CN115052483A - 抗真菌复合材料和其方法 - Google Patents

抗真菌复合材料和其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115052483A
CN115052483A CN202180010472.3A CN202180010472A CN115052483A CN 115052483 A CN115052483 A CN 115052483A CN 202180010472 A CN202180010472 A CN 202180010472A CN 115052483 A CN115052483 A CN 115052483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pmma
biocompatible
antifungal
candida albicans
antifungal composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180010472.3A
Other languages
English (en)
Inventor
B·S·巴尔
B·J·麦肯泰尔
R·M·伯克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sintech
Original Assignee
Sintech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sintech filed Critical Sintech
Publication of CN115052483A publication Critical patent/CN115052483A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/60—Preparations for dentistry comprising organic or organo-metallic additives
    • A61K6/69—Medicaments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
    • A01N25/10—Macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/12—Powders or granules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P3/00—Fungicides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00—Dental prostheses; Making same
    • A61C13/08—Artificial teeth; Making same
    • A61C13/087—Artificial resin teeth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/70—Preparations for dentistry comprising inorganic additives
    • A61K6/71—Fillers
    • A61K6/76—Fillers comprising silicon-containing compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
    • A61K6/884—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising natural or synthetic resins
    • A61K6/887—Compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
    • A61K6/884—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising natural or synthetic resins
    • A61K6/887—Compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A61K6/889—Polycarboxylate cements; Glass ionomer cements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C2201/00—Material properties

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plastic & Reconstructive Surgery (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本文公开了抗真菌复合材料、装置以及减少或预防真菌在所述抗真菌复合材料上生长的方法。所述抗真菌复合材料和其装置可以包含生物相容性聚合物和负载在所述生物相容性聚合物的至少一部分中的Si3N4粉末。所述聚合物可以是热塑性聚合物，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)树脂，并且所述Si3N4粉末可以以约1vol.％到约30vol.％的浓度存在于所述热塑性聚合物中。

Description

抗真菌复合材料和其方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年1月24日提交的美国临时申请号62/965,451的优先权，所述美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及抗真菌复合材料和方法。更具体地，本公开涉及用于预防或治疗真菌感染的氮化硅复合材料、装置和涂层。
背景技术
白色念珠菌(C.albicans)通常是人肠道的微生物区系中的无害共生生物体。然而，当免疫防御减弱时或在肠道微生物区系失衡期间，所述白色念珠菌不受控制的生长并且转化成真菌可能导致严重的全身性感染。牙科假体传统上由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，一种热激活的丙烯酸树脂)制成，因为其具有生物相容性、良好的美观性和可修复性。然而，种植牙是口腔感染的储存器和孵化器，并且PMMA为白色念珠菌的定植和增殖提供了有利的环境。事实上，此真菌对丙烯酸义齿和聚合物填充物具有最大的亲和力。
尽管由牙科假体引起的念珠菌相关感染的发生率增加，但有效的抗真菌药物仍然很少，并且这些药物的耐药性正在增加。因此，需要安全且可靠的抗真菌复合材料，所述抗真菌复合材料可以应用于或用作以下：牙科假体或者可以与人体长期接触以预防或治疗真菌感染的其它系统。
发明内容
根据本公开的一方面，本文提供了一种抗真菌复合材料，其包括：生物相容性聚合物；以及Si3N4粉末，所述Si3N4粉末负载在所述生物相容性聚合物的至少一部分中，其中所述Si3N4以足以减少或预防真菌在所述抗真菌复合材料上生长的浓度存在。
根据本公开的另一方面，还提供了一种包括本文所描述的抗真菌复合材料的生物相容性装置。
又还提供了一种减少或预防真菌在生物相容性装置上生长的方法，所述方法包括：将所述生物相容性装置置于患者体内；并且使所述生物相容性装置与所述真菌接触。
附图说明
本专利或申请文件含有至少一幅彩色附图。在请求并支付必要的费用后，将由专利局提供带有彩色附图的本专利或专利申请公开物的副本。
图1A示出了PMMA对照的激光显微照片。
图1B示出了PMMA/Si3N4基材的激光显微照片。圆圈定位Si3N4颗粒。
图1C示出了PMMA对照的形貌表征的结果。
图1D示出了PMMA/Si3N4基材的形貌表征的结果。
图2A示出了培养的白色念珠菌紫色染色后的显微照片。
图2B示出了暴露于PMMA 24小时后白色念珠菌增殖状态的显微照片。嵌入图描绘了染色细胞的放大图像。
图2C示出了暴露于PMMA/Si3N4基材24小时后白色念珠菌增殖状态的显微照片。嵌入图描绘了染色细胞的放大图像。
图2D示出了念珠菌检测器试剂盒的结果，所述念珠菌检测器试剂盒提供了酵母细胞暴露于纯PMMA(阴性对照)、PMMA/15wt.％Si3N4和块状Si3N4(阳性对照)的浓度变化(CFU/ml)的视觉指示剂。
图3A示出了暴露于PMMA对照基材持续24小时的白色念珠菌的荧光图像，所述PMMA对照基材的真菌细胞壁的β-连接的多糖呈绿色染色。
