อนุภาคนาโนป้องกันฟันผุ

ทุกวันนี้บทบาทของนาโนเทคโนโลยีได้เข้ามามีส่วนร่วมในชีวิตของทุกคนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และดูเหมือนว่ากระแสการนำวัสดุนาโนมาประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์จะมีความก้าวหน้ามากขึ้นทุกวัน ล่าสุดได้มีนักวิจัยนำอนุภาคนาโนของซิลิกา (nano silica) มาใช้ในการป้องกันฟันผุได้แล้ว

ศาสตราจารย์ไอกอร์ โซโคลอฟ แห่งมหาวิทยาลัยคลาร์คสัน (Igor Sokolov, Clarkson University) ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาวัสดุสำหรับขัดชั้นเคลือบฟัน (enamel) ให้มีความเรียบในระดับสูงได้ โดยใช้วิธีการเดียวกับการขัดพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำด้วยอนุภาคนาโนซิลิกา (silica nanoparticles)

nanosilica_teethภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์ AFM  (ซ้าย) พื้นผิวของฟันที่เต็มไปด้วยแบคทีเรีย S. mutans 
(ขวา) พื้นผิวของฟันที่ขัดด้วยอนุภาคนาโนซิลากามีความขรุขระน้อยมากจนแบคทีเรียไม่สามารถยึดเกาะได้

อนุภาคนาโนซิลิกาที่เตรียมขึ้นมีขนาดเล็กกว่าเม็ดทรายประมาณ 100,000 เท่า ซึ่งสามารถนำมาใช้ขัดพื้นผิวของชั้นเคลือบฟันให้มีความเรียบในระดับสูงได้ เมื่อนำฟันที่ขัดด้วยอนุภาคดังกล่าวมาทดสอบกับแบคทีเรีย Streptococcus mutans ซึ่งเป็นตัวการหลักที่ทำให้เกิดฟันผุ พบว่าสภาพพื้นผิวที่มีความขรุขระน้อยมากไม่สามารถทำให้แบคทีเรียดังกล่าวยึดติดอยู่บนพื้นผิวได้ เมื่อแบคทีเรียไม่สามารถใช้ชีวิตอยู่บนฟันของเราได้ กรดแลคติก (lactic acid) ที่แบคเรียผลิตขึ้นมาก็ไม่สามารถทำอันตรายต่อชั้นเคลือบฟันของเราได้อีกต่อไป 

มีความเป็นไปได้ว่าในอนาคตเราอาจเห็น “ยาสีฟันนาโน” วางขายอยู่ตามท้องตลาดก็ได้ หรือแม้แต่คลีนิกทันตกรรมก็อาจหันมาให้ความสำคัญกับการขัดฟันด้วยอนุภาคนาโนเพื่อป้องกันฟันผุให้กับเด็กๆ ได้ด้วย 

เนื้อหาข่าว: www.ScienceDaily.com
ภาพประกอบ: Clarkson University

ไซลิทอล: ความหวานเพื่อสุขภาพ

ท่ามกลางกระแสรักสุขภาพที่กำลังมาแรง ผู้ผลิตหลายรายต่างอาศัยช่วงจังหวะนี้ในการเพิ่มช่องทางการนำสืนค้าออกสู่ตลาดคนรักสุขภาพโดยเฉพาะสาวๆ ที่ห่วงใยเรื่องนี้เป็นพิเศษ นอกจากการออกกำลังกายและรับประทานอาหารบำรุงสุขภาพเพิ่มวิตามิน เกลือแร่ และไฟเบอร์ให้กับร่างกายแล้ว การลดอาหารที่ให้พลังงานสูงก็เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ทำให้กลุ่มคนรักสุขภาพหันมาให้ความสนใจมากยิ่งขึ้น เพราะเป็นที่ทราบกันดีว่าตัวการสำคัญที่เป็นต้นเหตุของ “ความอ้วน” ก็มีที่มาจากอาหารพลังงานสูงเหล่านี้

นอกจากไขมันและแป้งที่จะสะสมในร่างกายจนกลายเป็นส่วนเกินของใครบางคนแล้ว น้ำตาลก็เป็นอีกตัวการสำคัญที่เราไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ค่าที่ว่าความหวานเป็นรสชาติประจำชาติไทยไปซะแล้ว สารให้ความหวานทดแทนน้ำตาล เช่น แอสปาแตมและซอร์บิทอล จึงกลายมาเป็นจุดขายของผู้ผลิตอาหารและเครื่องดื่มด้วยคำโฆษณาที่อ้างถึงแคลลอรี่ที่มีน้อยกว่าน้ำตาลธรรมดา (บางทีก็บอกว่า 0% เลยทีเดียว)

