Каталитическая эмаль: Каталитическая очистка духовки

06.10.2021 автор alexxlab

Содержание

Каталитическая очистка духовки

Данный метод, каталитическая очистка духовки, применяется как во встроенной технике, так и в отдельно стоящих плитах с духовым шкафом. Давайте разберем что представляет собой каталитическая очистка духовки, чем она лучше других способов очистки и как выбрать духовку с такой функцией.

Если вы выбираете какая очистка духовки каталитическая или пиролитическая лучше, то узнайте и о втором способе.

Каталитический тип очистки духовки предусматривает ряд особенностей. Внутренняя поверхность шкафа покрывается пористой эмалью шершавой на ощупь. Поры эмали заполнены химическим составом с катализатором и именно в них оседает жир, который при высокой температуре расщепляется на воду и углерод, т. е. сажу. Процесс происходит в момент приготовления пищи, начиная с 200°С, хотя оптимальной температурой считается 250°С.

Степень очистки каталитических пластин не так высока, как при пиролизе, поэтому большие жирные пятна могут не сразу исчезнуть, а только после нескольких процедур.

Как правило, покрытие эмалью имеют боковые и задние стенки, порой и лопасти конвектора. На нижнюю часть эмаль не наносится, поскольку во время выпечки сладких блюд протекание начинки, скажем, из варенья достаточно вероятно, а эмаль сахара очень не любит. Также к числу «нелюбимых» эмалью ингредиентов относится и молоко. И то, и другое разрушительно сказывается на покрытии. Поэтому мыть низ придётся по старинке – моющими средствами и губками. Но всё-таки проще помыть только нижнюю часть прибора, чем полностью.

Теперь мы полностью разобрали что означает каталитическая очистка духовки, в чем её преимущества и недостатки.

Кстати, если всё же возникло желание помыть духовку привычным способом, использовать абразивные порошки и губки не рекомендуется.

Некоторые производители оснащают свои модели панелями с двухсторонним покрытием. В этом случае после утраты эмали на одной стороне нужно перевернуть панель на другую сторону.

Как встраиваемые духовки, так и отдельностоящие, с такой формой ухода за поверхностью, найти в продаже очень легко и практически каждый производитель поставляет на рынок бытовой техники свои модели с каталитической системой очистки.

Но искать среди них лучшее покрытие не стоит, поскольку эмаль от разных брендов обладает абсолютно одинаковыми свойствами, так как приобретается в готовом виде у изготовителей, которых не так уж много, а уже потом наносится на поверхность стенок.

Каталитические панели в большинстве случаев устанавливается в плитах электрических, но можно встретить в продаже и газовые шкафы, оснащённые этой функцией.

Не очень приятной особенностью пластин является утрата своих свойств по истечению определённого времени. Чтобы духовка и дальше выполняла функции по очистке пластины необходимо заменить. Как правило, это происходит после 4–5 лет активного использования. Конечно, если вы её используете по три раза в день, то замена потребуется намного раньше.

С заменой панелей можно справиться самостоятельно, изучив предварительно инструкцию, однако, если уверенности в правильности действий нет, то лучше всего будет обратиться в сервисный центр.

Уход за духовкой: эмаль легкого очищения

Раньше процесс очистки духовки был долгим и хлопотным делом, хозяйки часто откладывали его «в долгий ящик» и со временем очистить духовку становилось всё труднее. Ведь удаление пригоревших капель жира и других загрязнений требует много времени и сил. Сегодня практически все современные производители (по крайней мере, зарубежные) покрывают внутреннюю поверхность своих духовок специальной эмалью легкого очищения (Easy Clean).

Ухаживать за эмалью легкого очищения очень просто, так как она не задерживает загрязнения. Это происходит за счет того, что такая эмаль является чрезвычайно гладкой, непористой и устойчивой к воздействию кислот. Даже при высоких температурах к ней не пригорают жир и остатки пищи. После окончания готовки Вы легко удалите их влажной губкой. Главное, проводить уборку регулярно, лучше всего — после готовки, пока загрязнения не успели затвердеть. Для устранения сильных загрязнений можно использовать жидкие чистящие средства. Порошками и жесткими щетками пользоваться не рекомендуется – вы можете поцарапать эмаль, и тогда она частично утратит свои свойства.

Всегда обращайте внимание при покупке духового шкафа, указано ли в параметрах прибора наличие эмали легкого очищения. Ведь, несмотря на то, что наличие такой эмали стало чуть ли не современным стандартом, она может присутствовать не у всех производителей и не во всех моделях.

Сегодня производители стараются всячески облегчить процесс ухода за духовым шкафом. Помимо использования эмали легкого очищения, многие производители применяют скругленные углы во внутренней камере духовки, чтобы загрязнения не скапливались в углах и процесс очистки стал бы ещё легче.

Особняком можно выделить различные технологии очистки духовки, применяющиеся в современных духовых шкафах наряду с эмалью легкого очищения, которые ещё больше облегчают уход за приборами. Также они значительно влияют и на стоимость продукта.

Самый недорогой способ — специальная функция паровой очистки (гидролиз). В таких духовках, оснащенных встроенным парогенератором, очистку можно проводить при помощи пара – в меню прибора есть специальная программа, которая длится всего 30 минут. Пар можно использовать и в обычном духовом шкафу. Достаточно налить воду в противень и включить прибор на полчаса, используя самую низкую температуру. Пар не влияет на свойства эмали, и после такой процедуры ваша духовка будет идеально чистой — достаточно только протереть поверхность влажной тряпкой. Правда, сильно затягивать с паровой очисткой тоже не рекомендуется.

Следующая технология, более дорогостоящая — это каталитическая система очистки. Каталитические панели, которыми бывают покрыты боковые стенки и/или задняя стенка — пористые и шершавые на ощупь. Именно эти поры впитывают загрязнения, и в них происходит разложение жира на углерод, воду и органические остатки (катализ). Для очистки духовки не нужно включать специальный режим, дополнительно тратя на это время. Очистка происходит непосредственно при приготовлении пищи. Разложение загрязнений начинается при температуре 140° С, достигая максимума при 200° С. Таким образом, после выключения духовки достаточно будет немного протереть ее.

К сожалению, у каталитической системы очистки есть достаточно существенные недостатки.

Не все загрязнения разлагаются на углерод и воду за один раз. Крупные жировые пятна могут исчезнуть лишь за несколько циклов включения духовки, если вы педант или не хотите ждать – мойте вручную. Еще один минус: со временем эмаль утрачивает каталитические свойства – через 4-5 лет придется менять внутренние панели, или перевернуть их, если они двусторонние. Замена панелей обернется дополнительными расходами. К тому же, каталитическими панелями покрыта не вся внутренняя поверхность духовки. Дно духовки и дверцу, как и прежде, придется мыть вручную.

И, наконец, самая бескомпромиссная технология, не оставляющая грязи ни шанса — это пиролитическая система очистки. Также, она является самой дорогостоящей. При пиролизе все остатки пищи просто сгорают дотла. Пепел — единственное, что остается в духовом шкафу. Пиролитическая очистка полностью освобождает хозяев от ручной работы. Процесс сгорания остатков пищи и жира происходит при высоких температурах (около 500 градусов по Цельсию).

Высокие температуры сильно нагружают прибор и тратится много электроэнергии. Вместе с духовым шкафом советуем приобрести силовой кабель, поддерживающий высокое напряжение. Также, такой духовой шкаф должен быть снабжен системой охлаждения корпуса, обазятельно обратите на это внимание. Иначе, это будет сильная нагрузка на встроенную мебель.

В нашем интернет-магазине Mir220v.ru Вы сможете купить духовые шкафы на любой вкус и по отличным ценам, выбрав из большого ассортимента ту модель, которая подойдет именно Вам.

Каталитическая очистка духовки — что это такое. Как работает каталитическая очистка духового шкафа

Наверное, нет в мире женщины, которая бы не радовала своих домочадцев вкусной пищей, приготовленной в духовке. Очистка духового шкафа такой же трудоёмкий процесс, как приготовление пищи. На данный момент существует много способов, которые позволяют хорошо отчистить поверхность духовки от жира и прочей грязи. Помимо этого, многие производители оснащают свою технику такой функцией, как самоочистка, которая бывает нескольких типов. В этой статье мы подробно рассмотрим функцию каталитической очистки духовки и расскажем что это такое.

Что означает каталитическая очистка духовки

На все поверхности духового шкафа (верхнюю и заднюю стенки, составные элементы — лопасти) наносится специальный состав – каталитическая эмаль. Она имеет пористую структуру, на поверхности которой находятся химические вещества – поглотители жира. Когда на стенках устройства накапливается жир, эти элементы запускают процесс его активного распада. В результате этого жировые молекулы преобразуются в:

углерод;
органические вещества;
воду.

Чтобы удалить эти элементы, нужно лишь протереть поверхности мягкой, слегка влажной тканью.

Чтобы процесс распада жира был эффективным, в состав каталитической эмали должны входить следующие элементы:

защитная подложка, которая препятствует оседанию жира на поверхности духового шкафа;
вещества – абсорбенты;
окислители, которые отвечают за процесс распада жиров (чаще всего это оксид мед, кобальт, марганец).

Как начать каталитическую чистку

К чистке духовки каталитическим способом не нужно как-то специально готовиться – весь процесс происходит без участия человека Такой способ не требует запуска специального режима, он активируется автоматически во время приготовления пищи. Для запуска процесса самоочиски достаточно 140 °C, для достижения максимального эффекта необходимо разогреть духовку до 220-250 °C.

После приготовления необходимо будет духовой шкаф протереть тряпочкой, чтобы удалить все выделившиеся остатки пищи и грязи. Отметим, что эта технология есть и в газовой, и в электрической духовках.

Плюсы и минусы каталитической очистки

Основным качеством такого типа очистки является простота технологии, которая не требует активного участия человека. Чтобы запустить процесс удаления осевшего жира, требуется лишь нагреть духовку. Химическая реакция начинается уже при 150 градусах, но оптимальной температурой считается 200-250 градусов.
К числу других преимуществ такого типа очистки относят:

Автоматизированный запуск, при котором не нужно специально включать опцию – она запускается сама во время готовки.
Экономию времени и сил (хозяйке не нужно интенсивно оттирать жировые загрязнения, они удаляются легко и быстро).
Возможность использования в духовках любого типа.
Доступная цена (духовки, оснащенные опцией каталитической очистки, практически не отличаются по цене от моделей, в которых этой функции нет).

Как и любая новая технология, эта функция имеет и определенные недостатки.

Это:

Более низкая эффективность по сравнению с гидролизной или пиролизной очисткой.
Отсутствие покрытия на нижней стенке и дверце духовки (состав не наносят на эти участки, поскольку на них часто скапливаются остатки молочных и сладких продуктов, а каталитический состав плохо переносит контакт с ними).
Невозможность удаления сильных загрязнений за 1 раз (чтобы полностью очистить духовку, потребуется запускать процесс несколько раз).
Необходимость полной замены покрытия 1 раз в 5 лет.

Принцип работы

Катализ – это химическая реакция, ускоряющая процесс распада жиров на углекислый газ, воду и органические остатки. В духовке этот метод очистки реализуется за счёт специальных панелей, имеющих пористую структуру. Они покрыты:

специальной жиропоглощающей эмалью;
химическими катализаторами – оксидом марганца, меди, кобальта или церия, которые ускоряют реакцию распада жиров;
адсорбентом.

Каталитическая очистка осуществляется в автоматизированном режиме, не требует постоянного контроля и дополнительных действий.

Сжигание загрязнений до пепла происходит при температуре от 140 градусов во время штатной работы прибора.

Механизм очищения

Самоочищение духовки методом катализа означает ускоренное расщепление жиров при достаточно низкой температуре (140–250 градусов) под воздействием специальных элементов – катализаторов, нанесённых на пористую эмаль.

Механизм действия:

Нагревательный элемент разогревает воздух и поверхность духового шкафа.
Жир, образующийся при приготовлении блюда, оседая на каталитических панелях начинает выгорать. Чем выше температура и дольше время запекания, тем быстрее произойдёт превращение грязи в сажу.
Несгоревшие частицы не въедаются в стенки духовки. Их можно отмыть привычным способом или оставить до следующего использования прибора.
Образовавшуюся сажу нужно смести влажной салфеткой.

Температура горения жира в естественных условиях – очень велика. Применить каталитический метод очищения без специальных панелей невозможно.