图3B示出了暴露于PMMA对照基材持续24小时的白色念珠菌的荧光图像，所述PMMA对照基材具有DNA蓝色染色的富含腺嘌呤-胸腺嘧啶的区域。
图3C是图3A和图3B的重叠图像。
图3D示出了暴露于PMMA/Si3N4基材持续24小时的白色念珠菌的荧光图像，所述PMMA/Si3N4基材的真菌细胞壁的β-连接的多糖呈绿色染色。
图3E示出了暴露于PMMA/Si3N4基材持续24小时的白色念珠菌的荧光图像，所述PMMA/Si3N4基材具有DNA蓝色染色的富含腺嘌呤-胸腺嘧啶的区域。
图3F是图3D和图3E的重叠图像。
图4A示出了根据微生物活力测定通过光密度的酵母细胞增殖的结果。
图4B示出了通过对紫色染色的细胞进行直接细胞计数的酵母细胞增殖的结果。
图4C示出了通过对荧光显微照片进行绿色像素计数的酵母细胞增殖的结果。
图5A示出了酵母细胞暴露于PMMA持续24小时并用麦角甾醇特异性荧光(蓝色)染色处理的共聚焦激光显微镜结果。
图5B示出了酵母细胞暴露于用麦角甾醇特异性荧光(蓝色)染色处理的PMMA/Si3N4基材的共聚焦激光显微镜结果。
图6A示出了酵母细胞在用硝化应激感测吡咯亚甲基染料(绿色)染色后暴露于纯PMMA持续24小时的荧光图像。
图6B示出了酵母细胞在用硝化应激感测吡咯亚甲基染料(绿色)染色后暴露于PMMA/Si3N4持续24小时的荧光图像。
图6C是图6A中所示出的荧光图像的放大嵌入图。
图6D是图6B中所示出的荧光图像的放大嵌入图。
图7A是描绘在开放系统中添加到除盐水中的15wt.％Si3N4粉末的pH的时间依赖性的图。示出了三次运行的结果。
图7B是描绘分散在水介质中的15wt.％Si3N4粉末溶液中NH3和NH4 +的相对分率随pH的变化的图。
图7C是示出在15wt.％Si3N4粉末的水分散体中洗脱的NH3的相对分率随时间变化的图。
图7D是示出在15wt.％Si3N4粉末的水分散体中NH3和NH4+的摩尔浓度随pH的变化的图。
图8A示出了测量未暴露于水性环境的原始Si3N4样品中Si2p边缘形态的平均XPS光谱。
图8B示出了测量块状Si3N4样品的Si2p边缘形态随在pH＝7下暴露于水性环境持续24小时变化的平均XPS光谱。
图8C示出了测量块状Si3N4样品的Si2p边缘形态随在pH＝7下暴露于水性环境持续48小时变化的平均XPS光谱。
图8D示出了测量块状Si3N4样品的Si2p边缘形态随在pH＝7下暴露于水性环境持续120小时变化的平均XPS光谱。
图8E示出了测量块状Si3N4样品的Si2p边缘形态随在pH＝7下暴露于水性环境持续336小时变化的平均XPS光谱。
图8F示出了从XPS光谱去卷积并分配(从低结合能到高结合能)给N-Si-N、N-Si-O、N-Si-Ox和O-Si-O(参见嵌入图中的标记)的四个子带的相对XPS强度随时间的变化。
图9A示出了Si3N4样品在pH＝4下，在120℃的温度下暴露持续96小时后的XPS光谱。
图9B示出了Si3N4样品在pH＝7下，在120℃的温度下暴露持续96小时后的XPS光谱。
图9C示出了Si3N4样品在pH＝9下，在120℃的温度下暴露持续96小时后的XPS光谱。
图10A示出了培养的白色念珠菌的拉曼光谱。
图10B示出了图10A中培养的白色念珠菌细胞在暴露于PMMA/Si3N4基材持续24小时的拉曼光谱。
图10C示出了图10A中培养的白色念珠菌细胞在暴露于PMMA对照基材持续24小时的拉曼光谱。
图11A示出了包含在光谱区域950～1200cm-1的文库中的8种元素化合物的去卷积拉曼光谱。
图11B示出了根据将实验光谱与图11A中的数据库相匹配的自动求解器算法在酵母细胞上收集的实验光谱的带分配。
图12A示出了光谱区750～970cm-1的纯麦角甾醇的拉曼光谱(带源的带有标记的上光谱)和暴露于PMMA/Si3N4和纯PMMA基材的酵母细胞的平均拉曼光谱(下光谱)。
图12B示出了光谱区1000～1200cm-1的纯麦角甾醇的拉曼光谱(带源的带有标记的上光谱)和暴露于PMMA/Si3N4和纯PMMA基材的酵母细胞的平均拉曼光谱(下光谱)。
图12C示出了暴露于纯PMMA(上)、含15wt.％Si3N4的PMMA(中)和含75wt.％Si3N4的PMMA(下)的酵母细胞在827cm-1处的麦角甾醇带的原位拉曼映射的结果。
图12D示出了暴露于纯PMMA(上)、含15wt.％Si3N4的PMMA(中)和含75wt.％Si3N4的PMMA(下)的酵母细胞在1096cm-1处的麦角甾醇带的原位拉曼映射的结果。
图13A示出了350～600cm-1的光谱区的纯甘油的拉曼光谱(带源的带有标记的上光谱)和暴露于PMMA/Si3N4和纯PMMA的酵母细胞的平均拉曼光谱(下光谱)。
图13B示出了760～1100cm-1的光谱区的纯甘油的拉曼光谱(带源的带有标记的上光谱)和暴露于PMMA/Si3N4和纯PMMA的酵母细胞的平均拉曼光谱(下光谱)。
图13C示出了暴露于PMMA的酵母细胞的甘油的原位图。上图、中图和下图分别在421cm-1、812cm-1和1054cm-1的拉曼频率下拍摄。
图13D示出了暴露于PMMA/Si3N4的酵母细胞的甘油的原位图。上图、中图和下图分别在421cm-1、812cm-1和1054cm-1的拉曼频率下拍摄。
图14是展示由于RNS形成和NH3在细胞质空间中的直接作用两者而引起的Si3N4的杀白念珠菌活性的示意图。
具体实施方式
下文详细讨论了本公开的各个实施例。虽然讨论了具体实施方案，但是应当理解，这仅仅是出于说明的目的进行的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其它组件和配置。因此，以下描述和附图是说明性的并且不应被解释为限制性的。描述了许多具体细节以提供对本公开的透彻理解。然而，在某些情况下，未对公知的或常规的细节进行描述，以避免混模糊描述。在本公开中对一个实施例或实施例的引用可以是对相同实施例或任何实施例的引用；并且，此类引用意指实施例中的至少一个实施例。
对“一个实施例(one embodiment)”或“一实施例(an embodiment)”的引用意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例中。在本说明书中各个地方出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指代同一个实施例，也不是与其它实施例相互排斥的单独实施例或替代性实施例。此外，描述了可以由一些实施例但不由其它实施例展现的各种特征。
如本文所使用的，术语“包括(comprising)”、“具有(having)”和“包含(including)”以其开放的非限制性的意义使用。术语“一个/一种(a和an)”和“所述”被理解为涵盖复数以及单数。因此，术语“其混合物”也涉及“其混合物”。
如本文所使用的，术语“氮化硅”包含Si3N4、β-Si3N4、α-Si3N4、SiYAlON、β-SiYAlON、SiYON、SiAlON或其组合。
在本公开的上下文内以及在使用每个术语的具体上下文中，本说明书中使用的术语通常具有其在本领域中的普通含义。对于在本文所讨论的术语中的任何一个或多个术语，可以使用替代性语言和同义词，并且不管术语是否在本文详细说明或讨论，都不应加以特殊意义。在一些情况下，提供某些术语的同义词。对一个或多个同义词的详述并不排斥其它同义词的使用。本说明书中任何地方使用的实例(包含本文所讨论的任何术语的实例)仅是说明性的并且不旨在进一步限制本公开或任何示例术语的范围和含义。同样地，本公开不限于在本说明书中给出的各个实施例。
本公开的另外特征和优点将在随后的描述中阐述并且在某种程度上将根据描述而变得明显或者可以通过实践本文公开的原理来进行了解。本公开的特征和优点可以借助于所附权利要求中特别指出的仪器和组合来实现和获得。本公开的这些和其它特征将根据以下描述和所附权利要求而变得更为充分地显而易见或者可以通过实践本文所阐述的原理来进行了解。
义齿的使用、用抗生素长期治疗的需求以及人类寿命的延长是口腔念珠菌病的三个潜在驱动因素。念珠菌病的药物治疗分为适用于受表面感染影响的区域的局部药物，以及用于治疗更广泛的感染的全身性药物。制霉菌素和唑类药物两者均对局部治疗有效，但其液具有缺点；前者味道难闻并且对口腔黏膜的粘附性差，而后者可能会与其它药物产生不良反应，但其会被肠道吸收。可替代的咪康唑的处方已经以粘膜粘着口含片的形式推出。所述处方的优点是全身吸收有限，唾液浓度较高，以及患者耐受性较好。据报道，所述处方具有与凝胶应用相似的功效。全身性念珠菌感染还可以用唑类药物治疗，但此疗法更为复杂，包含经治疗的菌株可能(或可能变得)对处方药产生耐药性。
