Brilla la luce più brillante sui denti sensibili
Approfondire la nostra comprensione dell'ipersensibilità dentinale
Vi siete mai chiesti quale sia la connessione tra la sensibilità dei denti e i reperti romani sepolti nella villa di famiglia di Giulio Cesare?
La risposta è la dimensione di otto stadi di calcio e genera una luce più di un miliardo di volte più luminosa del sole1 Benvenuti nella scienza del sincrotrone, dove una straordinaria tecnologia di imaging sta gettando una luce potente sull'ipersensibilità dentinale – e fornendo informazioni più approfondite su come funzionano i prodotti sull’ipersensibilità.
Continuate a leggere per saperne di più.
Cos’è un sincrotrone?
Nel 2015, gli scienziati hanno utilizzato una delle strutture a raggi X più grandi e luminose del mondo per scoprire la scrittura su antichi rotoli sepolti e carbonizzati dall'eruzione del Vesuvio nel 79 d.C2 I papiri di Ercolano, scavati da una villa collegata a Giulio Cesare nel 1752 , erano carbonizzati, fragili e impossibili da leggere. Ora, grazie all'imaging a raggi X ad alta energia in una gigantesca macchina chiamata sincrotrone, interi testi della cosiddetta "biblioteca invisibile" sono sul punto di essere visti da un pubblico moderno.3 L'invisibile diventa visibile.
Oggi, la stessa tecnologia viene utilizzata per far progredire la nostra comprensione dei denti sensibili, con risultati altrettanto illuminanti. La luce del sincrotrone, cento miliardi di volte più luminosa dei raggi X ospedalieri, consente per la prima volta agli scienziati di esaminare in profondità i denti per vedere come le formulazioni del dentifricio influiscono sull'occlusione della dentina nel tempo. Crediamo che sia una scienza rivoluzionaria. E sta guidando un cambiamento radicale nella comprensione del dentifricio.
Ipersensibilità dentinale: il punto dolente
L'ipersensibilità dentinale( ID) è una condizione molto diffusa. Ne soffre fino a un terzo della popolazione adulta, ma solo circa la metà ne soffre attivamente.4 Questi numeri sono tanto più sorprendenti se si considera che qualcosa di così semplice come la nostra scelta di dentifricio può aiutare ad alleviare il dolore causato dalla dentina ipersensibilità. Ora, grazie a nuove ricerche pionieristiche, stiamo iniziando a vedere come in modo ancora più dettagliato.
La ricerca sull'ipersensibilità dentinale è in corso da oltre un secolo, con molta attenzione alla teoria idrodinamica, che afferma che il fluido che si muove attraverso i tubuli dentinali è una causa primaria di sensibilità.5,6 Gli studi hanno esplorato come le formulazioni di dentifricio possono occludere i tubuli dentinali. Ciò può ridurre il flusso di liquidi e impedire l'attivazione dei nervi dei denti. Ma vedere per credere.
Negli ultimi anni, le tecniche di imaging convenzionali ci hanno aiutato a mostrare la profondità e la durata dell'occlusione della dentina sui denti lavati. Ma, fino ad ora, non siamo stati in grado di visualizzare l'impatto che le nostre formulazioni di dentifricio hanno sull'occlusione nel tempo con un tale dettaglio spaziale. È un compito formidabile: un tubulo è, dopo tutto, un cinquantesimo del diametro di una ciocca di capelli e in un dente possono essercene fino a 30.000. Il monitoraggio dell'effetto di un dentifricio su una microstruttura così complessa beneficia di un approccio completamente nuovo e di una tecnologia all'avanguardia.
Fai un passo avanti GSK Consumer Healthcare, dove la nostra determinazione a far progredire la scienza della sensibilità continua a guidare miglioramenti nelle nostre formulazioni di dentifricio Sensodyne. Questa determinazione ci ha portato all'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble, uno dei più grandi sincrotroni al mondo, per spingere i confini di ciò che è possibile nella comprensione della tecnologia dei dentifrici.
La dott.ssa Christabel Fowler, Innovation Lead, Oral Health R&D, GSK Consumer Healthcare, spiega perché:
“Cerchiamo sempre di migliorare le nostre formulazioni, utilizzando la migliore scienza per fornire protezione e sollievo alle persone che soffrono di sensibilità. Il nostro lavoro di sincrotrone si basa su questo obiettivo. Vogliamo stabilire nuove tecniche che ci permettano di guardare più in dettaglio la struttura del dente e il meccanismo d'azione dei nostri prodotti. Se riusciamo a visualizzare meglio come funzionano i nostri dentifrici, è più facile per i professionisti del settore odontoiatrico comprendere la scienza dietro di essi e aiutare i pazienti a scegliere un dentifricio che li aiuti a liberarsi dal dolore dei denti sensibili".
