Viêm nha chu là căn bệnh phổ biến và có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe tổng thể. Các nhà nghiên cứu tại Fraunhofer đã xác định được một hợp chất có khả năng ức chế chọn lọc chỉ những vi khuẩn gây viêm nha chu, từ đó bảo vệ sự cân bằng tự nhiên của hệ vi sinh vật khoang miệng. Công nghệ này đã được phát triển và thương mại hóa thành một dòng sản phẩm chăm sóc răng miệng bởi công ty khởi nghiệp PerioTrap.

Hệ vi sinh vật khoang miệng là nơi trú ngụ của hơn 700 loài vi khuẩn khác nhau, trong đó chỉ một số ít có thể gây viêm nha chu. Những vi khuẩn này bám vào mảng bám răng, đặc biệt là dọc theo đường viền nướu, nơi chúng gây ra tình trạng viêm (viêm nướu). Điều này có thể dẫn đến viêm nha chu mãn tính, không chỉ gây tụt nướu và lung lay răng. Nếu những vi khuẩn này xâm nhập vào máu, chúng còn có thể góp phần phát triển bệnh tiểu đường, bệnh thấp khớp, viêm khớp, bệnh tim mạch, viêm ruột mãn tính và thậm chí là bệnh Alzheimer.

Các vi khuẩn gây bệnh thường bị tiêu diệt bởi các sản phẩm chăm sóc răng miệng thông thường như nước súc miệng chứa cồn hoặc các sản phẩm chứa chất sát khuẩn chlorhexidine, nhưng những chất này cũng tiêu diệt luôn cả các vi sinh vật có lợi. Khi hệ vi sinh vật miệng tái thiết lập sau khi điều trị, các vi khuẩn gây bệnh như Porphyromonas gingivalis thường chiếm ưu thế sớm vì chúng phát triển đặc biệt tốt trong các mô nướu bị viêm. Vi khuẩn có lợi phát triển chậm hơn, khiến hệ vi sinh vật nhanh chóng mất cân bằng (loạn khuẩn), dẫn đến bệnh tái phát.

Các nhà nghiên cứu tại chi nhánh Halle của Viện Fraunhofer về Trị liệu Tế bào và Miễn dịch học (IZI) đã xác định được một hoạt chất có tên là guanidinoethylbenzylamino imidazopyridine acetate. Hoạt chất này ngăn chặn chọn lọc các tác nhân gây hại như Porphyromonas gingivalis mà không làm ảnh hưởng đến các vi khuẩn khác.

Ông Stephan Schilling, Trưởng bộ phận Hóa sinh Dược phẩm và Phát triển Liệu pháp tại Fraunhofer IZI, giải thích: "Thay vì chỉ đơn thuần tiêu diệt các tác nhân gây viêm nướu, hoạt chất này ức chế sự phát triển của chúng. Chúng không thể gây ra các tác động độc hại, nhờ đó các vi khuẩn có lợi có thể chiếm lĩnh các vị trí mà bình thường chúng không thể tiếp cận. Bằng cách này, hoạt chất hoạt động hài hòa với các vi khuẩn khỏe mạnh để tái tạo và ổn định sự cân bằng vi sinh trong miệng một cách nhẹ nhàng".

Nền tảng của công nghệ này bắt nguồn từ một dự án với nhiều đối tác quốc tế. Công ty PerioTrap Pharmaceuticals GmbH được thành lập tại Halle vào năm 2018 với mục tiêu phát triển các sản phẩm chăm sóc răng miệng sáng tạo. PerioTrap đã tạo ra loại kem đánh răng thân thiện với hệ vi sinh vật thông qua sự hợp tác chặt chẽ với Fraunhofer IZI và Viện Fraunhofer về Cấu trúc Vi mô Vật liệu và Hệ thống (IMWS).

Mirko Buchholz, một trong những người sáng lập công ty, cho biết: "Sản phẩm được thiết kế để ngăn ngừa viêm nha chu. Giống như kem đánh răng thông thường, nó cũng chứa các chất mài mòn và fluoride để ngăn ngừa sâu răng".

Việc vượt qua các thách thức công nghệ đòi hỏi nhiều thử nghiệm để biến hợp chất được xác định tại Fraunhofer IZI thành một thành phần có đầy đủ các đặc tính cần thiết: ngăn chặn vi khuẩn có hại mà không gây độc; không bị cơ thể hấp thụ hoặc đi vào máu; không gây xỉn màu răng.

Viện Fraunhofer IMWS đã đóng góp chuyên môn về khoa học vật liệu, thử nghiệm tác động của từng công thức kem đánh răng mới lên răng và nướu bằng kính hiển vi điện tử quét và phân tích hóa học để đảm bảo tính tương thích và hiệu quả thực tế.

Dự án được thực hiện theo tiêu chuẩn chất lượng Thực hành tốt phòng thí nghiệm (GLP), đảm bảo các kết quả được các cơ quan chức năng trong và ngoài nước công nhận.

Công nghệ PerioTrap cũng đang được sử dụng để phát triển thêm các sản phẩm chăm sóc răng miệng khác. Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang phát triển nước súc miệng, cũng như các sản phẩm dành cho những thị trường khác.Thú cưng cũng có thể được hưởng lợi từ việc cải thiện chăm sóc răng miệng trong tương lai: vì căn bệnh này có nguyên nhân rất giống nhau ở cả chó và mèo, nên các sản phẩm chăm sóc thú cưng cũng đã được đưa vào chương trình nghị sự.