本文提供了使用氮化硅(作为聚合物基质中的分散小部分)预防或治疗真菌感染的抗真菌复合材料、装置和方法。氮化硅的杀白念珠菌行为可以克服耐唑念珠菌的出现。用表面通过氮化硅(Si3N4)功能化的新型长效装置替代非生物义齿、基于PMMA的骨水泥和其它牙科假体可能是一种重要的预防工具，所述工具可以模拟有机氮化合物对各种包含念珠菌属的病原体的积极影响。本文所描述的Si3N4的杀白念珠菌活性表明牙科中的广谱方法对人体细胞既安全又可用于对抗疾病。随着念珠菌属对药物的抗性越来越强，工程化生物材料表面体内递送杀白念珠菌剂以及调节环境pH的可能性可能会提供类似于人体免疫系统的适应性防御，并减少化学预防的需要。
在一实施例中，抗真菌复合材料可以包含生物相容性聚合物和负载在所述生物相容性聚合物的至少一部分中的Si3N4粉末。然后所述复合材料可以依次用于形成可能暴露于真菌感染的生物相容性装置。在不受任何一种理论限制的情况下，聚合物中的Si3N4可以创建不适合真菌生长的环境。因此，之前允许真菌感染以在患者体内生长的生物相容性装置，如种植牙或装置中可能已经使用的聚合物可以用Si3N4进行功能化，使得所述装置不再允许真菌感染或更难使真菌感染在装置上或装置附近生长。
在一些实例中，生物相容性聚合物可以是热塑性聚合物。热塑性聚合物可以是丙烯酸、丙烯酸玻璃或树脂玻璃。在一些实例中，热塑性聚合物是聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)树脂。
在一些实例中，真菌是酵母，如白色念珠菌。与单独的热塑性聚合物相比，抗真菌复合材料可能具有增加的针对真菌的杀白念珠菌功效。在一些实例中，抗真菌复合材料可以模拟有机氮化合物对包含念珠菌属在内的多种真菌病原体的积极影响。抗真菌复合材料对人体细胞既安全又可用于对抗疾病。随着念珠菌属对药物的抗性越来越强，使用抗真菌复合材料以体内递送杀白念珠菌剂以及调节环境pH可能会提供类似于人体免疫系统的适应性防御，并减少化学预防的需要。
PMMA中Si3N4级分的存在可能会在白色念珠菌中诱导化学应激和渗透应激两者。在至少一个实例中，抗真菌复合材料使真菌经受硝化应激和渗透应激。当NO和其它活性氮物种(RNS)的产生超过细胞的补偿能力并且最终形成亚硝基最终产物时，就会发生化学介导的应激。相反，细胞质空间中外源性氨的存在和相关的pH升高会导致渗透应激增加。图14提供了由于RNS形成和NH3在细胞质空间中的直接作用两者，白色念珠菌对发生在Si3N4表面的化学反应的代谢响应的示意图。NH3自由地渗透膜，从而产生进水口并使内吞pH朝向形成NH4 +的碱性值失衡。响应于渗透水的增加和细胞体积的相关改变，细胞产生甘油并排出甘油水水合物，从而实现渗透剂的功能。酵母通过增强麦角甾醇和甘油的产生来与其典型的抗氧化应激和硝化应激的代谢模式发生反应，以分别阻止RNS攻击和解毒氨。同时，细胞将Si3N4界面处的高浓度的RNS“解释”为宿主的免疫反应并且过表达麦角甾醇生物合成以增加毒力。
在一些实例中，抗真菌复合材料当在水性环境中时可以产生碱性pH。抗真菌复合材料附近或在抗真菌复合材料表面处的水性环境的pH可以为约8.4。硝酸硅的Si-N键经受均裂，并且氮立即释放到溶液中。然后从周围环境中清除氢阳离子。这导致陶瓷表面处的pH增加到约8.5的平衡值。在生理pH下，98vol.％的氨水是NH4 +；然而，由于高度局部的碱度，在Si3N4的最表面处，NH3的分率可以达到约10vol.％。虽然NH4 +只能通过离子通道穿透细胞质空间，但小且易挥发的NH3分子可以自由地穿过脂质膜。内吞空间中NH3分子的存在可能会严重地改变白色念珠菌的渗透平衡。细胞可能对渗透应激具有强烈反应，这可能是NH3渗透的直接结果。
Si3N4在水中的另一个重要特征是形成活性氮物种(RNS)，这是由于涉及氧自由基的非化学计量反应引起的。在暴露的Si3N4表面上同时产生超氧化物和氨部分会最终导致NO和过氧亚硝酸盐(OONO-)的形成。与超氧化物一起，NO是巨噬细胞用来对抗病原体的化学物种。这些化合物的强氧化功能导致ONOO-的形成。ONOO-反过来会强烈氧化蛋白质、脂质和核酸，并且可能导致杀白念珠菌作用。巨噬细胞杀白念珠菌活性也可能涉及NO，因为抑制NO合成会严重降低体外和体内两者对念珠菌病的抵抗力。从非化学计量化学反应的观点来看，Si3N4发挥的作用类似于巨噬细胞对白色念珠菌的作用。NO合成的抑制剂和NO或O2·-的清除剂可以降低巨噬细胞的杀白念珠菌活性；正是NO和O2·-自由基(而不是一种单独的自由基)的组合诱导了巨噬细胞发挥的杀白念珠菌作用。此外，白色念珠菌对Si3N4的代谢应答示出了不同的模式，并且代表了与在细菌和病毒的情况下活跃的机制不同的杀白念珠菌机制。
在一些实例中，Si3N4材料可以是约88wt.％Si3N4、2wt.％SiO2、6wt.％Y2O3和4wt.％Al2O3。在烧制时，这些元素的组合可以形成与β-SiYAlON同构的Si3N4晶体结构。Y2O3和Al2O3的使用还形成了其它结晶相，所述结晶相包含SiAlON、SiYON以及由Si、Y、Al、O和N构成的晶间玻璃。在其它情况下，Si3N4材料可以是约99wt.％α-Si3N4。Si3N4可以以足以减少或预防真菌在抗真菌复合材料上生长的浓度存在。Si3N4粉末可以以约1vol.％到约30vol.％的浓度存在于热塑性聚合物内。在一实例中，Si3N4粉末可以以约1vol.％的浓度存在于热塑性聚合物内。在一实例中，Si3N4粉末可以以约5vol.％的浓度存在于热塑性聚合物内。在一实例中，Si3N4粉末可以以约10vol.％的浓度存在于热塑性聚合物内。在一实例中，Si3N4粉末可以以约15vol.％的浓度存在于热塑性聚合物内。在一实例中，Si3N4粉末可以以约20vol.％的浓度存在于热塑性聚合物内。在一实例中，Si3N4粉末可以以约25vol.％的浓度存在于热塑性聚合物内。在一实例中，Si3N4粉末可以以约30vol.％的浓度存在于热塑性聚合物内。
在一些实例中，Si3N4粉末可以通过均匀地混合在整个聚合物中而负载到聚合物中。在至少一个实例中，Si3N4粉末可以负载在热塑性粉末中并均匀地混合在整个热塑性聚合物中。然后，可以形成聚合物形状或组合物。在其它实例中，Si3N4粉末混合在热塑性聚合物的表面层中。在一些实例中，可以通过产生一种具有氮化硅和聚合物的混合物以及单独的聚合物的第二种混合物来形成表面层。然后在组合这两种混合物时，将含有Si3N4的第一种混合物施涂在纯聚合物混合物的外面。在另一个实例中，首先制备聚合物形状，并且然后可以将Si3N4的粘附浆料涂层施涂到外表面。涂层可以通过化学方式与聚合物结合，或者可以使用激光能量将所述涂层嵌入到聚合物的表面。
抗真菌复合材料可以用于形成植入或用于患者的生物相容性装置。因为牙科装置最容易受到白色念珠菌感染，所以抗真菌复合材料可一用于牙科装置，例如非生物义齿、粘固剂、临时或永久性植入物、填充物、龈下骨结合装置和其它牙科假体。这些装置可以是由生物相容性聚合物与Si3N4粉末整体均匀地混合而制成的整体装置，或者可以具有由Si3N4功能化的表面。
本文还提供了一种减少或预防真菌在生物相容性装置上生长的方法。所述方法可以包含将含有抗真菌复合材料的生物相容性装置置于患者体内并且使所述生物相容性装置与真菌接触。
真菌可以是酵母，如白色念珠菌。与单独的热塑性聚合物相比，抗真菌复合材料可能具有增加的针对真菌的杀白念珠菌功效。在一些实例中，抗真菌复合材料使真菌经受硝化应激和渗透应激。在另外的实例中，抗真菌复合材料当在水性环境中时产生碱性pH，例如约8.4。
实例
实例1：氮化硅对白色念珠菌细胞活力和增殖的影响
为了示出氮化硅(Si3N4)对真菌细胞活力和增殖的影响，由用于制造正畸矫治器的可商购获得的聚甲基丙烯酸甲酯基材(PMMA)树脂制备了两组15mm x 3mm(每组n＝4)基材。PMMA由白色粉末(PMMA 20～30％，甲基丙烯酸的共聚物70～80％，过氧化苯甲酰0.1～1.0％)和粉色聚合物(甲基丙烯酸甲酯>95％，N,N-二甲基对甲苯胺<2％，二甲基丙烯酸乙二醇酯<3％)构成。通过将PMMA树脂与平均粒径约为1μm的15wt.％Si3N4粉末混合来制备一组四种基材。粉末中不存在残余的α-Si3N4相。为了进行比较，还制备了第二组四种PMMA基材。所述基材含有75wt.％的相同的Si3N4粉末。然而，这些样品仅用于确认基材与病原体之间的化学相互作用。鉴于其较差的结构特性，所以这些样品的应用相关性较低。用超过渗滤极限的Si3N4粉末负载PMMA会产生团聚并显著影响机械特性。用与3-D成像分析软件耦接的激光显微镜测量两组实验样品的表面粗糙度。使用扫描电子显微镜检查其表面形态。采用用单色MgKα(输出10kV，10mA)的X射线源操作的光电子能谱仪对块状Si3N4基材进行光谱(XPS)分析。在暴露于水性环境后，分析了Si3N4样品的表面随时间和pH的变化。在表征之前，施加Ar+溅射程序以清洁样品。在约2×10-7Pa的真空室中进行测量，其中分析仪通能为10eV并且电压步长为0.1eV。X射线入射角和起跳角分别设置为34°和90°。对每个样品的十个单独的测量结果(n＝10)的光谱进行平均。