สารให้ความหวานอีกตัวหนึ่งที่หลายคนคงคุ้นหูกันมาแล้วก็คือ “ไซลิทอล” (xylitol) ซึ่งนอกจากจะให้ความหวานทดแทนน้ำตาลได้แล้วยังสามารถให้พลังงานน้อยกว่าน้ำตาลซูโครสถึง 40% ด้วย แต่จุดเด่นที่สำคัญของสารไซลิทอลไม่ได้อยู่ที่ความหวานแบบโลว์แคลลอรี่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น ถ้าสังเกตข้างกล่องหมากฝรั่งยี่ห้อหนึ่งจะพบกับคำโฆษณาที่ว่า “หมากฝรั่งปราศจากน้ำตาล มีส่วนผสมของสาร xylitol ช่วยยับยั้งแบคทีเรียที่ทำให้ฟันผุ” แล้วสารให้ความหวานมันไปเกี่ยวข้องอะไรกับการฟันผุด้วย..?

มีการทดลองสนับสนุนคุณสมบัติยับยั้งแบคทีเรียของสารไซลิทอลตีพิมพ์ในวารสาร ทางทันตกรรมอยู่หลายเรื่อง เช่น การเปรียบเทียบจำนวนฟันผุที่เกิดขึ้นในผู้ที่เคี้ยวหมากฝรั่งที่มีส่วนผสม ของน้ำตาลทราย (2.92 ซี่) และหมากฝรั่งที่ใช้สารไซลิทอลแทนน้ำตาล (1.04 ซี่) [Scheinin et al, Acta Odontol Scand (1975a)] และการทดลองให้แม่ที่ให้นมบุตรเคี้ยวหมากฝรั่งที่ผสมไซลิทอลจนครบอายุ 2 ปี เมื่อทำการตรวจทันตกรรมเมื่อเด็กอายุครบ 5 ปี พบว่าปริมาณฟันผุลดลงถึง 70% เทียบกับแม่ที่ให้นมบุตรที่เคี้ยงหมากฝรั่งธรรมดา [Soderling et al, Caries Res (2001)]

สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดฟันผุก็คือกรดที่ผลิตจากแบคทีเรียในช่องปาก แบคทีเรียเหล่านี้อาศัยกระบวนการย่อยน้ำตาลชนิดต่างๆ เื่พื่อให้ได้พลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิต ซึ่งเป็นเหตุผลที่ผู้ใหญ่ต้องเตือนเด็กๆ ให้แปรงฟันหลังรับประทานอาหารและขนมหวานนั่นเอง

เมื่อไซลิทอลถูกนำมาใช้แทนน้ำตาลซึ่งเป็นส่วนผสมในหมากฝรั่ง โมเลกุลของไซลิทอลที่มีรูปร่างคล้ายกับน้ำตาลฟรุกโตสจะถูกดูดซึมผ่านผนังเซลล์ของแบคทีเรียด้วยกลไกเดียวกับที่แบคทีเรียดูดซึมน้ำตาลเข้าไปในเซลล์ หากเป็นน้ำตาลทั่วๆ ไป แบคทีเรียจะสามารถย่อยสลายโมเลกุลเหล่านั้นให้กลายเป็นสารไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็ก พร้อมกับได้พลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิต แต่ในทางตรงกันข้าม เมื่อไซลิทอลเข้าไปอยู่ในเซลล์ เอนไซม์ของแบคทีเรียไม่สามารถย่อยไซลิทอลให้กลายเป็นพลังงานได้ เมื่อไซลิทอลถูกดูดซึมเข้าไปภายในเซลล์ในปริมาณมากจะทำให้เกิดการสะสมสารไซลิทอลภายในเซลล์ของแบคทีเรียไปเรื่อยๆ จนทำให้แบคทีเรียรู้สึกราวกับว่ามัน “อิ่ม” แล้ว แต่ความเป็นจริง สิ่งที่มัน “กิน” เข้าไปแม้จะมีรูปร่างหน้าตาคล้ายกับอาหารประจำของมันแต่มันก็ไม่สามารถย่อยอาหารได้

xylitol_mechanism4

ภาพแสดงการขนส่งน้ำตาลฟรุกโตสและไซลิทอลเข้าสู่เซลล์ของแบคทีเรีย

ไซลิทอลก็ไม่ต่างอะไรจากอาหารปลอมที่แบคทีเรียถูกหลอกให้กินเข้าไป เมื่อแบคทีเรียได้รับอาหารปลอมเหล่านั้นไปเรื่อยๆ ก็จะไม่ได้รับพลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิตจนต้องตายไปในที่สุด ด้วยเหตุนี้เอง ไซลิทอลจึงเป็นสารให้ความหวานที่ช่วยกำจัดแบคทีเรียในช่องปากได้ด้วย จึงเหมือนกับโชคสองชั้นที่เป็นทั้งน้ำตาลพลังงานต่ำและช่วยป้องกันฟันผุไปในตัว