核心导读：我们知道，牙菌斑内的细菌是导致蛀牙的元凶之一，但传统的抗菌手段往往对这些细菌束手无策，原因是它们会藏身在一个像胶水般充满粘性的生物膜基质内。
用过氧化氢处理之前施加到牙齿的氧化铁纳米颗粒有效地降低蛀牙的发生和蛀牙严重程度（
因此，宾夕法尼亚大学研究人员摒弃了以往利用抗生素治疗蛀牙的方法，通过战略构思，采取了一种更为复杂的方法。他们利用含铁纳米粒子的PH敏感性和类酶属性，刺激过氧化氢的活动（这种做法通常被用来进行天然防腐）。在一个动物模型内，由活泼的过氧化氢分子所生产的自由基，在降低生物膜基质含量的同时，会杀死内部的细菌，并显著降低血小板数量，从而起到预防蛀牙的效果。
“即便是使用的过氧化氢浓度非常低，也能有效地破坏生物膜。”宾夕法尼亚大学口腔正畸学教授、儿童牙科社区及口腔健康研究报告的高级作家Hyun古，在《生物材料》杂志上发表的论文中表示：“添加纳米粒子后，杀死牙菌斑细菌的效率超过5000倍。”
该论文的第一作者是Lizeng高,他是Hyun古实验室的一位博士后研究员。在2013年加入古的实验室时,他便提出纳米粒子在口腔环境中刺激过氧化氢而生成的自由基能杀死细菌。不过，当他第一次向Hyun古介绍时，遭到了古的怀疑，古认为，这些自由基同时也会损害健康组织。但后来，Lizeng高反驳了古的看法，“他告诉我，纳米粒子的催化活性取决于pH值。”古说。
Hyun古发现,在健康的口腔中，纳米粒子PH值达到6.5-7的中性或近中性范围时并没有催化活性；但是，当pH值呈弱酸性，即接近5时，他们会变得高度活跃，并能迅速产生自由基。研究人员证实，在酸性条件下，附着于生物膜上的纳米粒子就算在治疗停止后仍能有效地催化过氧化氢。他们还发现，就算只有1%或更低浓度的过氧化氢溶液，内含的纳米粒子在五分钟内消灭生物膜中的变形链球菌数量也超过了99.9%，比单独使用过氧化氢的效果好5000倍，达到了有效杀死细菌的目的。
古、高二人还了解到，当老鼠的牙齿受变形链球菌感染时，也会像人类一样发展成蛀牙。于是二人应用纳米粒子和过氧化氢的技术用于治疗老鼠的蛀牙。实验显示，在老鼠进行了每天一分钟、合计三周的治疗后，其蛀牙的严重程度显著降低，而且对牙龈及口腔软组织的治疗没有不利的影响。“这是非常有前景的一种治疗方法。”古说，“虽然临床研究中的疗效和毒性需要进行实验验证，但我认为纳米粒子治疗技术还是存在可能性的。”
古、高和实验室的同事们希望继续完善纳米粒子技术，使人们的蛀牙问题能得到更有效的治疗方法。“我们正在研究纳米涂料的作用、成分、大小等等，所以我们设计的粒子或许将会有更好的表现。”古的同事Cormode表示。
期刊引用:
1. Lizeng Gao, Yuan Liu, Dongyeop Kim, Yong Li, Geelsu Hwang, Pratap C. Naha, David P. Cormode, Hyun Koo.Nanocatalysts promote Streptococcus mutans biofilm matrix degradation and enhance bacterial killing to suppress dental caries in vivo. Biomaterials, 2016;
翻译：劳淑贤