图1A和1B分别示出了PMMA对照和PMMA/Si3N4基材表面的SEM显微照片。两种基材都均观察到了类似的形态，但后一种样品的表面上明显存在突出的Si3N4晶粒(参见图1B中的圆圈区域)。使用激光显微镜，没有嵌入的Si3N4晶粒的PMMA表面的形貌表征和有嵌入的Si3N4晶粒的PMMA表面的形貌表征分别在图1C和1D中示出。两种基材的表面在形态上类似，但PMMA/Si3N4基材的平均粗糙度比纯PMMA样品的平均粗糙度高约26％(即，43±16μm对34±6μm)。
使用荧光显微镜对白色念珠菌细胞进行计数和评估。使用DAPI(蓝色；靶向细胞核)和真菌Fungiflora
Figure BDA0003759066710000091
的特异性荧光染色试剂盒(绿色；靶向真菌细胞壁壳多糖、葡聚糖和多糖)对暴露于PMMA和PMMA/Si3N4基材持续24小时的细胞进行染色以便通过荧光显微镜观察。暴露之后，将细胞用95％乙醇固定，用蒸馏水洗涤，并Fungiflora
Figure BDA0003759066710000092
和DAPI染色持续5分钟。在水中洗涤之后，使用荧光显微镜进行细胞计数。念珠菌检测器试剂盒是为临床应用而开发的用于念珠菌属的选择性培养基。所述念珠菌检测器试剂盒由含有细菌生长抑制剂的基于沙氏培养的培养基制成，因此只有念珠菌才能茁壮成长。将白色念珠菌酵母细胞分别在PMMA(阴性对照)、PMMA/15wt.％Si3N4和块状Si3N4(阳性对照)基材上温育持续24小时。将细胞在PBS中洗涤之后，将所述细胞从流体中用移液管移出并引入到试剂盒培养基中。将细胞在室温下培养持续48小时。然后将培养基颜色从红色到黄色的分级变化与试剂盒制造商所提供的刻度相匹配，并将其转换成酵母细胞浓度。此测试被认为是评估口腔卫生的一种简单且相对快速的方法。其可视化和高精度被用作对Si3N4及其复合材料的杀白念珠菌特性的直接测量。
为了通过共聚焦激光显微镜(CLM)进行观察，使用胆固醇特异性荧光试剂盒检查暴露于PMMA和PMMA/Si3N4基材的白色念珠菌细胞。用4％多聚甲醛固定细胞、用PBS洗涤、染色，并且使用激发波长设置为338nm以及发射波长设置为480nm的CLM进行观察。
在单独的测试中，将暴露于PMMA和PMMA/Si3N4基材的白色念珠菌细胞用PBS洗涤，并使用硝化应激感测染料(NiSPY-3绿色)用特异性荧光染色进行检查。染色之后立即进行观察。用在标准激光扫描共焦模式下操作的受激发射损耗显微镜获取荧光显微照片。此程序基于一系列实验以及已发布的NiSPY-3硝化感测染料数据。这些研究表明NiSPY-3水介质中对ONOO-具有高度反应性，并且在添加ROS(例如，OH、HOCl、1O2、NO、O2 -和H2O2)后几乎没有荧光，而通过与ONOO-反应观察到强荧光。NiSPY-3也适用于ONOO-的活细胞成像，没有明显的细胞毒性。
还采用了过碘酸希夫(PAS)染色方法。在此测试中，用95％乙醇固定细胞，用蒸馏水冲洗，并用0.5％高碘酸溶液温育持续10分钟。然后用希夫试剂溶液(Schiff'sReagent)染色持续15分钟。洗涤之后，在数字显微镜VHX-2000下观察细胞。
用于细胞/CFU计数和荧光显微镜评估的代表性图像分别在图2A-2C和3A-3F中示出。图2A-2C中的显微照片是在紫色染色之后获得的。其示出了培养的白色念珠菌细胞(图2A)，以及所述白色念珠菌细胞在暴露于PMMA and PMMA/15wt.％Si3N4基材持续24小时后的增殖状态(分别在图2B和2C中)。染色细胞的放大图像在图2B和2C的嵌入图中给出。在图2D中，念珠菌检测器试剂盒提供了酵母细胞暴露于纯PMMA(阴性对照)、PMMA/15wt.％Si3N4和块状Si3N4(阳性对照)的浓度变化(CFU/ml)的视觉指示剂。此测定的结果，其中红色的保存表明酵母细胞未增殖，提供了Si3N4作为嵌入到PMMA中的分散体和作为块状基材两者的杀白念珠菌有效性的生动和明确的确认。图3A、3B和3C中的荧光图像分别代表暴露于PMMA基材持续24小时的白色念珠菌的真菌细胞壁的β连接的多糖(即，绿色染色的葡聚糖和壳多糖)、DNA的富含腺嘌呤-胸腺嘧啶的区域(即，蓝色染色的细胞核)，以及其重叠图像。图3D、3E和3F中的荧光图像代表酵母细胞暴露于PMMA/Si3N4基材持续24小时的相似特征。
图4A使用微生物活力测定的光密度值总结了纯PMMA和PMMA/Si3N4基材上细胞增殖的结果，图4B使用紫色染色细胞的直接细胞计数(即，总共20张显微照片，其包含图2A-2C中的显微照片)，以及图4C使用荧光显微照片上的绿色像素计数(即，包含图3A-3F中的显微照片的20张显微照片)。观察到统计上的显著差异，所述显著差异证明每种方法的PMMA/Si3N4复合材料的杀白念珠菌功效(n＝4，p<0.01)。值得注意的是，直接细胞计数法示出了病原体活力降低了约4-log10(99.99％)。
图5A-5B示出了酵母细胞暴露于用麦角甾醇特异性荧光(蓝色)染色处理的(a)PMMA和(b)PMMA/Si3N4基材持续24小时的共聚焦激光显微镜结果。比较表明，当暴露于含有Si3N4的PMMA时，白色念珠菌中的麦角甾醇含量明显增加。麦角甾醇是念珠菌属中一种重要的质膜脂质，其可调节其流动性、渗透性和完整性。所述麦角甾醇的富集与白色念珠菌细胞对各种应激的敏感性有关，如离子压力、渗透压力、氧化压力和抗真菌药物的治疗。最近，念珠菌属很容易对常用的抗真菌唑类化合物产生抗性，所述抗真菌唑类化合物会导致麦角甾醇的生物合成减少，这与负责麦角甾醇途径的转录因子的突变有关。
图6A-6B示出了用硝化应激感测吡咯亚甲基染料(绿色)染色后PMMA/Si3N4复合材料上的单细胞观察结果。这种染色不仅显示了ONOO-的存在，还澄清了其在酵母的生物内吞空间内的位置。酵母细胞暴露于纯PMMA和PMMA/Si3N4持续24小时的荧光图像分别在图6A和图6B中示出。Si3N4的存在似乎使酵母细胞的平均大小增加了大约两倍(参见图6A和6B)。这一比较在每个样品类型的约1600μm2区域上得到验证，表明：(i)当与纯PMMA进行比较时，暴露于PMMA/Si3N4的酵母中的绿色荧光富集；以及(ii)荧光信号在具有圆形形态的区域中出现增强-类似于这些细胞中的线粒体。相反，对于仅暴露于纯PMMA的样品，在具有类似形态的区域中，绿色像素明显缺失。这些差异通过箭头以及图6A和图6B的放大嵌入图鉴定，图6C和图6D分别示出了这些差异。这一证据支持高反应性ONOO-氮自由基在Si3N4的存在下形成的假设，并在酵母线粒体中累积。
实例2：氮化硅对水溶液中pH的影响
为了研究氮化硅在水溶液中的化学反应，在室温下，通过顶置式pH计测量含有15wt.％的用于制造PMMA/Si3N4复合材料的同一Si3N4粉末的水悬浮液的pH，随以10秒为间隔长达400秒的时间变化。
水溶液中Si3N4的化学反应主要取决于其表面处的Si-N共价键的离解。在水中，这会根据以下等式形成氨水和二氧化硅(silicon dioxide/silica)：
Si3N4(s)+6H2O(l)→3SiO2(s)+4NH3(g) (1)
NH3(g)+H+→NH4 + (aq) (2)
SiO2(s)+2H2O(l)→Si(OH)4(aq) (3)
其中，下标(s)、(g)和(aq)分别指固态、气态和水态。洗脱的氮迅速地清除水性环境中的质子(参见等式(1)和(2))，并且通过气态氨NH3和铵离子(NH4 +)的形成，在Si3N4的表面附近快速建立了强大的pH缓冲效应。根据等式(3)，二氧化硅进一步反应以形成硅酸Si(OH)4。与挥发性的NH3不同，Si(OH)4和NH4 +保留在水溶液中。
图7A-7D显示了来自分散在水介质中的15wt.％Si3N4粉末的定量实验数据，其依据：(图7A)pH随时间的变化，(图7B)NH3与总NH3/NH4 +的相对浓度随pH的变化，(图7C)洗脱的NH3的相对分率随时间的变化，以及(图7D)NH3和NH4 +的摩尔浓度随pH的变化。图7A中的数据示出了在连续的湿循环和干循环之后使用同一样品进行的重复测量。这些数据有助于可视化氮洗脱的动力学和pH缓冲的整体效果，同时证实洗脱的氮作为杀真菌剂的双重作用。可以证明：(i)在将Si3N4引入到水性环境中后的几秒钟内，会发生高碱性pH爆发(约8.3)；(ii)用同一Si3N4-粉末样品进行若干次重复测量，保持了碱性pH的爆发，但在初始爆发后，倾向于加速pH的降低；(iii)在最大pH下洗脱的NH3的分率为约10％，而剩余的级分为NH4 +；以及(iv)当挥发性NH3离开开放系统时，由于Si(OH)4和NH4 +离子的存在，pH变为酸性。值得注意的是，在整个pH间隔内，洗脱的NH4 +的摩尔浓度比NH3高约2个数量级(图7D)。然而，NH3可以很容易地穿透膜并在内吞空间中累积，而NH4 +只能通过具体的离子通道进入。对于作为中性物种和作为离子物种两者存在的分子，生物膜对前者是可渗透的，而其需要具体的载体来运输后者。物种形成平衡如在图7A-7D中示出，从而表明NH4 +是pH缓冲的关键物种。相反，高挥发性NH3在抗真菌行为中起着更直接的作用。然而，pH扰动和氨毒性均会显著影响白色念珠菌的代谢。