Особенности духовок с каталитическим способом самоочищения

Духовые шкафы, оснащённые каталитическим типом очистки, требуют бережной эксплуатации и соблюдения правил ухода. Выбирая прибор важно помнить, что покрытие наносится только на заднюю стенку, боковые панели и лопасти конвектора. Дно шкафа и стеклянная дверца не защищены от попадания жира.

Особенности духовок с каталитической системой, как правило, прописаны производителем в инструкции по эксплуатации прибора:

Срок действия панелей – 3–5 лет в зависимости от интенсивности использования. После этого они теряют свои чистящие свойства и требуют замены.
Для ручной чистки и удаления сильных загрязнений допустимо использовать профессиональные средства без абразивов и мягкие губки.
Панели выпускаются 2 видов: односторонние и двухсторонние. Тип указывается в инструкции. Двухсторонние служат дольше – после истечения рекомендованного срока их необходимо демонтировать, перевернуть и установить на прежнее место.
Не стоит допускать попадания на стенки большого количества жира. Часть его может не сгореть, осесть на стенках духовки. При редком использовании прибора такие наслоения снижают чистящие свойства панелей.

Каталитические панели некоторых моделей духовок включены в базовую комплектацию, но не установлены на место. Перед использованием необходимо провести самостоятельный монтаж оборудования, следуя инструкции производителя.

Каталитические фильтры и панели

Жироулавливающие (каталитические) фильтры повышают эффективность чистки и снижают количество жира, оседающего на стенках духовки.

Они аккумулируют загрязнения в специальных ёмкостях, которые затем необходимо промывать с чистящим средством.

Каталитические панели и фильтры различаются по сроку эксплуатации, концентрации катализаторов, коэффициенту катализа (определяет при какой температуре будет запущена реакция расщепления жира). Параметры не значительно влияют на конечную стоимость прибора, но определяют срок работы и регулярность замены комплектующих элементов.

Виды очистки духовых шкафов

Использование каталитических систем очистки духового шкафа – не единственный способ избавиться от пригоревшего жира на его поверхностях. Существует и альтернатива. Это гидролизный и пиролизный способы.

Гидролизный метод

Сам по себе этот способ известен уже давно. Но производители духовых шкафов его значительно усовершенствовали. Для большей эффективности сегодня применяют:

Более гладкие материалы, из которых изготавливают поверхности духовок.
Специальные резервуары, в которые заливают воду, необходимую для гидролиза.
Дополнительные устройства (регулятор температуры, таймер), которые повышают эффективность и удобство процесса.

Суть технологи довольно проста: вода нагревается и закипает, в результате чего вырабатывается водяной пар. Он воздействует на жировые отложения, накапливающиеся на поверхности духовки. В результате такого воздействия жир размягчается, его становится легче удалить. Делают это при помощи обычной губки, моющего средства и воды.

К преимуществам гидролизной очистки относят ее доступность. Использовать этот способ можно в духовке любой модели, вне зависимости от источников тепла (газовые ли электрические варианты).

Создать такую систему можно и самим. Для этого нужно лишь установить в духовой шкаф емкость с водой, включить прибор, нагреть его до нужной температуры (около 200 градусов) и подождать 15-20 минут. Емкость должна быть достаточно большой и широкой, так как для очищения потребуется много воды.

Если загрязнения сильные или застарелые, продолжительность процедуры увеличивают.

Пиролизная очистка

Этот метод очищения самый эффективный. Однако при его применении необходимо помнить о некоторых нюансах. Прежде всего, для эффективного удаления загрязнений требуется высокая температура нагрева (500 градусов), при которой накопившийся жир сгорает, оставляя после себя пепел. Этот пепел легко удаляется обычной губкой.

Духовки, оснащенные этой опцией, изготавливают из специального материала, который выдерживает воздействие экстремально высоких температур. Поэтому цена такого прибора существенно возрастает. Нужно помнить и о дополнительных расходах на электричество, так как при использовании пиролизной очистки существенно возрастает расход электроэнергии.

Чтобы сделать процесс очищения более удобным, такие духовки оснащаются дополнительными устройствами. Это интуитивный датчик температуры, который определяет степень загрязнения поверхности и выставляет оптимальную для очищения температуру. Также духовки с пиролизной системой оснащаются специальными блокирующими устройствами, которые не дают открыть дверцу до окончания процедуры и охлаждения прибора.

Рекомендуется располагать устройство, оснащенное такой функцией, как можно дальше от других приборов и мебели, так как высокие температуры негативно воздействуют на них.

Плюсы гидролизной обработки

Несмотря на то, что подобная обработка рассматривается лишь как дополнительная и вспомогательная очистка, у нее имеются несомненные плюсы:

К самым первым преимуществам можно отнести относительную легкость этого способа.
Вторым достоинством является ее низкая стоимость.
Третьим, не менее важным достоинством, является возможность провести уборку, не применяя агрессивные химические средства, которые могут нанести вред не только здоровью, но и поверхности духовки.

Отдельно стоит рассмотреть преимущество относительно низких температур, при которых производится гидролизная уборка. При умеренных температурах внутренность шкафа не подвергается сильному воздействию, все происходит в щадящем режиме.

Минусом рассмотренного вида очистки можно считать ее узкий спектр применения. Далеко не каждая поверхность, из которой изготавливаются духовые шкафы, рассчитана на паровую обработку или активную влажную уборку в замкнутом цикле, под давлением и при повышенной температуре. Чаще всего, это модели классом выше среднего. Впрочем, при достаточно подробном изучении рынка духовых шкафов, можно отыскать устройства с низкой стоимостью, которые будут иметь возможность гидролизной чистки. Для подбора лучшей модели стоит внимательно изучить рейтинги духовых шкафов 2020 и 2018 года.

Какой способ очистки лучше

У каждой хозяйки свои предпочтения. Пиролизный метод – самый эффективный, при этом устройства с этой опцией – самые дорогие и сложные в эксплуатации.

Каталитический и гидролизный способы – более доступные, но удалить сильные, застаревшие загрязнения с их помощью с одного раза – сложная задача. И не все устройства качественно с ней справляются.

Каталитический тип очистки духового шкафа – распространенный метод удаления жировых загрязнений. Эта опция существенно облегчает жизнь хозяйки.

Но, несмотря на все преимущества способа, без ручной работы все же не обойтись, ведь вещества, оставшиеся после расщепления жира, все равно придется удалять самостоятельно традиционным способом.

Дополнительные «навороты»

Ряд моделей обладает функцией Cleaning, и требует нанесения дополнительных спреев, которые заменяют действие пара. Эта технология работает по следующему принципу: духовой шкаф нагревается до температуры 90 градусов и удерживает ее на протяжении 15 минут, после чего раздается звуковой сигнал. Затем на поверхность наносится спрей. Особенность состоит в том, что наносить средство требуется достаточно быстро, не менее чем за пять минут, потому что внутреннее освещение шкафа запрограммировано только на этот срок. Если не уложиться в установленное время, можно пропустить скрытые полости. После завершения очищающего цикла важно, так же как и в случае с гидролизом, очистить поверхность шкафа от загрязнений и лишней жидкости.

Духовой шкаф с функцией Cleaning

Существуют также устройства с функцией Aqua clean, они работают при пониженной температуре. Для запуска уборки необходима температура 50 градусов и примерно 0.5 литра жидкости (можно использовать и обычную воду). Программа запускается на 30 минут. После автоматического отключения системы можно открыть духовой шкаф и протереть его, оставив сохнуть со слегка приоткрытой дверцей.

В гидролизе существует несколько типов (разновидностей) уборки, тем не менее, не имеющих принципиальных различий. Все они имеют схожие принципы обработки внутренней поверхности духовки и требуют последующей очистки, невзирая на то, что являлось главным компонентом: пар, спрей или вода.

Одним из самых распространенных и доступных методов очистки на рынке был и остается гидролиз, и именно ему отдают предпочтение большинство пользователей кухонной техники. К тому же, простота в использовании, надежность и необходимость в отсутствии дополнительных средств, делают гидролизную уборку одной из самых экономичных.

Miele H 5051 B, H 5061 B Поверхности с каталитической эмалью

Поверхности с каталитической эмалью

Задняя панель и обшивка крыши

покрыты темно-серой каталитической эмалью.

Загрязнения от масла и жира выгорают на этих

поверхностях при очень высоких температурах

в печи. Чем выше температура

, тем эффективнее процесс

Каталитическое покрытие

становится неэффективным из-за использования

— абразивных чистящих средств,

— жестких щеток или абразивных губок

— спреев для духовок.

Снимите каталитическую заднюю панель

и подкладку потолка с духовки, прежде чем

очистить поверхности духовки PerfectClean

спреем для духовки.

Обратите внимание, что отложения специй, сиропов

и подобных веществ не удаляются с каталитического покрытия

этим процессом. Они должны быть удалены вручную

, пока они еще свежие, с помощью мягкого раствора горячей воды и моющего средства

, нанесенного мягкой губкой или кистью

.Установите максимальную температуру.

Дайте духовке поработать прибл. 1 час. Продолжительность

будет зависеть от уровня загрязнения

Таймер также можно использовать для установки времени окончания

Если панели с каталитическим покрытием

очень сильно загрязнены маслом и смазкой

, во время процесса очистки на поверхности печи

появится пленка, которую можно стереть теплой водой

и небольшой стиркой. -up

жидкость после охлаждения.Наконец, очистите поверхности PerfectClean

и внутреннюю часть дверцы.

Любые оставшиеся загрязнения будут постепенно исчезать.

исчезнет с каждым последующим использованием печи

при высоких температурах.

Если каталитическое покрытие на задней панели

или обшивке крыши станет неэффективным

из-за неправильного использования или

при сильном загрязнении, замену можно получить

у вашего дилера Miele или

в отделе запасных частей Miele.

Очистка и уход

Высокоэффективные краски — преимущества и когда их использовать

Высокоэффективные краски — преимущества и когда их использовать Диалог сообщений Показать сообщение об обновлении

Первоначально опубликовано в журнале PPC Magazine .

Преимущества высокоэффективных красок и когда их использовать

Когда условия требуют более высокого уровня долговечности, чем обеспечивают даже архитектурные покрытия премиум-класса, у вас есть возможность перейти на высокоэффективные краски.

Покрытия

Pro Industrial ™ выдерживают более тяжелый износ, более суровые условия и более требовательные спецификации, чем обычные покрытия.

Чтобы помочь вам определить, какое из них лучше всего подходит для вашей следующей сложной работы, вот восемь высокоэффективных покрытий с примерами условий, в которых они помогут вам превзойти ожидания ваших клиентов, независимо от того, какой вид работы в коммерческих или жилых помещениях ты сделаешь.

1. Предварительно катализированная эпоксидная смола на водной основе

Смываемость, химическая стойкость и ударопрочное покрытие делают предварительно катализированную эпоксидную смолу на водной основе идеальной для областей с интенсивным движением, таких как больницы, школы и рестораны. Превосходная шкура и отличное покрытие сводят к минимуму необходимое количество слоев. Предварительно катализированная эпоксидная смола на водной основе, специально разработанная для блоков, гипсокартона, кирпичной кладки и бетона, идеально подходит практически для любого коммерческого проекта, требующего долговечности, производительности и способности выдерживать многократные чистки.

2. Универсальная акриловая грунтовка Pro-Cryl

Универсальная акриловая грунтовка Pro-Cryl, являющаяся альтернативой грунтовкам по металлу на основе растворителей для поверхностей, где критичны устойчивость к ржавчине и коррозии, идеально подходит для стальных конструкций, машин, трубопроводов или оборудования в школах, больницах, отелях, коммерческих зданиях и промышленные площадки. Грунтовка ранняя влагостойкая и быстро сохнет. Он подходит для многих финишных покрытий, в том числе уретанов и эпоксидных смол, содержащих горячие растворители, и доступен в цветах с оксидом красного, серого и не совсем белого цвета.

3. Многослойный акрил

Универсальное покрытие Multi-Surface Acrylic, подходящее для широкого спектра внутренних и внешних поверхностей, является незаменимым продуктом для занятых подрядчиков, которые хотят минимизировать запасы без снижения производительности. Идеально подходит для стен и потолков, где трудно добиться тщательной очистки. Быстро сохнущий до алкидного покрытия на акриловой основе, он хорошо подходит для использования в сложных условиях, таких как склады, производственные площадки, школы, больницы, гостиницы и промышленные объекты.