Sappiamo dai nostri partner esperti che comprendere la modalità d'azione di un dentifricio può migliorare la consultazione del paziente. Il dentista di New York, la dottoressa Liz Mitrani, afferma: "Se riesco a capire la scienza dietro un dentifricio, mi dà la fiducia di consigliarlo. Se riesco a visualizzare come funziona e a spiegarlo ai pazienti, è molto più probabile che restino conformi".
Questo è un grande premio. Ed è ciò che ci ha motivato ad andare all'ESRF – per aiutare i dentisti a vedere quella scienza in dettaglio microscopico.
La scienza del sincrotrone
ESRF è un faro per la scienza di riferimento, con la luce del sincrotrone che alimenta alcune delle scoperte più rivoluzionarie del mondo. Ad esempio, nel lavoro vincitore del premio Nobel, gli scienziati hanno utilizzato l'ESRF per svelare la struttura del ribosoma.7 Senza ribosomi, non ci sarebbe vita. Senza sincrotrone, non lo sapremmo mai. L'ESRF sta anche svolgendo un ruolo importante nello sviluppo di farmaci antivirali e nella ricerca di vaccini contro il COVID-19.8
In effetti, le eccezionali proprietà dei raggi X del sincrotrone stanno aiutando a svelare i segreti di tutto, da virus e organi vitali, a batterie, vetri e pergamene di Ercolano. Ora, in una ricerca scientifica mai fatta prima, ESRF sta facendo luce sui denti, permettendoci di vedere cosa succede all'interno dei tubuli dentinali in 3D, nel tempo, dopo l'uso con Sensodyne Repair e Protect.
I sincrotroni possono esaminare aree molto grandi in dettaglio microscopico e ad alta velocità.
La scienza dell'ipersensibilità dentinale è stata avanzata mediante tecniche di imaging convenzionali che hanno mostrato l'effetto del dentifricio su piccoli campioni di tubuli dentinali. Tuttavia, sebbene tecniche come la microscopia elettronica a scansione di fascio ionico focalizzato (FIB-SEM) forniscano una risoluzione molto elevata, hanno un campo visivo ridotto. I sincrotroni possono esaminare aree molto più grandi in 3D. In dettaglio microscopico. E ad alta velocità.
Laddove gli studi FIB-SEM possono analizzare solo 30-40 tubuli alla volta, i sincrotroni possono scansionarne migliaia in pochi minuti con una singola scansione. Questo offre una visione più rappresentativa di ciò che sta accadendo in un dente. Possiamo vedere quanto lontano ha viaggiato l'occlusione e quanto tempo vi rimane.
Allo stesso modo, la maggior parte delle tecniche convenzionali è distruttiva: gli scienziati devono tagliare i campioni per vedere all'interno, il che significa che ogni scansione richiede un campione diverso. L'imaging di un sincrotrone non è distruttivo, consentendo studi "time lapse" che scansionano gli stessi tubuli dentinali, più e più volte, per mostrare l'effetto di un dentifricio sull'occlusione in diversi momenti. È un gateway per l'imaging 4D, dove la quarta dimensione è il tempo. La tecnica ha il potenziale per trasformare il trattamento dei denti sensibili.
Protezione per la dentina
Abbiamo lavorato al dentifricio Sensodyne Repair and Protect per circa un decennio e volevamo visualizzare la modalità d'azione di una nuova formulazione riprogettata che abbiamo sviluppato per quattro anni: Sensodyne Repair e Protect.
La formulazione contiene la tecnologia brevettata NovaMin e fluoruro di sodio ed è stato dimostrato che aiuta a riparare la dentina esposta.9-11 NovaMin forma un robusto strato simile all'idrossiapatite sulla dentina esposta e all'interno dei tubuli dentinali esposti9-12 - e questo strato è più duro della dentina sottostante .13-16
La formulazione di Sensodyne Repair and Protect è clinicamente testata per alleviare – e fornire una protezione duratura contro – l'ipersensibilità dentinale.17–19 Ma volevamo vedere in modo ancora più dettagliato come ha funzionato sulla dentina nel tempo. Secondo il dottor Kamel Madi, co-fondatore di 3Dmagination, che ha condotto il successivo studio time lapse all'ESRF, un sincrotrone era l'unico posto dove andare:
“I tubuli sono complessi, variano in densità, diametro e orientamento da un luogo all'altro. Pertanto, la misurazione della profondità dell'occlusione e la mappatura dei meccanismi di blocco nel tempo richiedono un accesso dinamico alla morfologia 3D dei tubuli. Questo è veramente possibile solo in un sincrotrone”.