图8A-8F示出了块状Si3N4样品的一系列平均XPS光谱随在pH＝7下暴露于水性环境至多336小时变化。在pH＝7下的原始样品中以及将样品暴露持续24小时、48小时、120小时和336小时的Si2p边缘的平均形态如分别在图8A、8B、8C、8D和8E中示出。从XPS光谱中去卷积了四个子带，并分配(从低结合能到高结合能)给N-Si-N、N-Si-O、N-Si-Ox和O-Si-O(参见嵌入图中的标记)。图8F示出了随时间变化的四个子带的相对XPS强度。这组XPS数据显示了长期暴露于水性环境后Si3N4的表面化学计量的演变。Si3N4表面最初氧化为Si-O簇。然而，鉴于二氧化硅在水中的高溶解度，Si倾向于离开表面(主要以聚合硅酸的形式)，并且然后暴露胺位点。336小时后收集的数据证实了这一点(参见图8E和8F)。这些数据与之前的研究一致，所述研究分别根据比色氨测定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法阐明了N和Si的洗脱动力学。随着时间的推移，Si3N4“刷新”其原始胺键群的周期性趋势表明，所述复合材料最终可能具有持久的抗微生物活性。
图9A、9B和9C分别示出了Si3N4样品在120℃的温度以及4、7和9的pH值下暴露持续96小时后的XPS光谱。较高的温度加速了非化学计量反应的动力学，并阐明了长期暴露趋势。Si3N4表面保留了显著分率(在pH 4、7和9下分别为35、42和51％)的胺位点(即，在光谱中观察到的N-Si-N键的分率)。这些胺位点很重要，因为N的释放会导致NH3/NH4的形成和pH缓冲。图9A-9C的光谱中N-Si-N键的存在表明，所观察到的杀白念珠菌作用可以在较宽的pH范围内保持相对较长的时间。
实例3：使用拉曼光谱的氮化硅对白色念珠菌的影响
为了监测氮化硅对白色念珠菌功能的影响，在培养的活白色念珠菌上以及暴露于PMMA或PMMA/Si3N4复合材料基材持续24小时后收集了原位拉曼光谱。光谱是使用用具有20倍光学透镜的专用仪器获得的。将光谱仪设置为显微共焦模式并使用全息陷波滤波器。此滤波器允许高效和高分辨率的光谱采集。用功率为10mW的532nm固体激光源进行激发，并通过与风冷式电荷耦合装置(CCD)检测器连接的单个单色仪监测拉曼散射光。一个频谱的采集时间为10秒。用于分析的光谱是每个样品在不同位置处收集的30个光谱的平均值。在不从基材中去除酵母细胞的情况下，对每种类型样品在约2mm2的不同位置处收集的三十个光谱进行平均。对每种基材类型的三个样品进行了测试(n＝3)。
参考拉曼光谱之前是在纯化合物上收集的。这些参考数据被编入到包含以下的40多种化合物的大型文库(以下简称“文库”)中：多糖(例如，壳多糖、β-1,3-葡聚糖、β-1,6-葡聚糖)、单糖和二糖(例如，海藻糖、β-D-葡萄糖、D-右旋糖)、脂质(例如，三油酸甘油酯、三亚麻油酸甘油酯、1,2-二棕榈酰基-L-α-卵磷脂)、多元醇(例如，D-(+)-阿拉伯糖醇和L-(-)-阿拉伯糖醇)，以及其它关键分子，如腺嘌呤、麦角甾醇和甘氨酸。来自纯化合物的光谱用配备有氮冷式电荷耦合装置检测器的高分辨率光谱仪收集。后面这些实验中的激发源是514nm线的Ar离子激光器，所述Ar离子激光器以200mW的标称功率操作。光谱分辨率为1.5cm-1。
白色念珠菌细胞的拉曼成像是使用在微观测量模式下操作的专用拉曼装置获得的，所述专用拉曼装置具有二维共焦成像能力。此光谱仪被设计用于实现至多400个光谱的超快速同步图像采集。光谱仪与检查活细胞和组织兼容。其所使用的激发源为785nm。光谱分辨率为1.2cm-1(光谱像素分辨率等于0.3cm-1/像素)，峰位精度为0.1cm-1。然后使用可商购获得的软件生成拉曼图。
使用可用软件将拉曼光谱自动去卷积为一系列高斯-洛伦兹(Gaussian-Lorentzian)子带。相对于483cm-1处的葡萄糖环信号归一化后，分析所有光谱的相对强度。为了拟合白色念珠菌暴露于不同基材后的平均光谱Sav(ν)，使用了自动求解器，所述自动求解器利用高斯-洛伦兹函数V(Δν，σ，γ)的线性多项式表达式；用ν、Δν、σ和γ分别表示拉曼频率、来自每个子带的最大值(ν0)的频率偏移、每个高斯组分的标准偏差和洛伦兹组分的半最大值处的半宽度。然后使用工作算法匹配实验数据，如下所示：
Figure BDA0003759066710000142
其中，索引i定位了对整体光谱有贡献的一系列n个化合物中的每个化合物，并且索引j定位了n个系列的每个化合物的拉曼光谱中一系列m个化合物的每个高斯-洛伦兹子带。计算机程序通过从文库中预先选择的化合物中提取一系列高斯-洛伦兹子带来优化算法，根据之前发表的关于白色念珠菌和其它酵母结构的文献选择的所述化合物包含单糖、二糖和多糖、特异性脂质、多元醇和其它关键分子。尽管文库含有来自40多种不同分子的拉曼光谱，但根据文献进行了预选。在从文库中提取元素化合物的光谱子带后，所述算法定位出了与实验光谱的最佳拟合。在这样做的过程中，计算程序保留了来自每个元素化合物的去卷积光谱的各个子带的相对强度(βij)、光谱位置(ν0)和半高全宽(σ和γ)值(即，在±3cm-1内，考虑到光谱仪的分辨率和轻微分子结构改变的可能性)。这些关于带位置和带宽的标准提供了对实验光谱进行明确去卷积所需的约束。在这些约束范围内调整每种元素化合物的整体强度贡献(αi)能够实现实验光谱的最佳拟合。所述程序的输出是双重的：(i)其自动地筛选光谱并通过基于等式(4)最佳拟合实验光谱提出去卷积，同时还指示了对每个子带有贡献的分子；以及，(ii)其隔离了信号强度主要由单个参考分子(>90％)贡献的子带。然后通过使用如上所描述的专用拉曼仪器收集暴露于不同基材的活酵母细胞上的一系列原位拉曼图来测试这些子带。
DS培养的酵母细胞的拉曼光谱
通过将65克添加到一升蒸馏水中并连续煮沸混合物来制备沙氏右旋糖(DS)琼脂。在121℃下在高压釜中灭菌持续15分钟后，将混合物倒入到经灭菌的10cm直径的培养皿中。白色念珠菌
Figure BDA0003759066710000141
90028(白色念珠菌)细胞购自美国模式培养物保藏所(American TypeCulture Collection)，在大气压下在36℃下在沙氏右旋糖(DS)琼脂上将所述白色念珠菌预培养持续48小时，并且然后接种到浓度为1x106个细胞/皿的PMMA和PMMA/Si3N4基材上，并且然后温育持续24小时。
白色念珠菌的细胞壁由大约80～90％的碳水化合物组成。所述碳水化合物包含三种基本的成分：(i)含有β-葡聚糖的支链聚合葡萄糖；(ii)含有壳多糖的非支链聚合N-乙酰基-D-氨基葡萄糖；以及(iii)与糖蛋白/甘露糖蛋白共价连接的聚合甘露糖。剩余级分由蛋白质(6～20％)和少量脂质(1～7％)组成。这些结构特征在白色念珠菌的低频拉曼光谱中占主导地位(图10A；和下表1和表2)。碳水化合物振动模式在光谱中呈现为累积(主链)葡萄糖环信号(在483cm-1处的带1)和聚合的β-D-葡萄糖链，所述聚合的β-D-葡萄糖链具有来自支链淀粉的重叠信号(分别为在617cm-1、764cm-1、847cm-1、865cm-1和910cm-1处的带13、带30、带38、带40和带45)。从壳多糖中也观察到中等强度和强强度的带(分别为在497cm-1和648cm-1处的带2和带16)。在847cm-1处的强带38是L-(+)-阿拉伯糖和D-(+)-葡萄糖的累积(贡献更大)。D-阿拉伯糖醇是一种由若干种致病性和医学上重要的念珠菌属在体外产生的五碳糖醇(戊糖醇)，并且可以是侵袭性念珠菌病的标志物。然而，带38还以异头位置处α构型的频率特性为中心。β-D-葡萄糖和α-D-葡萄糖是多种生物体共有的代谢物，并且对带38的贡献指示存在一定程度的异构化。二糖海藻糖对带4、带6和带37(分别在519cm-1、544cm-1和838cm-1处)有贡献，并且似乎是带12(在601cm-1处)的主要贡献者。此二糖是白色念珠菌(以及通常的许多其它真菌种类)代谢中的重要分子，因为所述二糖充当能源并且具有抵抗环境应激的保护作用。在白色念珠菌中，非还原性海藻糖二糖响应于热应激或氧化应激而累积。为了利用其作为碳水化合物储蓄器和细胞保护剂对抗环境应激的双重作用，白色念珠菌通过来自葡萄糖-6-磷酸和尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-葡萄糖)的海藻糖-6-磷酸合酶促进海藻糖的合成，随后进行水解。
表1.