4. Высокоэффективная эпоксидная смола

Специально разработанная для промышленного обслуживания и высокоэффективных архитектурных применений, High Performance Epoxy — это прочная, прочная универсальная глянцевая эпоксидная смола, разработанная для поверхностей, где важна химическая стойкость и устойчивость к истиранию. Предлагает однослойное покрытие с высокой пленкой. Высокоэффективная эпоксидная смола предварительно отмерена и легко смешивается без времени индукции.

5. Эпоксидная смола с катализатором на водной основе

Это твердое, прочное покрытие устойчиво к пятнам и химическим веществам, а также обеспечивает исключительную коррозионную стойкость при прямом нанесении на металл.Это делает его идеальным для коммерческих помещений. Кроме того, эпоксидная смола с катализатором на водной основе соответствует самым строгим требованиям к ЛОС.

6. Акриловое покрытие

Pro Industrial Acrylic Coating — это быстросохнущее покрытие, которое идеально подходит для коммерческих помещений. Легко наносится кистью, валиком или распылителем, обладает исключительной стойкостью к пятнам и сохраняет внешний цвет и блеск. Он соответствует самым строгим требованиям к ЛОС и доступен в глянцевом, полуглянцевом исполнении и eg-shel.

7.Эмаль уретан-алкидная

Используйте эту универсальную ремонтную эмаль с высоким содержанием сухого остатка и глянцевым покрытием для внутренних или наружных работ в промышленных помещениях. Усиленный уретановой смолой для обеспечения долговечности внешнего вида, он обеспечивает хороший внешний вид и сохранение блеска. Уретановая алкидная эмаль по своим характеристикам сравнима с силиконовыми алкидами, но ее легко наносить кистью, валиком или распылением.

8. Акриловое покрытие DTM

Акриловое покрытие

DTM — идеальный выбор для долговечности как внутри, так и снаружи. Этот высокоэффективный продукт обладает отличными погодными свойствами, влагостойкостью, стойкостью к коррозии и мгновенной ржавчине. Он устойчив к пятнам и к большинству коммерческих чистящих средств, его легко наносить кистью, валиком или распылением. Кроме того, акриловое покрытие DTM соответствует самым строгим требованиям к ЛОС. Загляните в местный магазин Sherwin-Williams или спросите своего торгового представителя, как эти и другие покрытия Pro Industrial могут помочь вам превзойти ожидания клиентов даже в самых сложных условиях покраски.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

Просмотрите спецификации и получите дополнительную информацию о продукте
Дополнительные советы по технологии окраски и нанесению
Архив журнала «Профессиональный подрядчик по покраске»

Канада

Мексика

Общая информация

Наши продукты доступны по всей Южной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Аргентина

Наши продукты доступны по всей Южной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

Бразилия

Наши продукты доступны по всей Южной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Чили

Наши продукты доступны по всей Южной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Колумбия

Наши продукты доступны по всей Южной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales@sherwin. com.

Эквадор

Наши продукты доступны по всей Южной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

Уругвай

Наши продукты доступны по всей Южной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Общая информация

Наши продукты доступны по всей Центральной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Коста-Рика

Наши продукты доступны по всей Центральной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin. com.

Сальвадор

Наши продукты доступны по всей Центральной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Гватемала

Наши продукты доступны по всей Центральной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Гондурас

Мексика

Никарагуа

Наши продукты доступны по всей Центральной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Панама

Наши продукты доступны по всей Центральной Америке, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Общая информация

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

Багамы

Bermuda

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Бонайре, Синт-Эстатиус и Саба

Каймановы острова

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Доминиканская Республика

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Гаити

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Ямайка

Пуэрто-Рико

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Сент-Китс и Невис

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Острова Теркс и Кайкос

Виргинские острова (Британские)

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Другие островные страны Карибского бассейна

Наши продукты доступны по всему Карибскому региону, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Общая информация

Наши продукты доступны во всем Азиатско-Тихоокеанском регионе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

Китай

Наши продукты доступны во всем Азиатско-Тихоокеанском регионе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Индонезия

Япония

Малайзия

Сингапур

Южная Корея

Таиланд

Вьетнам

Общая информация

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Хорватия

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Кипр

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Чешская Республика

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin. com.

Дания

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

General Industrial Coatings

Danske

Industrial Wood Coatings

Danske

Packaging Coatings

English

Protective & Marine Coatings

Danske

Финляндия

Наши продукты доступны по всему миру, Финляндия

свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

General Industrial Coatings

Suomi

Industrial Wood Coatings

Suomi

Packaging Coatings

English

Protective & Marine Coatings

Suomi

France

Наши продукты доступны ниже или по всей Европе. свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Германия

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

Венгрия

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Италия

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Литва

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Норвегия

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

General Industrial Coatings

Norsk

Industrial Wood Coatings

Norsk

Packaging Coatings

English

Protective & Marine Coatings

Nynorsk

Польша

Польша свяжитесь с нами по адресу [email protected].

General Industrial Coatings

Polski

Industrial Wood Coatings

Polski

Packaging Coatings

English

Protective & Marine Coatings

Polski

Португалия

Наши продукты доступны по всему миру, Португалия

свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

Румыния

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Россия

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Сербия

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Словакия

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

Словения

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Испания

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Швеция

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Украина

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales @ sherwin.com.

Великобритания

Наши продукты доступны по всей Европе, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Ближний Восток

Наши продукты доступны по всему Ближнему Востоку, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу globalsales@sherwin. com.

Австралия

Наши продукты доступны по всей Австралии, см. Адреса ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

сгенерировано: среда, 06 октября, 01:28:49 UTC 2021

Хост: tsapp-5f5d958688-lkbml

Порт сервера: 443

Локальный порт: 5443

Экземпляр: server1

Создание этой страницы заняло 0 миллисекунд.

Механизм дефектов кристаллов кадмия в развитии эмали зубов крыс

Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2009 Dec; 85 (10): 500–507.

Мицуо Какей

^{* 1} Отделение анатомии полости рта, Школа стоматологии Университета Мейкай, Сайтама, Япония.

Тоширо Сакаэ

^{* 2} Кафедра гистологии, клеточной биологии и эмбриологии, Школа стоматологии Университета Нихон в Мацудо, Тиба, Япония.

Масаеши Йошикава

^{* 3} Отделение ортодонтии, Школа стоматологии Университета Мейкай, Сайтама, Япония.

^{* 1} Отделение анатомии полости рта, Школа стоматологии Университета Мейкай, Сайтама, Япония.

^{* 3} Отделение ортодонтии, Школа стоматологии Университета Мейкай, Сайтама, Япония.

^† Для корреспонденции: M. Kakei, Отделение анатомии полости рта, Школа стоматологии Университета Мейкай, 1-1 Keyakidai, Sakado, Saitama 350-0283, Япония (электронная почта: pj.ca.iakiem.tned@iekak-m).

(сообщение передано Тацуо Суда, m.j.a.)

Получено 29 августа 2009 г .; Принято 26 октября 2009 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Хорошо известно, что воздействие кадмия из окружающей среды вызывает болезнь итай-итай (ай-ай).Однако точный механизм, лежащий в основе этого заболевания костей, остается неясным. Сосредоточившись на механизме кальцификации, мы исследовали развивающуюся зубную эмаль у крыс, подвергшихся воздействию кадмия, чтобы проверить гипотезу о том, что воздействие кадмия может вызывать дефекты в образовании кристаллов. Электронная микроскопия выявила присутствие перфорированных кристаллов в развивающейся зубной эмали, что указывает на то, что процесс зарождения кристаллов мог быть прерван воздействием кадмия. Кроме того, биохимические анализы показали, что каталитическая активность карбоангидразы в незрелой матрице эмали заметно снизилась, несмотря на то, что количественное снижение этого фермента было незначительным, предполагая, что снижение каталитической активности могло быть результатом замены цинка ионами кадмия.Таким образом, мы пришли к выводу, что низкая каталитическая активность кадмий-связывающей карбоангидразы может препятствовать процессу зародышеобразования, что приводит к нарушению минерализации, вызывающему болезнь итаи-итай.

Ключевые слова: ионы кадмия, болезнь итай-итай, зубная эмаль, дефекты кристаллов, кадмий-связывающая карбоангидраза, остеопороз. отравление кадмием — одна из самых серьезных проблем со здоровьем, вызванная промышленным загрязнением в Японии.Загрязнение кадмием остается проблемой для здоровья из-за его неизвестного механизма, вызывающего болезнь итаи-итай. Кадмий также является известным фактором риска остеопороза, который, как сообщается, вызывает остеомаляцию с последующим остеопорозом в высоких концентрациях. ^{1), 2)} Для оценки взаимосвязи между воздействием кадмия и развитием заболеваний костей был проведен ряд эпидемиологических и экспериментальных исследований. ^{1) –5)} Несмотря на обширные исследования, детали причинно-следственной связи между воздействием кадмия и заболеваниями костей еще предстоит подтвердить.

Хотя заболевания костей, вызванные кадмием, считаются вторичным явлением после возникновения почечной дисфункции, ^{6), 7)} некоторые исследовательские группы указали, что почечная дисфункция не связана напрямую с повреждением костей. ^{1), 3), 5)} С другой стороны, было проведено очень мало исследований взаимосвязи между процессом образования кристаллов и точными биологическими эффектами ионов кадмия. Однако сообщалось, что прием кадмия вызывал отбеливание зубов, подобное тому, которое вызывается воздействием фтора.⁸⁾ Это явление привело нас к предположению, что воздействие кадмия может вызвать дефекты кристаллов, аналогичные дефектам воздействия фтора и повреждению костей. Поэтому мы разработали это исследование как часть усилий по установлению нашей работы и выяснению влияния ионов кадмия на кристаллы апатита с учетом возможного механизма болезни итаи-итай. Кристаллическая структура зубной эмали была исследована, поскольку она подходит для оценки кристаллических дефектов. Более того, деминерализация остеокластами не происходит в развивающейся эмали крыс, и основной механизм образования кристаллов одинаков в эмали, дентине и кости.^{9), 10)} Мы также сосредоточили внимание на том, повлияло ли воздействие кадмия на карбоангидразу, ключевой фермент в инициации процесса зародышеобразования кристаллов, ^{11) –14)}.

Точно определить количество кадмия, необходимое для того, чтобы вызвать заболевание итаи-итай у человека, подвергающегося загрязнению окружающей среды, затруднительно. В этом исследовании наша цель заключалась не в фармацевтической оценке уровня кадмия, вызывающего заболевание, а в оценке механизма развития заболевания после воздействия кадмия.Результаты предыдущих исследований ¹⁵⁾ и настоящего предоставляют правдоподобное объяснение заболеваний костей, вызванных нежелательными химическими веществами, и модель кальцификации, которая может оказаться полезным инструментом для более широкой оценки механизма, лежащего в основе заболеваний костей.

Материалы и методы

Экспериментальные животные

В экспериментальную группу вошли 15 крыс-самцов Sprague-Dawley (возраст 3 недели), которым был предоставлен свободный доступ к питьевой воде, содержащей 100 мг / л ионов кадмия (CdCl ₂) в течение 5 недель. .Две крысы были назначены для электронной микроскопии, 5 — для иммунологического анализа, а остальные — для анализа ферментативной активности. Контрольным крысам давали воду без ионов кадмия. Образцы эмали 8-недельных крыс подвергали электронной микроскопии и биохимическому анализу. Для дополнительной информации образцы эмали от 2 крыс, которые в совокупности подверглись воздействию кадмия в течение 12 недель, были подвергнуты только электронной микроскопии. Концентрация ионов кадмия в питьевой воде была выбрана на основании отчета Yoshiki et al. ¹⁾ Для сравнительного ферментативного анализа некоторым крысам давали воду, содержащую фторид-ионы (концентрация 2 мг / л), как описано ранее. ¹⁵⁾ Крыс анестезировали эфиром и вырезали образцы эмали с резцов. Использование животных было одобрено Комитетом по уходу и использованию животных Университета Мейкай.

Просвечивающая электронная микроскопия

Ткани эмали, полученные от 8-недельных и 15-недельных крыс, разрезали на мелкие кусочки бритвенными лезвиями.Образцы фиксировали 2% глутаровым альдегидом в 0,1 М какодилатном буфере (pH 7,4) в течение 1 ч при 5 ° C, после фиксировали 1% тетроксидом осмия в том же буфере в течение 2 ч при 5 ° C, обезвоживали пропусканием через серия возрастающих концентраций этанола и внедренная в смолу Araldite 502. Тонкие срезы получали на ультрамикротоме Porter-Blum MT2-B (Sorvall, США), оснащенном алмазным ножом. Срезы плавали в воде, насыщенной кристаллическими минералами, чтобы предотвратить растворение кристаллов.Впоследствии некоторые срезы дважды окрашивали уранилацетатом и цитратом свинца, а другие оставляли неокрашенными. Срезы исследовали на просвечивающем электронном микроскопе JEM 100CX (JEOL Ltd. Tokyo, Japan) при ускоряющем напряжении 80 кВ.

