أكسيد الزنك

ما هو؟

أكسيد الزنك (ZnO) مركّبٌ غير عضوي يوجد في الطبيعة على شكل معدن الزنكيت، غير أن المستخدم في العناية بالفم يُنتج دائمًا بطريقة تركيبية. وهو مسحوق أبيض عديم البلورة، شحيح الذوبان في الماء، ذو خصائص أمفوتيرية — يتفاعل مع الأحماض والقواعد على حدٍّ سواء. كتلته الجزيئية: 81.4 جم/مول.

يُستخدم أكسيد الزنك في طب الأسنان منذ عقود — أبرزها في إسمنت أكسيد الزنك-يوجينول (ZOE) المستخدم في الحشوات المؤقتة. أحيا الاهتمامُ الحديث بشكل الجسيمات النانوية (ZnO NPs) — ذات نسبة سطح إلى حجم أعلى بكثير وفاعلية بيولوجية أكبر عند تركيزات أدنى — هذا المركّبَ في منتجات العناية بالفم.

في المنتجات الاستهلاكية (المعاجين والغسولات)، يُستخدم ZnO التقليدي (غير النانوي) بتركيزات 0.5–2% لخصائصه المضادة للبكتيريا، ومزيلة الرائحة، وطفيفة الكشط.

كيف يعمل؟

آلية التأثير المضاد للبكتيريا

يعمل أكسيد الزنك ضد البكتيريا الفموية عبر ثلاثة مسارات متوازية:

1. إطلاق الأيونات. في البيئات المائية، يتحلل أكسيد الزنك جزئيًّا ويُطلق أيونات Zn²⁺. تنفذ هذه الكاتيونات إلى الخلايا البكتيرية وتُزاحم المعادن الوظيفية من مواقع نشاط الإنزيمات — لا سيما الإنزيمات المعتمدة على الحديد والمغنيسيوم والمشاركة في التنفس الخلوي وتضاعف الحمض النووي.

2. تدمير الغشاء. تتلامس جسيمات أكسيد الزنك (وخاصةً النانوية) مباشرةً مع جدران الخلايا البكتيرية. تُحدث المساحة السطحية الكبيرة ضغطًا ميكانيكيًّا موضعيًّا على الطبقة الدهنية الثنائية، مما يُسبّب تثقّب الغشاء وتسرّب المحتويات الداخلية (K⁺، البروتينات، الإنزيمات)، فضلًا عن فشل استقلابي لا رجعة فيه.

3. الإجهاد التأكسدي. تحت التعرض الضوئي، يُولّد أكسيد الزنك أنواعًا تفاعلية من الأكسجين (ROS) — أساسًا الجذور الهيدروكسيلية (·OH) وأنيونات الأكسجين الفوقي (O₂·⁻) — التي تتلف الدهون والبروتينات والحمض النووي للبكتيريا. يكون هذا المسار أكثر وضوحًا تحت الأشعة فوق البنفسجية منه في تجويف الفم في الظروف الاعتيادية.

وثّقت دراسة نُشرت عام 2025 في مجلة Biomolecules (PMID 39766327) الآليات الثلاث ضد Streptococcus mutans تحديدًا. ثبّطت جسيمات ZnO النانوية نمو S. mutans وتكوّن الغشاء الحيوي بصورة تعتمد على الجرعة، بتركيز تثبيطي أدنى (MIC) يبلغ 0.5 مجم/مل. كشف استعراض منهجي (Freires وآخرون، 2018، PMID 30202164) يغطي 23 دراسةً عن قيم MIC تتراوح بين 0.39 و500 ميكروغرام/مل، مع تفوّق مستمر للجسيمات الأصغر في الفاعلية.

آلية إزالة الرائحة

80–90% من أسباب رائحة الفم تعود إلى مركبات الكبريت المتطايرة (VSC): كبريتيد الهيدروجين (H₂S)، والميثيل ميركابتان (CH₃SH)، وثنائي ميثيل الكبريتيد. تُنتجها البكتيريا اللاهوائية سالبة الغرام — أساسًا Fusobacterium nucleatum وPrevotella intermedia — أثناء تحليل البروتينات.

لأيونات Zn²⁺ ألفة كيميائية عالية للكبريت. وتتمثّل آلية إزالة الرائحة في مسارين متكاملين (Brunette وآخرون، 2018، PMID 29364345):

1. الربط المباشر: تتفاعل أيونات Zn²⁺ مع المجموعات الثيولية (-SH) وغاز H₂S لتكوين كبريتيدات الزنك (ZnS) غير القابلة للذوبان. تُحيَّد الرائحة كيميائيًّا لا تُقنَّع بالعطور.
2. كبح البكتيريا: تثبّط أيونات Zn²⁺ في الوقت ذاته نمو اللاهوائيات المنتجة لـ VSC، مما يُقلّل إنتاج الرائحة من المنبع.

أثبتت دراسة Young وآخرين (2003، PMID 12974683) تأثيرًا مضادًّا لـ VSC في الجسم الحي ذا دلالة إحصائية يعتمد على الجرعة والزمن. عند تركيزات Zn²⁺ ≥0.3%، استمر خفض الرائحة ذو الدلالة الإحصائية لثلاث ساعات بعد الاستخدام.

الأدلة السريرية

أظهرت دراسة عشوائية مضبوطة مدتها 6 أسابيع باستخدام معجون يحتوي على الزنك تراجعًا بنسبة 13.4% في التهاب اللثة، و17.0% في اللويحة السنية، و55.3% في نزيف اللثة مقارنةً بمعجون فلوريد ضابط. أكّدت تجربة مزدوجة التعمية بمعجون سيترات الزنك 2% (PMID 39497343) انخفاض مؤشر اللثة والنزيف، وانخفاضًا ملموسًا في مستويات F. nucleatum وP. intermedia وP. gingivalis في اللويحة السنية على مدى 3 أشهر.

ما يعمل بفاعلية:

• النشاط المضاد للبكتيريا ضد المسبّبات المؤدية للتسوس (S. mutans، S. sobrinus)
• تثبيط الغشاء الحيوي عند تركيزات قابلة للتحقيق في معاجين الأسنان
• تحييد VSC ومكافحة رائحة الفم — أكثر التأثيرات رسوخًا سريريًّا
• التآزر مع سيترات الزنك، وCPC، وEGCG

ما لا يعمل:

• التطهير العميق للجيوب اللثوية (لا يصل ZnO من المعجون إلى عمق أكثر من 2–3 مم)
• التأثير المضاد للبكتيريا المتبقّي طويل الأمد — خلافًا لـ CPC أو الكلوريهيكسيدين، يفتقر ZnO إلى خاصية الثبات؛ يقتصر تأثيره على وقت التفريش بضع ساعات بعده
• التركيبات القلوية فوق pH 7.5 تُقلّل من توافر Zn²⁺ الأيوني، مما يُضعف الفاعلية المضادة للبكتيريا والمزيلة للرائحة

السلامة

FDA: يحمل أكسيد الزنك وضع GRAS (معترف به بصفة عامة على أنه آمن) بوصفه مضافًا غذائيًّا ومغذّيًا. معتمد كمكوّن نشط دون وصفة طبية في منتجات حماية الجلد.

الاتحاد الأوروبي: معتمد بوصفه ملوّنًا CI 77947 بموجب توجيه مستحضرات التجميل الأوروبي. أكّدت اللجنة العلمية للسلامة الاستهلاكية (SCCS) أن نانو-ZnO آمن للاستخدام الجلدي. لا توجد حدود تركيز فموية محددة خارج إرشادات سلامة مستحضرات التجميل القياسية.

CIR: أرجأ الفريق الخبراء التقييم إلى FDA نظرًا للتاريخ التنظيمي الواسع لأكسيد الزنك. أُكّدت سلامة أملاح الزنك في التقرير النهائي لعام 2024 (Scott وآخرون).

علم السموم: LD₅₀ (فأر، فمويًّا) >5000 مجم/كجم. الزنك عنصر غذائي أساسي (الاحتياج اليومي الموصى به: 8–11 مجم للبالغين)؛ مساهمة معجون الأسنان فيه ضئيلة للغاية. حساسية التلامس نادرة جدًّا وتُعزى عادةً إلى شوائب المادة الخام لا إلى أكسيد الزنك ذاته.

تستخدم QDRO أكسيد الزنك التقليدي (غير النانوي) في المنتجات الاستهلاكية في انتظار اكتمال بيانات التوافر الحيوي الفموي لأشكال الجسيمات النانوية.

---

المراجع:

• Kashibuchi N et al. (2021). Mechanism of Action of Zinc Oxide Nanoparticles as an Antibacterial Agent Against Streptococcus mutans. Biomolecules. PMID: 39766327
• Freires IA et al. (2018). A systematic review on antibacterial activity of zinc against Streptococcus mutans. Eur J Dent. PMID: 30202164
• Brunette DM et al. (2018). Two mechanisms of oral malodor inhibition by zinc ions. Oral Dis. PMID: 29364345
• Young A et al. (2003). Inhibition of orally produced volatile sulfur compounds by zinc, chlorhexidine or cetylpyridinium chloride — effect of concentration. Eur J Oral Sci. PMID: 12974683
• Deng F et al. (2024). Effects of Toothpaste Containing 2% Zinc Citrate on Gingival Health and Three Related Bacteria — A Randomized Double-Blind Study. J Periodontol. PMID: 39497343