Figure BDA0003759066710000151
Figure BDA0003759066710000161
Figure BDA0003759066710000171
表2.
Figure BDA0003759066710000172
Figure BDA0003759066710000181
Figure BDA0003759066710000191
通过比较带12和带44(在900cm-1处)，可以估计单糖与二糖之间的分率差异，后者的信号主要由β-D-葡萄糖贡献。N-乙酰基-D-氨基葡萄糖是单糖葡萄糖的酰胺衍生物，其主要拉曼特征出现在513cm-1、533cm-1、555cm-1、680cm-1和865cm-1处(分别为带3、带5、带7、带23和带40)。然而，只有带3和带23似乎单独由N-乙酰基-D-氨基葡萄糖贡献。
甘油磷脂卵磷脂在720cm-1、764cm-1和827cm-1处具有特征带(即，分别为带26、带30和带36)，这分别是由于C-N拉伸、O-P-O对称和反对称拉伸(胆碱基团)。然而，在区域800～950cm-1中可以发现脂质的其它指纹，其中甘油三酯分子对白色念珠菌光谱有很大影响。在此区域中，最强的信号是来自葡萄糖和葡聚糖的带38，但有若干个中等带/强带是由甘油三酯和磷脂引起的(参见表2)。三亚麻精在865cm-1处显示出强烈的带，而来自三油酸甘油酯和三亚麻油酸甘油酯的中等强度的相对较宽的信号出现在865cm-1和875cm-1的频率处。尽管很难从图10A中的光谱中挑选出来自不同脂质的单独贡献(由于带重叠)，但脂质相关条带的指纹与其作为细胞增殖的能量储蓄器的生物学功能一致。
除了多糖和脂质外，对图10A中的光谱有贡献的另外的生物分子是腺嘌呤(在核酸中发现)和麦角甾醇。带14由腺嘌呤(在622cm-1处)贡献，而带5、带26、带44和带48(分别在533cm-1、720cm-1、900cm-1和941cm-1处)与来自不同分子的信号重叠，所述分子包含N-乙酰基-D-氨基葡萄糖、卵磷脂、β-D-葡萄糖和三亚麻精。麦角甾醇是5,7-二烯氧甾醇，其是真菌细胞膜中最丰富的甾醇。它显示了复杂的拉曼光谱，包含在594cm-1、617cm-1、709cm-1和827cm-1处的带(即，分别为带7、带11、带13、带25和带36)。麦角甾类固醇是细胞膜中必不可少的组分。其调节流动性、渗透性和完整性。还应注意，白色念珠菌在厌氧条件下无法从外部来源吸收甾醇。因此，甾醇的储存和代谢依赖于内部合成。在环境应激下，其调节和控制形态转化和生物膜形成。
不同基材上白色念珠菌拉曼光谱的变化
先前证明了Si3N4基材上真核细胞和原核细胞两者的一氧化氮(NO)活性均增加。NO有望加速真核细胞的内在酶活性和关键蛋白质的硫醇/二硫基的亚硝基化。然而，暴露于超过一定阈值的NO和其它RNS的浓度会引起硝化应激并导致若干分子改变，如蛋白质和谷胱甘肽中半胱氨酸的硫醇基的S-亚硝基化。拉曼光谱之前曾用于探索蛋白质亚硝基化。已经鉴定了示出NO与硫醇基之间直接相互作用的特征。其它特征表明，NO不会与硫醇直接相互作用，并且S-亚硝化需要形成源自NO的活性氮氧化物(RNOS)，如三氧化二氮N2O3和过氧亚硝酸盐ONOO-。因此，与培养的酵母细胞的原始光谱(图10A)相比，在暴露于PMMA/Si3N4后的白色念珠菌的拉曼光谱中寻找硫醇基亚硝基化指纹(图10B)。519cm-1(带4；图10B中以红色强调)处和622cm-1(带14；图10B中以红色强调)处特征的强度增强分别归因于半胱氨酸和蛋白质的巯基中的S-N拉伸模式和与NO结合之后的巯基C-S模式。相反，698cm-1处的特征(带23*；图10B中以红色强调)是一种仅存在于暴露于PMMA/Si3N4基材的白色念珠菌的拉曼光谱中的新的振动模式。此新带的频率对应于与NO结合后巯基C-S模式的拉伸。这与带14的起源相同。PMMA/Si3N4复合材料特有的另一个新信号是带42*(在885cm-1处；图10B中以红色强调)，其起源是亚硝基蛋白质中的S-N-O弯曲模式。这些光谱指纹始终指向富含氮的分子的外源性来源及其通过NO和其它RNS对白色念珠菌的代谢修饰的影响。
暴露于PMMA/Si3N4的酵母细胞的拉曼光谱中的三个另外的特征是：(i)由甘油贡献的带显著增加(即，分别在594cm-1、664cm-1、810cm-1和952cm-1处的带11、带21、带34和带49)；(ii)主要由麦角甾醇贡献的带7和带25(在555cm-1和719cm-1处)的增长相当强劲；以及(iii)在603cm-1处的带12完全消失，因为其是海藻糖和d-阿拉伯糖醇光谱中的弱带，但代表了一个重要的指纹，因为其仅由这两个分子贡献。这些特性为暴露于PMMA/Si3N4基材后的细胞代谢提供了重要信息。
白色念珠菌对应激具有复杂的防御反应，所述应激包含海藻糖、麦角甾醇、甘油和d-阿拉伯糖醇以应激依赖性方式的异常合成。据报道，海藻糖和d-阿拉伯糖醇响应于氧化应激而累积，而渗透性挑战诱导甘油的异常储存。响应于渗透应激，在内质网中发生麦角甾醇的增强以调节膜流动性和通透性。在暴露于PMMA/Si3N4的白色念珠菌的拉曼光谱中，发现了多元醇甘油的储存、麦角甾醇的增强以及二糖海藻糖和多元醇d-阿拉伯糖醇的轻微减少。这些光谱指纹一致地表明酵母细胞经受硝化应激和渗透应激的组合，而不是氧化应激。
当酵母细胞暴露于PMMA/Si3N4基材时，为了获得麦角甾醇和甘油浓度增强的另外的光谱证据，以由这些化合物主要贡献的特定频率(>90％)收集原位拉曼图。图11A示出了包含在光谱区域950～1200cm-1的文库中的8种元素化合物的去卷积拉曼光谱。在图11B中，根据将实验光谱与图11A中的数据库相匹配的自动求解器算法，提供了在酵母细胞上收集的实验光谱的带分配。在暴露于PMMA/Si3N4和纯PMMA基材持续24小时的酵母细胞之间进行了比较。此自动程序显示了此光谱区中几乎所有带的复杂重叠贡献，除了假设为这些分子的拉曼指纹的分别位于1056cm-1和1096cm-1处的甘油的一个主带和麦角甾醇的一个主带(参见嵌入图中的圆圈标记)。在不同的光谱区采用了类似的程序，其中麦角甾醇的另一个指纹带位于827cm-1处，并且甘油的两个另外的指纹频率位于421cm-1和812cm-1处。图12A和12B分别示出了光谱区750～970cm-1和1000～1200cm-1的纯麦角甾醇的拉曼光谱(带源的带有标记的上光谱)和暴露于PMMA/Si3N4和纯PMMA基材的酵母细胞的平均拉曼光谱(下光谱)。在827cm-1和1096cm-1处的麦角甾醇带的原位拉曼图的结果分别在图12C和12D中给出。在这些图中，上图、中图和下图分别对应于暴露于纯PMMA、含15wt.％Si3N4的PMMA和含75wt.％Si3N4的PMMA的酵母细胞。与仅PMMA相比，暴露于含有Si3N4的PMMA基材的酵母细胞观察到麦角甾醇的显著富集。另一方面，暴露于PMMA/Si3N4复合材料之一的细胞之间未发现明显的差异。图13A-13D示出了对甘油的类似原位拉曼分析。在图13A和13B中，分别示出了光谱区350～600cm-1和760～1100cm-1的纯甘油的拉曼光谱(带源的带有标记的上光谱)和暴露于PMMA/Si3N4和纯PMMA的酵母细胞的平均拉曼光谱(下光谱)。图13C和13D的图像分别代表暴露于PMMA和PMMA/Si3N4的酵母细胞的甘油原位图。上图、中图和下图分别在421cm-1、812cm-1和1054cm-1的拉曼频率下拍摄。通过拉曼数据库上的自动软件筛选，这些频率被定位为甘油的指纹(>90％强度贡献)。应当注意，对所有三种频率的筛选始终显示在暴露于含有Si3N4的PMMA基材两者后细胞内甘油富集，两者之间差异很小。在暴露于PMMA的白色念珠菌的光谱(图10C)中，未发现硝化应激、渗透应激或氧化应激的指纹。在不存在应激相关特征的情况下，酵母细胞对纯PMMA的光谱响应与暴露于PMMA/Si3N4的细胞有很大不同。暴露于PMMA基材持续24小时的归一化的拉曼光谱与培养的细胞的拉曼光谱相似(参见图10A和10C)。然而，尽管光谱相似，但不同频率间隔处的相对强度仍存在差异：与培养的细胞相比，暴露于PMMA的细胞在介于860cm-1与940cm-1之间的带减少，而介于495cm-1与535cm-1之间的带增加(参见图10A和10C)。这两个光谱区主要由多元醇和二糖贡献。这两个物种的拉曼带的光谱强度的变化表明其在细胞增殖期间的平衡发生了变化。不幸的是，来自不同化学物种的带的强烈重叠使其难以明确地解释所观察到的光谱变化。换言之，自动求解器算法不能挑出任何仅属于D-阿拉伯糖醇分子的子带。尽管如此，拉曼数据的一种似合理的解释基于以下观察结果：(i)发现对应于来自D-阿拉伯糖醇的强信号的带19(在661cm-1处)在暴露于PMMA基材后增加；以及(ii)主要由DNA半胱氨酸和蛋白质中的C-S键贡献的双峰20和21(分别在663cm-1和670cm-1处)也同样通过暴露于PMMA类似地增强。这两个观察结果分别指向消耗甘油以增强D-阿拉伯糖醇含量并增加蛋白质产生/染色体复制。这些是白色念珠菌生命周期中的基本事件并且类似于原核生物和真核生物两者中发生的复制。
原位拉曼光谱提供了关于白色念珠菌对PMMA/Si3N4基材的代谢应答的基本信息。已经鉴定了三个指纹，其与酵母膜、其细胞质环境的pH和蛋白质中半胱氨酸的硫醇基团有关。
膜多糖
一个重要的观察结果是海藻糖的拉曼带不会因Si3N4的存在而改变。此结果与由氨直接裂解的糖苷键在热力学上不太可能的观点是一致的。事实上，在约850cm-1处的C-O弯曲带38的强度未受影响。然而，氨/铵的存在影响了环结构，并且这可能是带12消失的原因，这与α-葡萄糖环变形振动有关。
含亚硝基硫醇的蛋白质和麦角甾醇的关键作用
据信，在Si3N4存在的情况下，麦角甾醇显著增加的拉曼光谱指示可能与过量的NO、ONOO-和其它RNS有关。硝化应激通常是指NO(或其它RNS)流量开始诱导亚硝基硫醇和胺的条件。这是在Si3N4存在的情况下在白色念珠菌的拉曼光谱中所观察到的指纹：含硫醇蛋白的硝化修饰，S-N信号强度增加(带4)，并出现与氮化S-N-O键的拉伸和弯曲相关的新光谱带(分别为带23*和带42*)。
先前显示，麦角甾醇脂质由真菌物种分泌以调节膜流动性并诱导巨噬细胞的细胞焦亡。通过比较含有麦角甾醇和不含麦角甾醇的脂质体在巨噬细胞焦亡模型中的作用证实了后来的作用，发现只有前者可以诱导细胞焦亡介导的巨噬细胞裂解。麦角甾醇位于真菌细胞壁的外甘露糖蛋白层，这与通过细胞外囊泡的跨细胞壁转运机制的假设一致。图5A-5B中的荧光图像和图12C和12D中的原位拉曼图与真菌麦角甾醇实现免疫功能的观点一致，并支持真菌甾醇在细胞内广泛分布而不限于质膜的概念。图14示出了麦角甾醇分子不仅位于质膜中，而且在真菌细胞中具有广泛分布。