Lo studio time lapse, che secondo il dottor Madi è "come filmare un 3D" film", ha utilizzato la tomografia a contrasto di fase per visualizzare le complesse caratteristiche della dentina. “Ogni campione è stato spazzolato con la formulazione – Sensodyne Repair e Protect Deep Repair – quindi posizionata su un tavolino portacampione situato tra la sorgente di raggi X e il rivelatore, e ruotato continuamente di 180°. Dopo ogni micro-rotazione – intorno a 0,072° – abbiamo raccolto un'immagine ombra del campione (proiezione). Gli stessi campioni sono stati poi messi nella saliva artificiale per stimolare una reazione con il principio attivo e scansionati di nuovo in diversi punti temporali per un periodo di 8 ore. Le proiezioni, migliaia di esse, sono state poi ricostruite in un'immagine 3D per l'analisi”. (Figura 1)
Figura 1. Visualizzazione della profondità di occlusione media (um) in campioni di dentina trattati in vitro con la formulazione di dentifricio a base di Novamin (N) di Sensodyne Repair e Protect Deep Repair (contenente il 5% di Novamin). 20
Rendere visibile l’invisibile
lo studio ha mostrato che la nuova formulazione penetra in profondità all'interno della microstruttura dei tubuli e costruisce il forte strato riparatore sulla superficie della dentina per una protezione della sensibilità di lunga durata. Ci siamo rivolti, ancora una volta, all'imaging convenzionale per convalidare le analisi ai raggi X. Gli stessi campioni utilizzati all'ESRF sono stati portati al.
Cavendish Microscopy Suite presso l'Università di Cambridge per l'imaging e l'analisi FIB-SEM.
FIB-SEM fornisce immagini a risoluzione più elevata che aiutano a capire cosa sta succedendo all'interno dei tubuli. Il dottor Richard Langford, capo della Cavendish Microscopy Suite, spiega:
“Abbiamo usato un fascio di ioni per tagliare i campioni, quindi abbiamo esaminato la faccia tagliata con un fascio di elettroni. Questo è stato ripetuto più volte per costruire una visualizzazione 3D dell'occlusione sotto la superficie. Abbiamo anche utilizzato una terza tecnica, la microscopia elettronica a trasmissione, per esaminare la composizione chimica e strutturale del materiale occlusivo.
“Gli studi hanno mostrato che la nuova formulazione [Sensodyne Repair e Protect] ha determinato l'occlusione profonda dei tubuli e il fluoro nel materiale formato. In definitiva, lo studio FIB-SEM ci ha permesso di convalidare i dati del sincrotrone: la profondità media dell'occlusione osservata era simile a quella calcolata dall'elaborazione dei raggi X”.
Grande scienza, per piccoli momenti
Dr Mitrani pensa che progressi scientifici derivanti dagli studi possano solo migliorare la salute orale. “È emozionante saperne di più sulla scienza e capire il meccanismo a livello microscopico, perché questo è il nostro fondamento. Una volta compreso questo fondamento, possiamo basarci su di esso per diventare prescrittori più fiduciosi dei prodotti”.
A lungo termine, lo studio sul sincrotrone potrebbe guidare un cambiamento radicale nell'ingegneria dei dentifrici. Il dottor Madi afferma: “La ricerca ha rivoluzionato il modo in cui osserviamo i denti, permettendoci di vedere all'interno di migliaia di tubuli e osservare, in 3D, i cambiamenti che si verificano. C'è molto altro in arrivo, ma questa entusiasmante tecnica aprirà nuove porte per l'ottimizzazione dei dentifrici e la progettazione di formulazioni su misura".
La scienza della sensibilità continuerà ad avanzare, ma la storia finora è entusiasmante per i pazienti. Perché ci sono voluti quattro anni – e la luce più brillante che si possa immaginare – per testarlo in laboratorio e mostrare quanto agisca in profondità Sensodyne Repair e Protect. Ma ci vuole solo una frazione di secondo – e un sorso di limonata ghiacciata – per dimostrare che funziona nella vita reale.
Grande scienza, per i piccoli momenti speciali. Perché la vita è troppo breve per la sensibilità.
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