونتی که در جاهای دیگر گسترش یافته مانند عفونت دندان یا اندوکاردیت باکتریایی بروز می کنند.

چگونه زبان باکتری ها را شناسایی می کند و از بین می برد؟

دندان‌پزشکان برای تشخیص عامل حفره و مشکلات دندانی یا بیماری های لثه، معمولا مجبورند طیفی از باکتری ها را در آزمایشگاه رشد دهند؛ اما محققان دانشگاه شانگهای می خواستند راهی ساده تر و ارزان تر پیدا کند.

آنها تصمیم گرفتند از یک آرایه حسگر برای شناسایی انواع مختلف باکتری ها به طور همزمان استفاده کرده و همچنین دریابند آیا می توانند از این سیستم برای کشتن باکتری هایی که پیدا کرده اند نیز استفاده کنند؟

دندان‌پزشکان از ذرات ریزی به نام نانوزیم استفاده کردند که مانند آنزیم های طبیعی عمل می کنند و آنها را با DNA  پوشانده اند. هنگامی که به این ذرات یک مایع خاص و رنگ قابل تغییر اضافه شد، نانوزیم ها مایع را آبی کردند. اما اگر باکتری‌ ها به DNA روی نانوزیم ‌ها بچسبند، این ذرات به خوبی کار نمی ‌کنند، بنابراین مایع به رنگ آبی در نمی‌ آید. پوشاندن نانوزیم ها با انواع مختلف DNA می تواند باعث ایجاد تغییر رنگ در هر نوع باکتری شود.

دندان‌پزشکان این سیستم را با نمونه های حاوی 11 نوع باکتری موجود در دهان آزمایش کردند. این حسگرها حتی در نمونه های بزاق نیز کارآمد بود. آنها حتی می توانستند تشخیص دهند که آیا نمونه پلاک از فردی با مشکلات دندانی به دست آمده یا فردی با دندان های سالم.

مرحله بعد کشتن باکتری هاست. پژوهشگران دریافتند افزودن نانوزیم ها به محلول های حاوی باکتری، سه نوع رایج باکتری را از بین می برد.

مشاهده میکروسکوپی نشان داد نانوزیم ها به لایه های بیرونی باکتری ها آسیب رسانده اند و این یعنی این سیستم می تواند در آینده برای یافتن و درمان مشکلات دندانی ناشی از باکتری ها مورد استفاده قرار گیرد.

اگرچه مشخص نیست این زبان مصنوعی چگونه در داخل دهان قرار می گیرد اما این نوآوری می تواند پیامدهای قابل توجهی برای سلامت دندان با ارائه ابزاری برای شناسایی باکتری های مضر و مبارزه موثر با آنها داشته باشد.

نتایج این تحقیقات در نشریه «اپلاید متریالز اند اینترفیس» (ACS Applied Materials & Interfaces) منتشر شده است.