实际上，所观察到的由Si3N4引起的硝化应激模拟了类似的巨噬细胞化学反应以用于抵抗病原体。基于此相似性、亚硝基硫醇和胺的拉曼指纹，以及增强的麦角甾醇合成的观察结果(通过两种独立的分析方法)，白色念珠菌可以将在Si3N4的表面形成的NO、ONOO-和其它RNS的外源性存在解释为宿主的免疫反应，并且因此过度表达麦角甾醇生物合成以增加其对“假定”存在的巨噬细胞的毒力。
甘油和酵母对渗透应激的反应
如前所述，NH3是一种挥发性分子，所述挥发性分子在水中的Si3N4的表面处形成并自由地穿透酵母膜。未质子化的氨具有渗透活性并且具有与离子钾K+相同的水合层大小。因此，NH3有助于增加内吞pH，并且其可以通过NH4 +离子的形成通过渗透作用改变细胞的体积。为了抵消溶胀，酵母增加甘油的产生(参见图13C和13D中的原位拉曼图)。甘油是形成水合物以降低其羟基的能量的多元醇。其作为渗透剂发挥内在的保护功能(除了其它重要的代谢作用，还包含生物膜形成)。打开膜通道后，酵母试图使用由甘油渗透剂所携带的水的流出来恢复其正常的细胞体积。白色念珠菌对盐应激的适应涉及甘油渗透剂的累积(以及通常伴随应激状态的核糖体生物合成和翻译的短暂减少)。虽然当前的拉曼结果强化了氨在Si3N4的杀白念珠菌作用中发挥直接作用的观点，但其也支持其它人的发现，从而表明白色念珠菌的渗透应激适应如何依赖甘油作为关键渗透剂。
Si3N4在创新牙科应用中的重要性
本研究表明，PMMA中较小级分的Si3N4的存在会在白色念珠菌中诱导化学应力和渗透应激两者。当NO和其它RNS产生超过细胞的补偿能力时，就会发生化学介导的应激。最终形成亚硝基最终产物，所述亚硝基化最终产物通过原位拉曼光谱检测。相反，细胞质空间中外源性氨的存在和相关的pH升高会导致渗透应激增加。酵母通过增加麦角甾醇和甘油的产生来分别阻止RNS攻击和解毒氨，从而与其典型的抗氧化应激和硝化应激的代谢模式发生反应。图14提供了白色念珠菌对发生在Si3N4表面的化学反应的代谢响应的示意图。
虽然已经描述了若干个实施例，但本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神的情况下，可以使用各种修改、替代性构造和等同物。另外，为了避免不必要地模糊本发明，没有描述许多公知的过程和元件。因此，以上描述不应被视为限制本发明的范围。
本领域的技术人员将理解，目前公开的实施例通过举例而非限制的方式进行教导。因此，以上描述中包含的或附图中示出的内容应当被解释为说明性的而不应在限制性意义上进行解释。以下权利要求旨在涵盖本文所描述的所有一般特征和特定特征以及在语言上可以被说成落入其间的对本发明方法和系统的范围的所有陈述。

Claims (27)

1.一种抗真菌复合材料，其包括：
生物相容性聚合物；以及
Si3N4粉末，所述Si3N4粉末负载在所述生物相容性聚合物的至少一部分中，
其中所述Si3N4以足以减少或预防真菌在所述抗真菌复合材料上生长的浓度存在。
2.根据权利要求1所述的抗真菌复合材料，其中所述生物相容性聚合物包括热塑性聚合物。
3.根据权利要求2所述的抗真菌复合材料，其中所述热塑性聚合物包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)树脂。
4.根据权利要求1所述的抗真菌复合材料，其中所述Si3N4粉末以约1vol.％到约30vol.％的浓度存在。
5.根据权利要求4所述的抗真菌复合材料，其中所述Si3N4粉末以约15vol.％的浓度存在。
6.根据权利要求1所述的抗真菌复合材料，其中所述Si3N4粉末均匀地混合在整个所述生物相容性聚合物中。
7.根据权利要求1所述的抗真菌复合材料，其中所述真菌是酵母。
8.根据权利要求7所述的抗真菌复合材料，其中所述酵母是白色念珠菌(Candidaalbicans)。
9.根据权利要求8所述的抗真菌复合材料，其中所述生物相容性聚合物包括热塑性聚合物，并且与单独的所述热塑性聚合物相比，所述抗真菌复合材料具有增加的针对所述真菌的杀白念珠菌功效。
10.根据权利要求1所述的抗真菌复合材料，其中所述抗真菌复合材料使所述真菌经受硝化应激和渗透应激。
11.根据权利要求1所述的抗真菌复合材料，其中所述抗真菌复合材料当在水性环境中时产生碱性pH。
12.根据权利要求11所述的抗真菌复合材料，其中所述抗真菌复合材料附近的所述水性环境的pH为约8.4。
13.一种生物相容性装置，其包括根据权利要求1所述的抗真菌复合材料。
14.根据权利要求13所述的生物相容性装置，其中所述装置包括牙科装置。
15.根据权利要求14所述的生物相容性装置，其中所述牙科装置选自非生物义齿、粘固剂和其它牙科假体。
16.根据权利要求13所述的生物相容性装置，其中所述生物相容性聚合物包括热塑性聚合物。
17.根据权利要求16所述的生物相容性装置，其中所述热塑性聚合物包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)树脂。
18.根据权利要求13所述的生物相容性装置，其中所述Si3N4粉末以约1vol.％到约30vol.％的浓度存在。
19.根据权利要求18所述的生物相容性装置，其中所述Si3N4粉末以约15vol.％的浓度存在。
20.根据权利要求13所述的生物相容性装置，其中所述Si3N4粉末均匀地混合在整个所述生物相容性聚合物中。
21.一种减少或预防真菌在生物相容性装置上生长的方法，所述方法包括：
将根据权利要求13所述的生物相容性装置置于患者体内；以及
使所述生物相容性装置与所述真菌接触。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述真菌是酵母。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述酵母是白色念珠菌。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述生物相容性聚合物包括热塑性聚合物，并且与单独的所述热塑性聚合物相比，所述抗真菌复合材料具有增加的针对所述真菌的杀白念珠菌功效。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述抗真菌复合材料使所述真菌经受硝化应激和渗透应激。
26.根据权利要求21所述的方法，其中所述抗真菌复合材料当在水性环境中时产生碱性pH。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述抗真菌复合材料附近的所述水性环境的pH为约8.4。
CN202180010472.3A 2020-01-24 2021-01-22 抗真菌复合材料和其方法 Pending CN115052483A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062965451P 2020-01-24 2020-01-24
US62/965,451 2020-01-24
PCT/US2021/014725 WO2021150966A1 (en) 2020-01-24 2021-01-22 Antifungal composites and methods thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115052483A true CN115052483A (zh) 2022-09-13

Family

ID=76969432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180010472.3A Pending CN115052483A (zh) 2020-01-24 2021-01-22 抗真菌复合材料和其方法

Country Status (10)

Country Link
US (2) US11672252B2 (zh)
EP (1) EP4093202A4 (zh)
JP (1) JP2023511960A (zh)
KR (1) KR20220161271A (zh)
CN (1) CN115052483A (zh)
AU (1) AU2021210971A1 (zh)
BR (1) BR112022014046A2 (zh)
CA (1) CA3163598A1 (zh)
MX (1) MX2022008615A (zh)
WO (1) WO2021150966A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017027426A1 (en) * 2015-08-07 2017-02-16 Amedica Corporation Improved ceramic and/or glass materials and related methods
CN107056319A (zh) * 2017-04-10 2017-08-18 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种氮化硅‑树脂双连续相复合陶瓷材料及其制造方法和应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2007263059A1 (en) * 2006-06-21 2007-12-27 Agc Glass Europe Substrate with antimicrobial properties
DE102009035970A1 (de) * 2009-08-04 2011-02-17 Heraeus Kulzer Gmbh Antimikrobiell ausgestattete Dentalmaterialien, insbesondere zur Verhinderung von Plaqueanlagerungen
US20110256408A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-20 Guardian Industries Corp., Method of making coated article having anti-bacterial and/or anti-fungal coating and resulting product