Биохимический анализ карбоангидразы

Незрелая эмаль, собранная с резцов 8-недельных крыс, также была подготовлена для биохимических анализов. После удаления приставшей крови и окружающих мягких тканей резцы на короткое время промыли холодным физиологическим раствором.Незрелые ткани эмали, которые находились на ранней (формирование матрикса) и средней (переходной) стадиях развития, соскабливали с резцов с помощью бритвенных лезвий. Их непосредственно гомогенизировали с буфером для электрофоретического образца для экстракции белков матрикса. ¹⁶⁾ Супернатант, содержащий белки матрикса эмали, отделяли центрифугированием при 12000 g в течение 1 мин, и содержание белка определяли методом Брэдфорда. ¹⁷⁾ Равные количества белка (30 мкг) из каждого образца подвергали электрофорезу.После электрофоретического блоттинга на нитроцеллюлозной мембране (BA 85; Schleicher & Schuell, Dassel, Германия) мембрану подвергали окрашиванию черным амидом и проводили иммунологическое определение на мембране для оценки влияния кадмия на карбоангидразу. Электрофоретический блоттинг и иммунологическое определение карбоангидразы на нитроцеллюлозной мембране проводили методом Towbin et al. ¹⁸⁾ Антитела против карбоангидразы получали, как описано ранее.¹¹⁾ Ферментативную активность измеряли с помощью недавно разработанного метода при дифференциальном давлении газа. ¹⁹⁾ Каждый образец незрелой ткани эмали лиофилизировали, измельчали и затем суспендировали в дистиллированной воде. Аликвоту 0,1 мл суспензии, содержащей 1,0 мг эмалевого порошка, тестировали на ферментативную активность с использованием колбы Варбурга. Один миллилитр 0,2 М фосфатного буфера (pH 6,8) вводили в основную камеру, а 1,0 мл раствора субстрата 0,1 М гидрокарбоната натрия вводили в боковую часть.В основную экспериментальную камеру добавляли 0,1 мл тканевой суспензии. В качестве альтернативы такой же объем дистиллированной воды добавляли для контроля реакций. Камеры выдерживали в колотом льду в течение 5 мин для стабилизации внутреннего давления в каждой камере. Во время этого процесса клапан оставался открытым для выравнивания внутреннего и внешнего давления. Затем растворы перемешивали и встряхивали, клапан сразу закрывали, а ферментативную активность регистрировали и обрабатывали компьютером. Давление газа (Па), создаваемое активностью карбоангидразы с течением времени, регистрировалось каждые 30 с в течение 3 мин, начиная с начальной точки 0 Па.Значения выражены как среднее значение ± стандартное отклонение (S.D.) 4–6 экспериментов. Ацетазоламид (концентрация 2 × 10 ^-5 M в 0,2 M фосфатном буферном растворе) использовали для теста на ингибирование.

Результаты

Мы наблюдали образование кристаллов эмали как у контрольных, так и у крыс, подвергшихся воздействию кадмия. показывает подробные процессы образования кристаллов во время развития эмали в нормальных условиях. На ранней стадии формирования кристаллов в непосредственной близости от отростков Томеса амелобластов образуются многочисленные ленточные структуры, составляющие каждый эмалевый стержень ().При большем увеличении каждая структура в форме ленты состоит из внутренней минеральной зоны, окруженной тонким слоем органического вещества, так называемой «органической оболочки» (). Процесс зарождения кристаллов можно распознать по появлению первой линии в минеральной зоне (). Дополнительные линии появляются параллельно этой линии по мере роста кристалла. Таким образом, весь процесс от зарождения до созревания происходит внутри органической оболочки. Начальная линия позже будет называться центральной темной линией в кристаллической структуре ().

Электронные микрофотографии процессов развития кристаллов в нормальной эмали. (а) Ленточные структуры и отростки Томеса (Tp) амелобластов на секреторной стадии. Поперечный (C) и продольный (L) сечения (L) ранних ленточных структур. (б) Большее увеличение поперечных срезов ранних лентообразных структур (срезы с двойным окрашиванием). (в) Продольные разрезы ранних ленточных структур. Ленточная структура состоит из 2-х тонких органических слоев и электронно-просвечивающей минеральной зоны (срезы с двойным окрашиванием).(d) Большее увеличение поперечных сечений ранних ленточных структур. Минералы-предшественники без линий решетки наблюдаются как электронно-плотные нечеткие изображения (неокрашенные участки). (e) Появление начальной линии решетки (стрелки) внутри конверта (срезы с двойным окрашиванием). (е) Проявление продольных срезов кристаллов эмали с центральными темными линиями (стрелки, неокрашенные участки). (g) Проявление поперечных срезов кристаллов эмали с центральными темными линиями (стрелки, неокрашенные участки).Масштабные линейки: (а) 1 мкм, (б – г) 20 нм, (д – ж)) 10 нм.

Хотя центральные темные линии образуются непрерывно в нормальных условиях, кристаллы эмали, полученные от 8-недельных крыс, подвергшихся воздействию ионов кадмия, демонстрируют, по-видимому, спорадическое ингибирование процесса зародышеобразования кристаллов, оставляя центры кристаллов с пустотами вдоль c- оси по сравнению с теми, которые развивались в нормальных условиях (). Кроме того, микрофотографии показали, что экспериментальные животные, подвергавшиеся воздействию кадмия в течение 12 недель, демонстрировали более сильно поврежденные кристаллы с перфорацией по мере приближения к стадии созревания ().На микрофотографиях с большим увеличением ясно видны пустоты или электронно-световые детали в центре этих аберрантных кристаллов, что указывает на то, что структура этих перфорированных кристаллов не может образовывать центральные темные линии. Напротив, у неповрежденных кристаллов с нормальной структурой отчетливо видны центральные темные линии ().

Электронные микрофотографии кристаллов эмали зубов крысы, подвергнутой воздействию кадмия. (а) Низкое увеличение кристаллов эмали, пострадавших от воздействия кадмия в течение 5 недель. (б и в) большее увеличение кристаллов эмали.Процесс зарождения кристаллов, по-видимому, спорадически подавляется. (d и e) Кристаллы эмали, подвергшиеся воздействию кадмия в течение 12 недель. (d) Перфорированные кристаллы при малом увеличении. (e) Поперечное сечение перфорированных и неповрежденных кристаллов при большем увеличении. В перфорированных кристаллах видны пустоты в центре, а у неповрежденных кристаллов видны центральные темные линии (стрелки). Масштабные полосы: (a и d) 100 нм, (b, c и e) 10 нм. (а – д) Неокрашенные срезы.

Затем мы провели биохимический анализ карбоангидразы в матричных белках незрелой эмали.показывает электрофоретические картины белка матрикса эмали, полученные от каждой группы. Интенсивность окрашивания амидным черным не выявила существенных различий ни в синтезе, ни в количестве белков матрикса зубной эмали в группе (). Кроме того, иммуноблоттинг с использованием антител против карбоангидразы показал явно более сильную положительную реакцию на полосе 31 кД как у контрольных, так и у крыс, подвергшихся воздействию кадмия, по сравнению с крысами, подвергавшимися воздействию фторида, как показано на рис. Однако метод дифференциального давления газа, используемый для измерения активности карбоангидразы, показал, что каталитическая активность фермента у крыс, подвергшихся воздействию кадмия и фторида, снизилась примерно до 30% и 55%, соответственно, от таковой у контрольных крыс ( ).Было также обнаружено, что ферментативная активность ингибируется присутствием ацетазоламида в концентрации 2 × 10 ^-5 M в 0,2 M фосфатном буфере (данные не показаны).

Электрофоретические картины и иммуноблоттинг-анализ незрелых белков матрикса эмали, полученных от контрольных крыс, подвергшихся воздействию кадмия и фторида. (а) Электрофоретические картины, полученные для каждого образца. (b) Вестерн-блоттинг незрелых белков матрикса эмали. В отличие от воздействия фтора, воздействие кадмия не влияет на синтез карбоангидразы.LM, стандарты с низкой молекулярной массой; C — контрольная группа 8-недельного возраста; Cd, крысы, подвергшиеся воздействию кадмия в возрасте 8 недель; F, 8-недельные крысы, подвергшиеся воздействию фторида.

Активность карбоангидразы в незрелых тканях эмали, полученная от каждой группы. Воздействие кадмия или фторида значительно снижает ферментативную активность. C — контрольная группа 8-недельного возраста; Cd, крысы, подвергшиеся воздействию кадмия в возрасте 8 недель; F, 8-недельные крысы, подвергшиеся воздействию фторида. Планки погрешностей указывают на S.D.

Обсуждение

Мы впервые продемонстрировали, что воздействие кадмия может вызывать дефекты кристаллов, такие как перфорации в развивающейся эмали зубов, что указывает на то, что процесс зародышеобразования кристаллов ингибируется воздействием кадмия ().Это явление можно объяснить механизмом, изложенным в. Воздействие кадмия снижает активность карбоангидразы, что приводит к недостаточному поступлению карбонат-ионов. Карбонатные ионы способствуют зарождению кристаллов, связываясь с ионами магния, которые, как считается, ингибируют процесс минерализации. ^{15), 20), 21)} Рамановский микрозондовый анализ показал, что соединение Mg – CO3, то есть хантит CaMg ₃ (CO ₃) ₄, впервые было получено до проявления кристаллов.²²⁾ Ионы Mg остаются в центре области кристалла, если поступление ионов карбоната недостаточно. Однако периферийные области могли избежать воздействия ионов Mg. Следовательно, на периферийных участках кристалл может непрерывно расти из уже сформированной поверхности кристалла, как показано на. Этот механизм также может быть ответственным за увеличение количества аморфных минералов в кости. ¹⁵⁾ Следовательно, карбоангидраза является критическим фактором на начальной стадии минерализации в некоторых кальцинированных твердых тканях.Кроме того, настоящее исследование продемонстрировало, что более длительное воздействие кадмия увеличивает риск повреждения кристаллов, предполагая, что прочность костей может ухудшиться после длительного воздействия кадмия.

Схема процесса образования кристаллических дефектов при проявлении эмали. (а) Отросток амелобласта Тома (Tp) и ленточные структуры (длинные параллельные линии). (б) Одна из увеличенных ленточных структур в нормальных условиях. После образования центральной темной линии рост кристалла происходит внутри органической оболочки.(c) Кристаллизация продолжает происходить в периферийной области, на которую не влияют ионы Mg, несмотря на то, что центральная темная линия не формируется из-за отсутствия карбонат-ионов. CDL: Центральная темная линия. Пунктирные линии указывают на органический конверт. CA-Zn: Карбоангидраза-Zn. CA-Cd: Карбоангидраза-Cd.

Хотя карбоангидраза является хорошо известным металло-ферментом цинка, мы предположили, что воздействие кадмия может вызвать его связывание с кадмием вместо цинка. Сообщается, что кадмий вызывает заметное снижение активности карбоангидразы, когда он используется для замены цинка.^{23), 24)} Кроме того, это явление может помочь объяснить, почему в костях крыс, получавших кадмий, наблюдается снижение концентрации цинка в дополнение к увеличению концентрации кадмия. ^{3), 25), 26)} Биологическое действие связывания кадмия с карбоангидразой может быть ответственно за снижение его каталитической активности, что приводит к низкому поступлению карбонат-ионов для инициирования процесса зародышеобразования кристаллов в кальцинированных твердых тканях. Кадмий также оказывает ингибирующее действие на образование поперечных связей коллагена, указывая на то, что он также может вызывать дальнейшее ухудшение механической прочности кости.²⁷⁾

В последнее время во всем мире быстро растет заболеваемость остеопорозом. ²⁶⁾ Существует множество факторов риска остеопороза, от химических веществ в окружающей среде до гормональных эффектов. ^{28) –35)} Воздействие ионов кадмия и фтора является одним из факторов риска окружающей среды, связанных с остеопорозом. ^{31) –35)} Наши биологические результаты показывают, что ионы фтора подавляют синтез карбоангидразы, тогда как ионы кадмия снижают ее активность.Обычно считается, что причиной остеопороза является чрезмерная деминерализация скелета. Таким образом, процесс деминерализации скелета остеокластами был глубоко изучен, но до сих пор мало внимания уделялось нарушению минерализации. По данным Yoshiki et al. , ¹⁾ нет увеличения количества остеокластов, ответственных за резорбцию кости при остеопорозе, индуцированном кадмием. Из настоящих результатов вместе с их выводами мы заключаем, что нарушение минерализации может быть одним из причинных факторов остеопороза.Считается, что нежелательные химические вещества, такие как ионы кадмия и фтора, неосознанно накапливаются в организме в течение длительного периода в результате курения, еды (в регионах, загрязненных кадмием) и фторсодержащих продуктов, и, в конечном итоге, нарушение минерализации может привести к повышенной хрупкости костей. и переломы и способствуют остеомаляции и остеопорозу.

Наши открытия могут пролить свет на механизм, лежащий в основе заболевания костей, вызванного нежелательными химическими веществами. Будем надеяться, что наша модель образования кристаллических дефектов может внести свой вклад в изучение и лечение остеопороза, вызванного другими факторами риска, и указать направление для будущих исследований.

Благодарности

Мы высоко ценим ценную помощь, оказанную сотрудниками Лаборатории исследования и применения электронного пучка (LEBRA) Университета Нихон. Эта работа была частично поддержана проектами Frontier Science Projects для LEBRA в Университете Нихон, субсидируемыми Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии (2000–2004, 2005–2007).

Ссылки

1) Йошики, С., Янагисава, Т., Кимура, М., Отаки, Н., Судзуки, М.и Суда Т. (1975) Поражения костей и почек при экспериментальной интоксикации кадмием. Arch. Environ. Health 30, 559–562 [PubMed] [Google Scholar] 2) Friberg, L., Elinder, C.G., Kjellström, T. и Nordberg, G.F. (1986) Кадмий и здоровье: токсикологическая и эпидемиологическая оценка, Vol. 2 (Эффекты и отклик). CRC Press Inc., Бока-Ратон, Флорида, США [Google Scholar] 3) Огоши, К., Морияма, Т. и Нанзай, Ю. (1989) Снижение механической прочности костей крыс, которым вводили кадмий. Arch. Toxicol.63, 320–324 [PubMed] [Google Scholar] 4) Огоши, К., Нанзай, Ю. и Морияма, Т. (1992) Снижение прочности костей у молодых и старых крыс, получавших кадмий. Arch. Toxicol. 66, 315–320 [PubMed] [Google Scholar] 5) Сакко-Гибсон, Н., Чаудри, С., Брок, А., Сиклз, А.Б., Патель, Б., Хегстад, Р. и Джонстон, С. ( 1992) Влияние кадмия на метаболизм костей: ускоренная резорбция у старых гончих после овариэктомии. Toxicol. Прил. Фамакол. 113, 274–283 [PubMed] [Google Scholar] 6) Кидо, Т., Ногава, К., Ямада, Ю., Хонда, Р., Цуритани, И., Ишизаки, М. и Ямая, Х. (1989) Остеопения у жителей с нарушением функции почек, вызванная воздействием кадмия из окружающей среды. Int. Arch. Ок. Environ. Health 61, 271–276 [PubMed] [Google Scholar] 7) Кидо, Т., Ногава, К., Хонда, Р., Цуритани, И., Ишизаки, М., Ямада, Ю. и Накагава, Х. ( 1990) Связь между почечной дисфункцией и остеопенией у субъектов, подвергшихся воздействию кадмия из окружающей среды. Environ. Res. 51, 71–82 [PubMed] [Google Scholar] 8) Wilson, R.H. и DeEds, F.(1939) Экспериментальное хроническое отравление кадмием. Science 90, 498. [PubMed] [Google Scholar] 9) Накахара, Х. и Какей, М. (1983) Центральная темная линия в развивающемся кристаллите эмали: электронно-микроскопическое исследование. Дзосай Шика Дайгаку Кийо 12, 1–7 [PubMed] [Google Scholar] 10) Накахара, Х. и Какей, М. (1984) Наблюдения с помощью ПЭМ кристаллитов дентина и кости. Josai Shika Daigaku Kiyo 13, 259–263 [PubMed] [Google Scholar] 11) Kakei, M. и Nakahara, H. (1985) Электроиммуноблоттинг исследование карбоангидразы в развитии эмали и дентина резцов крыс.Jpn. J. Oral Biol. 27, 257–361 [Google Scholar] 12) Накахара, Х. и Какей, М. (1989) Карбоангидраза центральной темной линии: проблемы, связанные с зарождением кристаллов в эмали. В Эмаль зубная, Vol. 4 (ред. Fearnhead, R.W. и Suga, S.). Elsevier, Amsterdam, стр. 42–46 [Google Scholar] 13) Накахара, Х. и Какей, М. (1989) Ультраструктурные и белковые аспекты образования апатита в твердых тканях позвоночных. В Происхождение, эволюция и современные аспекты биоминерализации растений и животных (под ред.Крик, Р.Э.). Plenum Press, New York, pp. 225–235 [Google Scholar] 14) Kakei, M. и Nakahara, H. (1996) Аспекты карбоангидразы и ее содержания во время минерализации эмали крысы. Биохим. Биофиз. Acta 1289, 226–230 [PubMed] [Google Scholar] 15) Какей, М., Сакаэ, Т., Йошикава, М. и Тамура, Н. (2007) Влияние ионов фтора на образование кристаллов апатита в твердых тканях крысы. Анна. Анат. 189, 175–181 [PubMed] [Google Scholar] 16) Лаеммули, Великобритания (1970) Расщепление структурных белков во время сборки головки бактериофага Т4.Nature 227, 680–685 [PubMed] [Google Scholar] 17) Bradford, M.M. (1976) Быстрый и чувствительный метод количественного определения количества белка в микрограммах, использующий принцип связывания белок-краситель. Анальный. Biochem. 72, 248–254 [PubMed] [Google Scholar] 18) Towbin, H., Staehelin, T. и Gorolon, J. (1979) Электрофоретический перенос белков из полиакриламидных гелей на нитроцеллюлозные листы: процедура и некоторые применения. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 76, 4350–4354 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

19) Kodama, E.(2007) Разработка нового устройства, оснащенного датчиком дифференциального давления газа для измерения активности карбоангидразы, и его применение в экспериментах по биологии средней школы. Магистерская работа, Токийский университет Гакугей (на японском языке)

20) LeGeros, R.Z. (1981) Апатиты в биологической системе. Прог. Характер роста кристаллов. 4, 1–45 [Google Scholar] 21) Какей, М., Накахара, Х., Тамура, Н., Ито, Х. и Кумегава, М. (1997) Поведение ионов карбоната и магния в исходных кристаллитах в ранние стадии развития свода черепа крысы.Анна. Муравей. 179, 311–316 [PubMed] [Google Scholar] 22) Casciani, F.S., Etz, E.S., Newbury, D.E. и Доти, С. (1979) Исследование двух минерализующихся тканей с помощью рамановского микрозонда: эмали резца крысы и берцовой кости эмбриона цыпленка. В Сканирующая электронная микроскопия 1979 / II (ред. Джохари О. и Беккер Р. П.). SEM Inc., США, стр. 383–391 [PubMed] [Google Scholar] 23) Бертини И., Лучинат С. и Виеццоли М.С. (1986) Замена металлов как инструмент исследования белков цинка. In Zinc Enzymes (Progress in Inorganic Biochemistry and Biophysics, Vol.1) (ред. Бертини И., Лучинат К., Марет В. и Цеппезауэр М.). Бирхаузер, Бостон, Массачусетс, стр. 24–47 [Google Scholar] 24) Марино, Т., Руссо, Н. и Тоскано, М. (2005) Сравнительное исследование каталитических механизмов цинк- и кадмийсодержащей карбоангидразы. Варенье. Chem. Soc. 127, 4242–4253 [PubMed] [Google Scholar] 25) Итокава, Ю., Абэ, Т., Табей, Р. и Танака, С. (1974) Поражения почек и скелета при экспериментальном отравлении кадмием: гистологические и биохимические подходы. Arch. Environ.Health 28, 149–154 [PubMed] [Google Scholar] 26) Боннер, Ф.В., Кинг, Л.Дж. и Парк, Д.В. (1980) Влияние пищевого кадмия на уровни цинка, меди и железа в костях крыс. Toxicol. Lett. 5, 105–108 [PubMed] [Google Scholar] 27) Игучи, Х. и Сано, С. (1982) Влияние кадмия на метаболизм костного коллагена крысы. Toxicol. Прил. Pharmacol. 62, 12–136 [PubMed] [Google Scholar] 28) Genant, H.K., Cooper, C., Poor, G., Reid, I., Ehrlich, G., Kanis, J. et al. (1999) Промежуточный отчет и рекомендации Целевой группы Всемирной организации здравоохранения по остеопорозу.Остеопорос. Int. 10, 259–264 [PubMed] [Google Scholar] 29) Хонканен, Р., Альхава, Э.М., Саарикоски, С. и Туппурайнен, М. (1991) Факторы риска остеопороза у женщин в перименопаузе. Calcif. Tissue Int. 49, S74 – S75 [PubMed] [Google Scholar] 30) Kröger, H., Tuppurainen, M., Honkanen, R., Alhava, EM и Saarikoski, S. (1994) Минеральная плотность костной ткани и факторы риска остеопороза — A популяционное исследование 1600 женщин в перименопаузе. Calcif. Tissue Int. 55, 1–7 [PubMed] [Google Scholar] 31) Järup, L., Alfvén, T., Перссон, Б., Тосс, Г. и Элиндер, К.Г. (1998a) Кадмий может быть фактором риска остеопороза. Ок. Environ. Med. 55, 435–439 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 32) Järup, L., Berglund, M., Elinder, CG, Nordberg, G. и Vahter, M. (1998b) Воздействие кадмия на здоровье —Обзор литературы и оценка риска. Сканд. J. Work Environ. Health 24 (Suppl. 1), 1–51 [PubMed] [Google Scholar] 33) Staessen, JA, Roels, HA, Emelianov, D., Kuznetsova, T., Thijs, L., Vangronsveld, J. and Fagard, Р.(1999) Воздействие кадмия в окружающей среде, плотность костей предплечья и риск переломов: проспективное популяционное исследование. Исследовательская группа по воздействию кадмия на общественное здоровье и окружающую среду (PheeCad). Lancet 353, 1140–1144 [PubMed] [Google Scholar] 34) Альфвен, Т., Элиндер, К.Г., Карлссон, доктор медицины, Грабб, А., Хеллстрем, Л., Перссон, Бет др. (2000) Низкий уровень содержания кадмия и остеопороз. J. Bone Miner. Res. 15, 1579–1586 [PubMed] [Google Scholar] 35) Альфвен, Т., Элиндер, К.Г., Хеллстем, Л., Лагард, Ф. и Яруп, Л.(2004) Воздействие кадмия и переломы дистального отдела предплечья. J. Bone Miner. Res. 19, 900–905 [PubMed] [Google Scholar]

Облегчите работу по очистке духовки! | Дом и ваш ассортимент

Одна из самых неблагодарных задач на загруженной домашней кухне — это чистка духовки. Из-за того, что это довольно трудоемкий процесс, чистка жирной духовки — это то, чем часто пренебрегают, и, как выясняется, становится намного труднее, когда ее, наконец, проводят.

К счастью, есть ряд функций, которые помогают облегчить работу, поэтому здесь мы рассмотрим, какую отделку духовки легче поддерживать в чистоте…

Что такое каталитические футеровки

Также известны как самоочищающиеся каталитические вкладыши доступны как стандартная функция на многих плитах среднего и высокого класса — например, в большинстве плит от Rangemaster, Falcon, Mercury или Britannia они есть хотя бы в одной духовке.Каталитические прокладки заметно грубые на ощупь и часто имеют пятнистый серый цвет. Они работают, впитывая жир и грязь в пористую эмаль, которая затем разрушается окислительными катализаторами при нормальной температуре приготовления.

Пиролитические печи

Пиролитические печи
имеют футеровку, покрытую эмалью, которая рассчитана на то, чтобы выдерживать чрезвычайно высокие температуры (до 500 ° C), которых достигает полость при выборе пиролитической функции. Доки духовки автоматически блокируются в целях безопасности, а высокая температура превращает любую грязь или жир в газированный пепел.Остается только смести золу со дна полости. Просто, быстро, чисто — и очень эффективно!

Pyrolytic довольно сложно найти на кухонных плитах, Rosieres и Smeg — два из немногих производителей, которые предлагают его. Огромное количество встраиваемых духовок более высокого класса предлагают функцию пиролитической очистки, особенно модели от Hotpoint, Smeg, Caple и De Dietrich.

Easy-clean Enamel

Некоторые бренды предлагают улучшенную эмаль на внутренней стороне своих духовок, которая значительно тверже, чем стандартная эмаль для духовки. Stoves Pristine — хороший пример, но другие бренды, такие как Belling, также используют аналогичный подход.Эта сверхупрочненная поверхность гарантирует, что смазка не может так легко «впитаться», и поэтому ее можно легко очистить салфеткой, а не с помощью абразивного чистящего оборудования или химикатов. Согласно исследованиям, одна салфетка на легко очищаемой эмали выполняет работу четырех на стандартной эмали.

Очистка паром

Некоторые духовки — в основном встроенные — имеют функцию очистки паром, при которой резервуар с водой испаряется внутри камеры духовки, чтобы удалить грязь и облегчить ручную очистку.Britannia теперь оснащена функцией очистки паром в модельном ряду Britannia Delphi.

Итак, если вы хотите облегчить утомительную работу, есть несколько умных решений, которые являются важным аспектом при выборе правильной плиты, и вопрос о том, какую отделку легче чистить, будет немного яснее. Просто проверьте характеристики продукта на наших страницах, чтобы узнать, какое покрытие используется, или позвоните одному из наших экспертов по телефону 01244 402975, чтобы обсудить варианты.

Пьезокатализ для неразрушающего отбеливания зубов

Принцип работы пьезокатализа для отбеливания зубов

Принцип работы пьезокатализа для отбеливания зубов показан на рис.1г – ж. На поверхности полярных пьезоэлектрических материалов связанные заряды уравновешиваются экранирующими зарядами, таким образом, материал электрически нейтрален ³³, как показано на рис. 1d. Амплитуда поляризации будет уменьшена (рис. 1e) из-за сжимающего напряжения (т. Е. Отрицательной деформации), основанного на пьезоэлектрическом эффекте. Это, в свою очередь, может привести к перераспределению носителей заряда и высвобождению дополнительных экранирующих зарядов с поверхности. В результате избыточные заряды будут растворяться в растворе и превращаться в свободные заряды, которые объединяются с молекулами воды с образованием реактивных частиц, таких как • OH и • O ₂ ^— ³⁴.При максимальном приложенном механическом напряжении (рис. 1е) связанные заряды будут минимизированы. Избыточные экранирующие заряды будут продолжать высвобождаться до тех пор, пока материал не достигнет нового электростатического баланса ³⁵. Когда приложенная сила уменьшается (т. Е. Положительная деформация по сравнению с показанной на рис. 1f), поляризация будет увеличиваться, и, в свою очередь, заряды будут адсорбироваться из окружающего электролита, чтобы уравновесить связанные заряды, вызванные пьезоэлектрическим эффектом (рис. 1ж) ³⁶.Между тем, заряды в электролите с полярностью, противоположной адсорбируемым, будут участвовать в окислительно-восстановительной реакции, чтобы снова произвести • OH или • O ₂ ^— реакционноспособных частиц. Таким образом, пьезоэлектрический материал при периодическом напряжении и в среде электролита будет предлагать непрерывный заряд для производства • OH или • O ₂ ^— реактивных частиц для катализа, что аналогично фотокатализу при световых стимулах ^{37,38 , 39}.

Синтез и структурная характеристика наночастиц BaTiO

₃

В качестве демонстрации, классические сегнетоэлектрические тетрагональные наночастицы BaTiO ₃ (BTO) синтезированы гидротермальным методом (см. Раздел о методах).На рис. 2а показана картина дифракции рентгеновских лучей (XRD) от предварительно приготовленных наночастиц BTO. Все дифракционные пики могут быть хорошо привязаны к структуре перовскита, и примесные фазы не обнаруживаются. На вставке видно очевидное расщепление дублета вокруг дифракционного пика (002) _C, что указывает на то, что наночастицы BTO были идеально кристаллизованы в тетрагональной перовскитной структуре ^40,41. На рисунке 2b показано изображение наночастиц BTO, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), и данные распределения наночастиц по размерам, полученные из зоны 5 × 5 мкм.Видно, что наночастицы BTO имеют в целом прямоугольную морфологию со средним размером ~ 130 нм. Кристаллографическая структура BTO дополнительно подтверждается просвечивающей электронной микроскопией (ПЭМ). Типичное ПЭМ-изображение наночастиц ВТО показано на рис. 2c, а сканирующее ПЭМ-изображение представлено на дополнительном рис. 1а. Результаты ПЭМ показывают, что размер локальных наночастиц БТО составляет от 100 до 150 нм, что хорошо согласуется с данными распределения по размерам, полученными в крупном масштабе (см. Вставку к рис.1б). Однородная дисперсия этих элементов в наночастицах BTO четко показана в энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (дополнительный рис. 1b – d). Изображение ПЭМ высокого разрешения на рис. 2d указывает на высокую кристалличность с полосами решетки (110). Межплоскостное расстояние 2,828 Å, полученное на выбранной дифракционной картине области на рис. 2e, согласуется с межплоскостным расстоянием плоскостей (110). Типичные амплитудные и фазовые изображения силового микроскопа пьезоотклика показаны на рис.2е, г. Амплитуда и фаза сигналов наночастиц BTO демонстрируют четкий контраст по сравнению с кремниевой подложкой, что указывает на то, что наночастицы BTO демонстрируют устойчивые пьезоэлектричество и сегнетоэлектричество. Петля локального пьезоэлектрического гистерезиса наночастицы BTO в «выключенном» состоянии (то есть, обычно рассматриваемом как пьезоэлектрический вклад) показана на рис. 2h, а петля «включенного» состояния представлена на дополнительном рис. 2. Фазовый угол показывает изменение на 180 ° под действием поля смещения 50 В постоянного тока, демонстрируя процесс переключения сегнетоэлектрической поляризации наночастиц BTO.Петля гистерезиса в форме бабочки дополнительно подтверждает превосходный пьезоэлектрический отклик наночастиц BTO.

Рис. 2: Характеристики микроструктуры и морфологии.

a Рентгенограмма наночастиц BTO. На вставке показан увеличенный вид дифракционных пиков (002) _C, показывающий, что наночастицы BTO имеют тетрагональную структуру. b Изображение наночастиц BTO, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, на вставке показано распределение наночастиц BTO по размерам. c Просвечивающий электронный микроскоп, d изображений с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения и e электронограммы выбранных областей наночастиц BTO. Спектральные изображения наночастиц BTO с помощью силового микроскопа пьезоотклика для амплитуды f , фазы g и петли пьезоэлектрического гистерезиса h в выключенном состоянии. Шкала: b — 200 нм, c — 100 нм, d — 2 нм, e — 5 1 / нм, f , g — 200 нм.

Разложение индигокармина на основе пьезокатализа

Поскольку пьезоэлектрические свойства могут быть значительно улучшены с помощью электрического полирования ⁴², мы сначала попытаемся полюсить наночастицы, полученные после приготовления BTO. Обычно пьезоэлектрический порошок может быть подвергнут полюсному воздействию высокого напряжения постоянного тока в ванне с силиконовым маслом после прессования в гранулы и, наконец, механического измельчения гранул обратно в порошки ⁴³. Однако остаточная поляризация пьезоэлектрических порошков может быть ослаблена из-за многодоменного образования, связанного со снятием остаточного напряжения ^44,45.Следовательно, мы использовали метод коронирующего поля, чтобы непосредственно полюсить полученные наночастицы BTO. Как бесконтактный метод, он требует более высокого электрического поля для выравнивания поляризации пьезоэлектрических материалов ⁴⁶. На дополнительном рисунке 3 показаны лабораторная установка и принцип работы коронирующего поля. Подробности можно найти в разделе вспомогательной информации.

Чтобы продемонстрировать, что эффект пьезокатализа наночастиц BTO можно использовать для отбеливания зубов, разложение раствора индигокармина было исследовано с использованием мутной жидкости BTO с концентрацией 1 мг / мл ^-1 при ультразвуковой вибрации.Индигокармин был выбран в качестве типичного красителя, поскольку он является обычным пищевым красителем, используемым в сокосодержащих напитках, газированных напитках, кондитерском вине и конфетах, и, таким образом, играет ключевую роль в окрашивании зубов ⁴⁷. Ультразвуковая вибрация использовалась для имитации механических стимулов во время регулярной чистки зубов. Молекулы воды будут сжиматься в положительной фазе и разрушаться в отрицательной фазе с изменением давления, и, в свою очередь, образуются кавитационные пузыри. Стоит отметить, что давление на наночастицы БТО может достигать 10 ⁸ –10 ⁹ Па при разрыве кавитационного пузырька критического размера (~ 10 мкм) ⁴⁸.

Затем мы оцениваем эффективность пьезокатализа наночастиц BTO посредством разложения индигокармина в водных растворах. Спектры поглощения раствора индигокармина в УФ-видимой области при разном времени колебания для поляризованных и неполяризованных наночастиц BTO представлены на рис. 3a, b соответственно. Можно видеть, что раствор индигокармина демонстрирует максимум поглощения около 611 нм, который заметно уменьшается с увеличением времени возбуждения для поляризованных наночастиц BTO и лишь незначительные изменения для неполированных наночастиц BTO при сопоставимом увеличении времени механической вибрации.На вставке к каждому рисунку представлена серия фотографий пьезокаталитического раствора индигокармина при разном времени вибрации, увеличивающейся во времени слева направо. Разложение индигокармина через поляризованные и неполированные наночастицы BTO можно четко идентифицировать невооруженным глазом по цветовому контрасту. Этот сравнительный эксперимент однозначно подтверждает, что разложение индигокармина из-за эффекта катализа сильно связано с пьезоэлектричеством наночастиц.

Рис. 3: Деструктивные свойства пьезокатализа.

УФ-видимые спектры поглощения растворов индигокармина при различном времени вибрации для a поляризованных и b неполированных наночастиц BTO. Вставка на каждом рисунке представляет собой серию фотографий пьезокатализируемого раствора красителя индигокармина во времени слева направо. Эффективность пьезокаталитического разложения полярных и неполированных наночастиц BTO в прямом соотношении концентраций c C / C ₀ и d логарифмическое соотношение ln ( C ₀/ C C C C / C ₀ и d логарифмическое соотношение путем подгонки с линейной функцией. e Спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) спин-уловленных радикалов 5,5-диметил-1-пирролин N-оксидом (ДМПО) над различными пьезокатализаторами в водной дисперсии (вверху) и дисперсией диметилсульфоксида (ДМСО) ( Нижний).

Чтобы количественно выявить роль пьезоэлектричества в разрушении индигокармина под действием вибрации, соотношение относительных концентраций C / C ₀ индигокармина для полярных и неполяризованных наночастиц BTO построено как функция вибрации. время, где C и C ₀ — остаточная и начальная концентрации раствора индигокармина.Как видно на фиг. 3c, более 90% индигокармина разложилось после ультразвуковой вибрации в течение 35 минут под действием поляризованных нанокатализаторов BTO. Напротив, незаполированные наночастицы BTO демонстрируют незначительный эффект разложения раствора индигокармина. Кинетика степени разложения, обозначенная как ln ( C ₀ / C ), была построена как функция времени (рис. 3d), а затем константа скорости k может быть определена следующим образом: подгонка экспериментальных данных в корреляцию псевдопервого порядка ⁴⁹.Было обнаружено, что скорость деградации поляризованного BTO ( k = 0,059 мин ^-1) примерно в 30 раз выше, чем скорость разложения неполированного BTO ( k = 0,002 мин ^-1).

Поскольку родамин B (RhB) широко использовался для определения эффекта катализа, разложение RhB также проводилось с использованием как поляризованного, так и неполяризованного BTO. Наблюдались результаты, аналогичные результатам теста с индигокармином (дополнительный рисунок 4). Скорость разложения RhB с использованием поляризованного BTO ( k = 0.448 h ⁻¹) примерно в восемь раз выше, чем у неполированного BTO ( k = 0,062 h ⁻¹). Кроме того, была исследована возможность повторного использования поляризованного BTO для разложения RhB под действием ультразвуковой вибрации. Было обнаружено, что эффективность разложения не показывает очевидных изменений после прохождения трех процессов рециркуляции, что указывает на стабильность пьезокатализаторов при длительном использовании. Структурная стабильность BTO наноразмеров также служит доказательством того, что разложение органического красителя является результатом пьезокаталитического эффекта BTO, а не какой-либо химической реакции между BTO и органическим красителем (см. Данные XRD, показанные на дополнительном рис.5).

Для дополнительной проверки значимости пьезоэлектричества в эффекте пьезокатализа был использован хорошо известный [001] -ориентированный Pb (Mg _1/3 Nb _2/3) -PbTiO ₃ (PMN-PT) Для сравнения использовался монокристалл с составом вблизи морфотропной границы раздела фаз. Образцы объемных пластин с пьезоэлектрическим коэффициентом до ~ 2930 пКл N ^-1 (дополнительный рис. 6а) были разбиты на части размером от сотен нанометров до нескольких микрометров с помощью шаровой мельницы (дополнительный рис.6б). Как и ожидалось, порошок PMN-PT с поляризацией демонстрирует сверхвысокую константу скорости катализа k ~ 0,036 мин ^-1 или 2,16 ч ^-1, и раствор RhB может быть полностью разложен в течение 105 минут, в то время как необработанный PMN -Порошок -PT имеет гораздо более слабый эффект пьезокатализа с более низкой константой скорости k ~ 0,003 мин ^-1 или 0,18 ч ^-1 (дополнительный рис. 6c-f).

Пьезоэлектрическую зависимость разложения органических красителей можно понять с помощью ряда химических реакций (уравнения.1–4). Как показано на рис. 1d, механическая энергия может быть преобразована в электрические заряды посредством пьезоэлектричества наночастиц (уравнение 1), которые объединяются с молекулами воды и затем производят реактивные частицы (т.е. • OH и • O ₂ ^—) (уравнения 2 и 3). Активные частицы действуют как источник каталитического разложения органических красителей (уравнение 4) ⁵⁰. Можно видеть, что повышенная скорость деградации поляризованных наночастиц BTO и полярных монокристаллических частиц PMN-PT может быть отнесена на счет большего количества зарядов экрана, вызванных вибрацией (уравнение.- + {\ mathrm {organic}} \, {\ mathrm {dye}} \ to {\ mathrm {degradation}} \, {\ mathrm {products}} $$

(4)

Поскольку реактивные частицы • OH и • O ₂ ^— необходимы для эффекта пьезокатализа, образование • OH и • O ₂ ^— было подтверждено методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) метод с использованием N-оксида 5,5-диметил-1-пирролина (DMPO) в качестве спинового уловителя. Пики сигнатуры обоих ДМПО- • ОН (верхняя часть рис.3e) и DMPO- • O ₂ ^— (нижняя часть рис. 3e) были обнаружены, и интенсивности сигналов ЭПР увеличивались со временем вибрации. Кроме того, сигналы ЭПР зависят от пьезоэлектричества (т. Е. Поляризованный PMN-PT> полюсный BTO> не полярный BTO> кубический BTO), что согласуется с результатами эксперимента по деградации RhB (дополнительные рисунки 4 и 6).

Демонстрация отбеливания зубов на основе пьезокатализа

После проверки эффекта пьезокатализа с помощью разложения индигокармина и RhB был проведен эксперимент по отбеливанию зубов с использованием поляризованных наночастиц BTO.Поскольку привычное употребление напитков и ароматизаторов может привести к обесцвечиванию и окрашиванию зубов, зубы in vitro погружали в жидкую смесь черного чая, сока черники и вина на 1 неделю, а затем промывали деионизированной водой для удаления оставшихся красителей. Фотографии зубов, обработанных деионизированной водой и условиями вибрации мутной жидкости с наночастицами BTO, в разное время обработки были сделаны для одного и того же зуба со стандартной картой в градациях серого в качестве эталона (рис. 4a). Окрашенные зубы вибрировали в мутной жидкости с наночастицами BTO (нижняя часть рис.4а) постепенно побелел с увеличением времени вибрации, в то время как тот, что в деионизированной воде (верхняя часть рис. 4а), показал незаметное изменение цвета при идентичных условиях вибрации. В принципе, отбеливание зуба произошло в результате серии химических реакций, которые приводят к разложению хромогена, продукта химических реакций между сахарами и аминокислотами ¹. Вкратце, реакционноспособные частицы (т.е. • OH и • O ₂), продуцируемые наночастицами BTO, окисляют множественные сопряженные двойные связи больших органических молекул, которые создают пятна (т.е.е. хромоген), что, в свою очередь, приводит к более мелким соединениям (например, отбеливанию зубов) ⁵¹. Чтобы количественно охарактеризовать эффект отбеливания, была использована система Commission Internationale De L’Eclairage (CIELab) для характеристики изменения цвета. Эта система использует три переменные для характеристики изменения цвета: яркость L представляет собой разницу между светом ( L = 100) и темным ( L = 0), a обозначает значения цвета на красно-зеленой оси, и b обозначает значения цвета на сине-желтой оси ⁵².Цветность зуба в каждом состоянии вибрации и после различного времени вибрации была охарактеризована, и значения L , a , b приведены на рис. 4b – d. Очевидно, что значение L увеличилось, а значения a и b уменьшились со временем вибрации для состояния мутной жидкости с наночастицами BTO, в то время как они показывают гораздо более слабое изменение для состояния деионизированной воды, указывая на зубцы были отбелены эффектом пьезокатализа на основе наночастиц BTO.2} $$

(5)

Рис. 4: Демонстрация отбеливания зубов на основе эффекта пьезокатализа.
a Фотографии зубов при обработке вибрацией в чистой деионизированной воде (вверху) и мутной жидкости наночастиц BTO (внизу) в течение 0, 1, 3 и 10 ч соответственно. Эти фотографии представляют собой последовательные изображения одного и того же зуба. Изменение в b яркости L , c значение цвета по красно-зеленой оси a , d значение цвета по сине-желтой оси b и e разница цветов Δ E во время вибрации 0, 1, 3 и 10 ч. f Установка, которую мы использовали для моделирования повседневной чистки зубов. г Фотография зубов, очищенных чистой деионизированной водой (вверху) и мутной жидкостью с наночастицами BTO (внизу), соответственно. Сравнение очищенной зоны, отмеченной кружками, показывает, что пьезокатализ с помощью электрической зубной щетки был эффективен для отбеливания зубов. Разность Δ E в каждый момент времени была рассчитана с помощью t -теста, p <0,01. Шкала 1 см. Планки погрешностей = стандартное отклонение ( n = 3).
Кроме того, чтобы проверить эффект против других окрашивающих агентов, был проведен отдельный тест отбеливания зубов с использованием различных источников пятен, включая черный чай, красное вино, черничный сок и уксус. Как показано на дополнительных фиг. 7–10, все окрашенные зубы, очевидно, были отбелены мутной жидкостью с поляризованными наночастицами BTO после 3-часовой вибрации. Стоит отметить, что цвет корней намного глубже эмали из-за более высокой концентрации красителей на корнях ⁵³.Видно, что цвет корней становится светлее, но пятна все еще остаются после вибрации в течение 3 часов, в то время как весь зуб может быть полностью отбеленным в мутной жидкости с наночастицами BTO после 10 часов вибрации. Эффект отбеливания, зависящий от времени, демонстрирует принцип работы пьезокатализа для отбеливания зубов. Помимо стабильности разложения органических красителей (дополнительный рис. 4e) и структуры BTO, также была охарактеризована стойкая способность наночастиц BTO отбеливать зубы после продолжительного времени вибрации.Три разных окрашенных зуба были последовательно отбелены с помощью одного и того же поляризованного BTO в течение одного и того же времени вибрации 10 часов, в то время как эффект отбеливания зубов одной и той же поляризованной наночастицы BTO не показывает очевидных изменений (дополнительный рис. 11).
Следует отметить, что эффект отбеливания зубов при постоянной вибрации (дополнительный рисунок 10b) был более значительным, чем при прерывистой вибрации (дополнительный рисунок 10a) даже в течение той же самой продолжительности времени (т.е. 3 часа). Возможно, что концентрация наночастиц BTO постепенно уменьшалась в процессе прерывистого колебания.Поскольку каждый зуб удаляли из мутной жидкости BTO и промывали каждый час, наночастицы, осевшие на зубе, вымывались, снижая концентрацию наночастиц BTO на поверхности зуба. Различное отбеливание между двумя процессами указывает на то, что эффект отбеливания зубов является результатом пьезокатализа наночастиц BTO, а не строго ультразвуковой процедуры промывания. Высокоэффективный монокристаллический порошок PMN-PT также использовался в качестве катализатора для демонстрации процедуры отбеливания зубов.Было обнаружено, что более значительное отбеливание зубов может быть достигнуто за 1,5 часа с использованием монокристаллов PMN-PT по сравнению с BTO (дополнительный рис. 12a). Опять же, как и в случае с BTO, отбеливающий эффект был выражен после цикла непрерывных вибраций, в отличие от многократных, более коротких вибраций (дополнительный рис. 12b).
Был проведен еще один сравнительный тест, чтобы доказать, что отбеливание зубов вызвано пьезокатализом, и исключить возможность истирания из-за трения о наночастицы.Наночастицы BTO с кубической структурой, не имеющей пьезоэлектрического отклика, были использованы в качестве катализаторов (дополнительный рис. 13a, b). Наночастицы BTO, полученные гидротермальным методом, образуют кубическую структуру при комнатной температуре из-за захваченных гидроксильных групп в композиции. Эти кубические частицы могут быть преобразованы в тетрагональную структуру после удаления гидроксильных групп, например, посредством отжига при высокой температуре ⁵⁴. Результаты показывают, что и раствор RhB, и окрашенные зубы демонстрируют незначительную реакцию на вибрацию в мутной жидкости кубических наночастиц (дополнительный рис.13c – e). Следовательно, эти демонстрации однозначно подтверждают, что отбеливание зубов происходит из-за эффекта пьезокатализа, вызванного пьезоэлектричеством.
Для дальнейшей проверки конструкции, показанной на рис. 1, был проведен эксперимент с использованием лабораторной электрической зубной щетки (рис. 4f). Зуб был закреплен зажимом, и электрическая зубная щетка использовалась для очистки эмали окрашенных зубов деионизированной водой и мутной жидкостью с наночастицами BTO, как отмечено кружками (рис. 4g). Чтобы более реалистично моделировать ежедневную чистку зубов, зуб периодически вибрировали с 2-минутными интервалами в течение 10 часов.Зуб, очищенный с использованием мутной жидкости BTO, демонстрирует отбеливающий эффект, в то время как, напротив, не было заметного изменения цвета зуба, очищенного только в деионизированной воде (рис. 4g).
Эффект отбеливания, достигаемый при использовании зубной щетки, вероятно, не так силен, как эффект ультразвуковой вибрации, по двум причинам. Во-первых, зуб не был пропитан мутной жидкостью с наночастицами BTO, что привело к снижению концентрации BTO вокруг эмали. Снижение BTO напрямую снижает количество реактивных частиц на поверхности зуба.Во-вторых, относительно слабая энергия вибрации, создаваемая электрической зубной щеткой (по сравнению с ультразвуковой ванной лабораторного класса), может только стимулировать пьезоэлектрические наночастицы на контактной поверхности. Таким образом, в мутной жидкости доступно меньшее количество химически активных веществ. Хотя электрическая зубная щетка демонстрирует меньшее отбеливание по сравнению с тем же временем возбуждения ультразвуковой ванны, повторяющаяся ежедневная чистка зубов приводит к увеличению периода вибрации при объединении в течение нескольких месяцев или лет.Отбеливание зубов на основе пьезокатализа было продемонстрировано с использованием как ультразвукового возбуждения, так и более традиционной коммерческой электрической зубной щетки. Таким образом, этот метод может ускорить отбеливание зубов по сравнению с традиционным механическим трением только зубных паст на абразивной основе.
Неразрушающий и безвредный характер пьезокаталитического отбеливания зубов
С точки зрения применения, влияние на эмаль и цитотоксичность имеют важное значение для процедуры отбеливания зубов.Сначала сравнивали микроморфологию зуба после отбеливания с использованием пьезокаталитического метода и коммерческого отбеливания зубов на основе перекиси водорода. Чтобы сформировать базовый уровень, микроморфология зуба была зафиксирована с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) (рис. 5а). Эффекты как пьезокатализа, так и отбеливания перекисью водорода на эмаль оценивались в той же зоне, что и исходный эталон. На рисунке 5b представлено СЭМ-изображение зуба после вибрации в течение 3 часов в мутной жидкости с наночастицами BTO, в то время как другая группа СЭМ-изображений при вибрации в течение 10 часов была представлена на дополнительном рисунке.14. Обратите внимание, что окрашенный зуб можно значительно отбелить за 3 часа и полностью отбелить за 10 часов (рис. 4a). СЭМ-изображение микроскопической морфологии показывает, что пьезокаталитическое отбеливание зубов механически не разрушает зубную эмаль. После последующего лечения с использованием традиционной клинической процедуры 30% -ным раствором перекиси водорода в течение 2 часов повреждение эмали проявляется в виде коррозионных отверстий и отпечатков (рис. 5c). Аналогичный эксперимент также был проведен с использованием 3% раствора перекиси водорода, который часто используется в клинических условиях для очистки полости рта.СЭМ-изображения показывают, что степень повреждения эмали в 3% растворе перекиси водорода заметно увеличивается по сравнению с лечением с использованием БТО (дополнительный рис. 14). В 3% растворе перекиси водорода зубная эмаль была эродирована и сильно повреждена с появлением ямок и отверстий. Относительное отсутствие разрушения эмали при использовании наночастиц BTO также указывает на то, что реактивные частицы, созданные пьезокатализом наночастиц BTO, меньше, чем образующиеся 3% H ₂ O ₂ во время процесса отбеливания зубов.Кроме того, концентрация реактивных частиц, образующихся из наночастиц BTO, недостаточно высока, чтобы повредить эмаль (дополнительный рисунок 15), тогда как высокая концентрация реактивных частиц и насильственный характер их образования из H ₂ O ₂ являются такое, что вероятно повреждение эмали ⁵⁵.
Рис. 5: Неразрушающий контроль.
Изображения идентичного зуба с помощью сканирующего электронного микроскопа a до отбеливания, b после пьезокаталитического отбеливания в мутной жидкости BTO в течение 3 часов и c после дальнейшего отбеливания 30% H ₂ O ₂ на 2 ч.Изображения внизу представляют собой увеличенный вид отмеченной идентичной зоны. Масштабные линейки составляют 100 мкм (вверху) и 50 мкм (внизу).
Для дальнейшего изучения неразрушающего характера пьезокатализа была измерена микротвердость по Виккерсу во время отбеливания зубов на основе пьезокатализа. Три зуба были выбраны случайным образом, и твердость эмали была измерена в исходном, окрашенном и побеленном состояниях, как показано на дополнительном рис. 16. Твердость составляет около 300 HV для всех зубов, и значение стабильно по всей поверхности. зуба.Очевидно, что твердость зубов не меняется ни в процессе окрашивания, ни в процессе отбеливания. Стабильная структурная твердость также свидетельствует о том, что отбеливание зубов является результатом эффекта пьезокатализа.
Для оценки биосовместимости пьезокатализа, клетки гладких мышц артерий крыс (A7r5) были оценены с использованием метода MTT ⁵⁶. Изображения, полученные с помощью флуоресцентного микроскопа для различных культур тканей через три дня, представлены на рис. 6a – c. Наночастицы BTO были подтверждены как биосовместимые, поскольку клетки не показали изменений со временем и не было очевидных различий по сравнению с контролем.На рис. 6d представлены результаты анализа МТТ, которые ясно показывают, что наночастицы ВТО не обладают цитотоксичностью по отношению к гладкомышечным клеткам артерий крыс, в то время как эти клетки были почти убиты 15% раствором перекиси водорода. Эта демонстрация цитотоксичности показывает, что наночастицы BTO биологически безопасны, а процедура пьезокаталитического отбеливания зубов безвредна. Кроме того, была исследована возможность утечки Ba ²⁺ во время вибрации, и результаты показывают, что через 30 минут не образовался обнаруживаемый Ba ²⁺, что намного превышает типичные уровни ежедневной вибрации при чистке зубов (дополнительный рис.17).
Рис. 6: Характеристика цитотоксичности.
Пролиферация и морфология клеток с различными средами для культивирования тканей в течение 1, 2 и 3 дней. Окрашивание AO / EB клеток A7r5, выращенных в , чистая культура ткани , культура ткани b с наночастицами BTO в концентрации 1 мг / мл ^-1 и c культура ткани с объемной долей 15% H ₂ О ₂. d Жизнеспособность клеток A7r5 в различных тканевых культурах, измеренная с помощью анализа МТТ.NS = p > 0,05, *** p <0,01 ( t -тест в каждый момент времени). Шкала 200 мкм. Планки погрешностей = стандартное отклонение ( n = 3).
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Зубной налет не подходит для каталитического наноп
Сочетайте диету с высоким содержанием сахара с нарушениями гигиены полости рта, что может привести к кариесу или кариесу. Сахар вызывает образование кислой биопленки, известной как зубной налет, на зубах, разрушающей поверхность.Кариес в раннем детстве — это тяжелая форма кариеса, от которой страдает каждый четвертый ребенок в Соединенных Штатах и сотни миллионов детей во всем мире. Это особенно серьезная проблема для малоимущих слоев населения.
В исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Nature Communications , исследователи под руководством Хёна (Мишеля) Ку из Школы стоматологической медицины Пенсильванского университета в сотрудничестве с Дэвидом Кормодом из Медицинской школы Перельмана Пенна и Школы инженерных и прикладных наук использовали FDA. -утвержденные наночастицы для эффективного разрушения биопленок и предотвращения разрушения зубов как в экспериментальной биопленке, похожей на бляшку человека, так и в модели на животных, которая имитирует кариес в раннем детстве.
Наночастицы разрушают зубной налет благодаря уникальному механизму образования антибиотикопленки, активируемому pH.
«Он демонстрирует интригующее ферментативное свойство, благодаря которому каталитическая активность резко усиливается при кислом pH, но выключается при нейтральном pH», — говорит Ку, профессор кафедры ортодонтии Penn Dental Medicine и отделов детской стоматологии. и гигиена полости рта в сообществе. «Наночастицы действуют как пероксидаза, активируя перекись водорода, широко используемый антисептик, для образования свободных радикалов, которые разрушают и убивают биопленки в патологических кислых условиях, но не при физиологическом pH, обеспечивая тем самым целенаправленный эффект.«
Поскольку вызывающий кариес зубной налет имеет высокую кислотность, новая терапия способна точно воздействовать на области зубов, содержащие патогенные биопленки, не нанося вреда окружающим тканям полости рта или микробиоте.
Конкретная железосодержащая наночастица, используемая в экспериментах, ферумокситол, уже одобрена FDA для лечения дефицита железа, что является многообещающим признаком того, что местное применение той же наночастицы, используемой в несколько сотен раз более низкой концентрации, также будет безопасен для использования человеком.
Хотя некоторые ученые сомневаются в том, что покрытия, нанесенные на ферумокситол и другие наночастицы, используемые в медицине, сделают их каталитически инертными, Ку, Лю и Кормод продемонстрировали, что они поддерживают пероксидазоподобную активность, активируя перекись водорода.
После тестирования комбинации ферумокситол-перекись водорода на материале, похожем на зубную эмаль, команда перешла к экспериментальной установке, которая более точно воспроизводила условия ротовой полости человека.
«Мы использовали образцы зубного налета от пациентов с активным кариесом, чтобы реконструировать эти высокопатогенные биопленки на настоящей эмали человеческого зуба», — говорит Ку. «Это моделирование показало, что наше лечение не только разрушает биопленку, но и предотвращает разрушение минералов поверхности зуба. Это дало очень веские доказательства того, что это может работать in vivo».
Дальнейшие исследования на модели грызунов, которая точно отражает стадии развития кариеса у людей, показали, что полоскание дважды в день ферумокситолом и перекисью водорода значительно снижает тяжесть кариеса на всех поверхностях зубов, а также полностью блокирует образование полостей в эмали.
В качестве дополнительного доказательства целенаправленного эффекта лечения исследователи не обнаружили значительных изменений в разнообразии микробов во рту после терапии и не обнаружили никаких признаков повреждения тканей.
«Эта терапия не убивает микроорганизмы без разбора», — говорит Ку, — «скорее она действует только там, где развивается патологическая биопленка. Такой точный терапевтический подход может воздействовать на пораженные участки без нарушения экологического баланса микробиоты полости рта, который является критически важен для здоровья полости рта, а также позволяет избежать заражения условно-патогенными микроорганизмами.«
Включение наночастиц в жидкость для полоскания рта или зубную пасту может быть рентабельным способом значительного повышения их эффективности, говорит Ку. Многие из этих продуктов уже содержат перекись водорода и потребуют лишь добавления небольшого количества относительно недорогих наночастиц. Имея доказательства, подтверждающие этот подход как на животной модели, так и на человеческой модели кариеса, исследовательская группа активно работает над проверкой его клинической эффективности.
###
Koo был недавно награжден премией Уильяма Х.Премия Bowen Research in Dental Caries Award Международной ассоциации стоматологических исследований в Лондоне, одна из самых высоких наград, присуждаемых организацией за его последовательные и новаторские разработки новых способов лечения кариеса.
Ведущий автор статьи Юань Лю, доктор стоматологических наук, студент лаборатории Ку, также был признан за эту работу одним из двух победителей конкурса Хаттона Американской ассоциации стоматологических исследований в начале этого года.
Помимо Ку, Лю и Кормода, соавторами были Гилсу Хван, Донъёп Ким, Юэ Хуанг, Ауреа Симон-Соро, Хой-Ин Юнг, Чжи Рен, Йонг Ли и Файзан Алави, все из Penn Dental Medicine; Пратап Наха и Сара Губара из лаборатории Кормода; и Доменик Зеро и Андерсон Хара из стоматологической школы Университета Индианы.
Исследование было частично поддержано Национальным институтом стоматологических и черепно-лицевых исследований (гранты DE025848 и DE018023) и Исследовательским фондом Пенсильванского университета. Юань Лю также был стипендиатом стипендии доктора медицинских наук по детской стоматологии Colgate-Palmolive.
Журнал
Nature Communications
Заявление об отказе от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность выпусков новостей, размещенных на EurekAlert! участвующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.
.
No related posts.

Каталитическая очистка духовки

Уход за духовкой: эмаль легкого очищения

Каталитическая очистка духовки — что это такое. Как работает каталитическая очистка духового шкафа

Что означает каталитическая очистка духовки

Как начать каталитическую чистку

Плюсы и минусы каталитической очистки

Принцип работы

Механизм очищения

Особенности духовок с каталитическим способом самоочищения

Каталитические фильтры и панели

Рекомендации по эксплуатации

Виды очистки духовых шкафов

Гидролизный метод

Пиролизная очистка

Плюсы гидролизной обработки

Какой способ очистки лучше

Дополнительные «навороты»

Miele H 5051 B, H 5061 B Поверхности с каталитической эмалью

Высокоэффективные краски — преимущества и когда их использовать

Преимущества высокоэффективных красок и когда их использовать

1. Предварительно катализированная эпоксидная смола на водной основе

2. Универсальная акриловая грунтовка Pro-Cryl

3. Многослойный акрил

4. Высокоэффективная эпоксидная смола

5. Эпоксидная смола с катализатором на водной основе

6. Акриловое покрытие

7.Эмаль уретан-алкидная

8. Акриловое покрытие DTM

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

General Industrial Coatings

Industrial Wood Coatings

Packaging Coatings

Protective & Marine Coatings

General Industrial Coatings

Industrial Wood Coatings

Packaging Coatings

Protective & Marine Coatings

General Industrial Coatings

Industrial Wood Coatings

Packaging Coatings

Protective & Marine Coatings

General Industrial Coatings

Industrial Wood Coatings

Packaging Coatings

Protective & Marine Coatings

Механизм дефектов кристаллов кадмия в развитии эмали зубов крыс

Мицуо Какей

Тоширо Сакаэ

Масаеши Йошикава

Abstract

Материалы и методы

Экспериментальные животные

Просвечивающая электронная микроскопия

Биохимический анализ карбоангидразы

Результаты

Обсуждение

Благодарности

Ссылки

Облегчите работу по очистке духовки! | Дом и ваш ассортимент

Что такое каталитические футеровки

Пиролитические печи

Easy-clean Enamel

Очистка паром

Пьезокатализ для неразрушающего отбеливания зубов

Принцип работы пьезокатализа для отбеливания зубов

Синтез и структурная характеристика наночастиц BaTiO

Разложение индигокармина на основе пьезокатализа

Демонстрация отбеливания зубов на основе пьезокатализа

Неразрушающий и безвредный характер пьезокаталитического отбеливания зубов

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

Зубной налет не подходит для каталитического наноп

Журнал

Добавить комментарий Отменить ответ