【記者吳姿芳綜合報導】牙周病影響全球多達35億人口，嚴重的話可能導致慢性病與心血管疾病。對此，國立陽明交通大學交大校區NCTU_Formosa團隊設計出能預防牙周病與修復牙齦的大腸桿菌「DenTeeth」。此研發成果獲得2021年國際遺傳工程機器設計競賽（International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM）金牌。
研究團隊結合生物科技與工程領域的專長，研發「牙周病預防及牙齒修復工程大腸桿菌」。 圖／研究團隊提供
「P.gingivalis」是導致牙周病的主要病原體，團隊為解決該來源，以大腸桿菌為主體，組合成三種不同功能的生物零件（Biobricks）（註一），依序為群體感應、抑制與修復功能。患者服用後，群體感應功能會先偵測環境中壞菌的數量，若壞菌數量過高，將產生特殊蛋白質，並啟動抑制功能。接著，於抑制功能階段加入可消滅「P.gingivalis」的抗微生物肽LL－37。最後，當細菌減少到一定數量時，該大腸桿菌會啟動修復功能，修復牙齒的脫鈣現象。
註一 : 生物零件（Biobricks）是一段有特定功能的DNA，能控制基因表現。
當抑制功能B運作時，會抑制修復序列C，避免細菌尚未完全消滅時便被修復蛋白裹住，使口腔問題更嚴重。 圖／研究團隊提供
DenTeeth目前以治療狗的口腔為主要研究方向，團隊成員陽交大生物科技學系學生吳紹崎說 :「人的口腔太複雜了，我們選擇先關注狗的口腔問題。」為了達到更好的療效，除抗微生物肽LL－37外，團隊也將人體口腔中的唾液安定化蛋白質（Statherin）加入此次發明中，此種蛋白質能形成牙齒的保護膜，防止鈣、磷離子與牙齒結合產生牙結石。
為讓狗順利接受DenTeeth治療，團隊使用3D列印製作潔牙骨的模具，再倒入團隊發明的大腸桿菌、洋菜與水，調和出適合狗咀嚼的硬度，製作出潔牙骨。另外，人工智慧與機器學習網路能為每隻狗客製化，計算出最合適的使用頻率，不僅能提醒飼主餵食時間，也避免潔牙骨過度浪費。
潔牙骨模具由3D列印建構而成，模擬與牙體結合的環境，能製作可食用的潔牙骨，供犬隻使用。 圖／研究團隊提供
團隊成員阮懿慈說 :「最終的目標是要解決人的口腔問題。」為了降低人食用的安全疑慮，未來團隊將會替換材料，使用益生菌做實驗。針對DenTeeth應用於人體的可行性，口腔贋復專科醫師王巍穆提出疑惑，他問道 :「如果人體受到刺激，能夠產生蛋白質的量有多少? 持續殺菌的時間又有多少?」他認為DenTeeth應用於人體，未必能跟應用於狗的口腔一樣，產生相同程度的功效。
團隊期望未來能將DenTeeth商品化，除了應用於潔牙骨，也能放入牙膏中，讓人方便使用，王巍穆說道:「如果能突破應用於人體上的問題，我覺得商機是無限的。」而阮懿慈也進一步解釋，團隊將會蒐集大量資料，根據不同物種訂定適合的策略，希望能使DenTeeth解決更多生物的口腔問題。