US20130302512A1 (en) 2012-05-09 2013-11-14 Amedica Corporation Methods for altering the surface chemistry of biomedical implants and related apparatus
US9925295B2 (en) * 2012-05-09 2018-03-27 Amedica Corporation Ceramic and/or glass materials and related methods
US9896585B2 (en) * 2014-10-08 2018-02-20 General Electric Company Coating, coating system, and coating method
CN112911944A (zh) * 2018-09-06 2021-06-04 辛特科技公司 抗病原组合物和其方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017027426A1 (en) * 2015-08-07 2017-02-16 Amedica Corporation Improved ceramic and/or glass materials and related methods
CN107056319A (zh) * 2017-04-10 2017-08-18 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种氮化硅‑树脂双连续相复合陶瓷材料及其制造方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GIUSEPPE PEZZOTTI: "A spontaneous solid-state NO donor to fight antibiotic resistant bacteria", MATERIALS TODAY CHEMISTRY, 21 June 2018 (2018-06-21), pages 80 *
刘晓宇等: "不同浓度一氧化氮对5种细菌生长的影响", 《军医进修学院学报》, vol. 29, no. 2, 28 April 2008 (2008-04-28), pages 104 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220161271A (ko) 2022-12-06
MX2022008615A (es) 2022-08-11
CA3163598A1 (en) 2021-07-29
EP4093202A1 (en) 2022-11-30
US11672252B2 (en) 2023-06-13
EP4093202A4 (en) 2024-02-28
US20210227831A1 (en) 2021-07-29
US20230263166A1 (en) 2023-08-24
WO2021150966A1 (en) 2021-07-29
BR112022014046A2 (pt) 2022-09-13
JP2023511960A (ja) 2023-03-23
AU2021210971A1 (en) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kreve et al. Influence of AgVO3 incorporation on antimicrobial properties, hardness, roughness and adhesion of a soft denture liner
Osinaga et al. Zinc sulfate addition to glass-ionomer-based cements: influence on physical and antibacterial properties, zinc and fluoride release
Koban et al. XTT assay of ex vivo saliva biofilms to test antimicrobial influences
Kensche et al. Influence of calcium phosphate and apatite containing products on enamel erosion
Daood et al. Effect of a novel quaternary ammonium silane cavity disinfectant on cariogenic biofilm formation
Pezzotti et al. Antifungal activity of polymethyl methacrylate/Si3N4 composites against Candida albicans
Kwon et al. Novel anti-biofouling light-curable fluoride varnish containing 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine to prevent enamel demineralization
Toledano-Osorio et al. Polymeric nanoparticles protect the resin-dentin bonded interface from cariogenic biofilm degradation
Ibrahim et al. Use of antibacterial nanoparticles in endodontics
Selifonov et al. Determination of the diffusion coefficient of methylene blue solutions in dentin of a human tooth using reflectance spectroscopy and their antibacterial activity during laser exposure
Sayed et al. Effects of mechanical abrasion challenge on sound and demineralized dentin surfaces treated with SDF
Ostadhossein et al. Function-adaptive clustered nanoparticles reverse Streptococcus mutans dental biofilm and maintain microbiota balance
Sundararajan et al. Biosynthesis of silver nanoparticles in lagerstroemia speciosa (L.) pers and their antimicrobial activities
Hiraishi et al. Interactions of boron released from surface pre-reacted glass ionomer with enamel/dentin and its effect on pH
Chen et al. Metal‐Phenolic Network with Pd Nanoparticle Nodes Synergizes Oxidase‐Like and Photothermal Properties to Eradicate Oral Polymicrobial Biofilm‐Associated Infections
Mokeem et al. Multifunctional Dental Adhesives Formulated with Silane-Coated Magnetic Fe3O4@ m-SiO2 Core–Shell Particles to Counteract Adhesive Interfacial Breakdown
Lobo et al. In vitro evaluation of caries inhibition promoted by self‐etching adhesive systems containing antibacterial agents
Jin et al. Cerium oxide nanozymes confer a cytoprotective and bio-friendly surface micro-environment to methacrylate based oro-facial prostheses
CN115052483A (zh) 抗真菌复合材料和其方法
Mokeem et al. Nanoparticle-based antimicrobial for dental restorative materials
Schestakow et al. Influence of a hydroxyapatite suspension on 48-h dental biofilm formation in-situ
Cen et al. The complex of tannic acid and cetylpyridinium chloride: An antibacterial and stain-removal cleaner for aligners
US10064891B2 (en) Assembly of micelle aggregates of surfactant micelles and silver nanoparticles and use as antibacterial agent
Ataol et al. Antibiofilm activity, glucose absorption, and surface roughness of two denture liners incorporated with carbon nanoparticles
Kohli et al. In-vitro evaluation of the effectiveness of polyphenols based strawberry extracts for dental bleaching

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination