№ 6 (197) 2025 р. С. 99–107

АНАЛІЗ ВПЛИВУ БУДОВИ АМОНІЄВИХ ГЕКСАФТОРОСИЛІКАТІВ НА ЇХ АНТИКАРІЄСНУ АКТИВНІСТЬ

В. О. Гельмбольдт, Л. М. Огнiченко, Т. А. Сідельникова, І. О. Шишкін,
В. Є. Кузьмiн

Одеський національний медичний університет, Одеса, Україна,
Фізико-хімічний інститут імені О. В. Богатського Національної академії наук України, Одеса, Україна

DOI 10.32782/2226-2008-2025-6-15

Мета роботи – на основі розроблених QSAR моделей виявити основні структурні чинники молекул амонієвих гексафторосилікатів (АГФС), що визначають їх антикарієсну активність, зокрема карієс-профілактичну ефективність (КПЕ) і мінералізуючий індекс (МІ). Об’єктом дослідження була вибірка з 22 АГФС. Використовуючи 2D-симплексний підхід, побудовано адекватні QSАR PLS-моделі для КПЕ і МІ досліджуваних солей. Проведено аналіз відносних внесків різних типів дескрипторів у розрахункові величини досліджуваних властивостей. У результаті структурної інтерпретації побудованих QSAR моделей одержано інформацію щодо напряму модифікації структур амонієвих гексафторосилікатів для створення більш ефективних та перспективних антикарієсних агентів. За допомогою молекулярного дизайну сконструйовано нову молекулу, у якої певний баланс впливу структурних чинників забезпечує більші значення показників антикарієсної активності, ніж у молекул навчальної вибірки.

Ключові слова: антикарієсні агенти, карієс-профілактична ефективність, мінералізуючий індекс, SiRMS – симплексне представлення молекулярної структури, QSАR.

REFERENCES

  1. Whelton HP, Spencer AJ, Do LG, Rugg-Gunn AJ. Fluoride revolution and dental caries: evolution of policies for global use. J Dent Res. 2019;98(8):837–846. doi: 10.1177/0022034519843495.
  2. Zhou W, Chen H, Weir MD, et al. Novel bioactive dental restorations to inhibit secondary caries in enamel and dentin under oral biofilms. J Dent. 2023;133:104497. doi: 10.1016/j.jdent.2023.104497.
  3. Alhussein A, Alsahafi R, Balhaddad AA, et al. Novel bioactive nanocomposites containing calcium fluoride and calcium phosphate with antibacterial and low-shrinkage-stress capabilities to inhibit dental caries. Bioengineering. 2023;10(9):991. doi: 10.3390/bioengineering10090991.
  4. Mankar N, Kumbhare S, Nikhade P, Mahapatra J, Agrawal P. Role of fluoride in dentistry: A narrative review. Cureus. 2023;15(12):e50884. doi: 10.7759/cureus.50884.
  5. Yeh C-H, Wang Y-L, Vo TTT, Lee Y-C, Lee I-T. Fluoride in dental caries prevention and treatment: Mechanisms, clinical evidence, and public health perspectives. Healthcare. 2025;13(17):2246. doi: 10.3390/healthcare13172246.
  6. Baik A, Alamoudi N, El-Housseiny A, Altuwirqi A. Fluoride varnishes for preventing occlusal dental caries: A review. Dent J. 2021;9(6):64. doi: 10.3390/dj9060064.
  7. Kakkar M, Kapoor V, Singla SK, Jethi RK. Fluoride and biological mineralization II: Mechanism of action of fluoride to influence the collagen-induced in vitro mineralization and demineralization reactions. Biol Trace Elem Res. 2021;199:4145–4153. doi: 10.1007/s12011-020-02544-7.
  8. Cui T, Luo W, Xu L, Yang B, Zhao W, Cang H. Progress of antimicrobial discovery against the major cariogenic pathogen Streptococcus mutans. Curr Issues Mol Biol. 2019;32:601–644. doi: 10.21775/cimb.032.601.
  9. Burduṣel A-C, Gherasim O, Grumezescu AM, Mogoantӑ L, Ficai A, Andronescu E. Biomedical application of silver nanoparticles: an up-to-date overview. Nanomaterials. 2018;8(9):681. doi: 10.3390/nano8090681.
  10. Hosny S, Gaber GA, Ragab MS, Ragheb MA, Anter M, Mohamed LZ. A comprehensive review of silver nanoparticles (AgNPs): Synthesis strategies, toxicity concerns, biomedical applications, AI-driven advancements, challenges, and future perspectives. Arab J Sci Eng. 2025. doi: 10.1007/s13369-025-10612-0.
  11. Duffin S, Duffin M, Grootweld M. Revisiting fluoride in the twenty-first century: safety and efficacy considerations. Front Oral Health. 2022; 3: 873157. doi: 10.3389/froh.2022.873157.
  12. Gelmboldt VO, Kravtsov VCh, Fonari MS. Ammonium hexafluoridosilicates: Synthesis, structures, properties, applications. J Fluorine Chem. 2019;221(5):91–102. doi: 10.1016/j.jfluchem.2019.04.005.
  13. Politz AR, Scott L, Montz H. Ammonium hexafluorosilicate: A prospective alternative to silver diamine fluoride. Undergraduate Research Scholars Program. 2020. Available from: https://hdl.handle.net/1969.1/189278.
  14. Prodan OV. Syntez, fizyko-khimichni vlastyvosti ta biolohichna aktyvnist «oniievykh» heksafluorosylikativ [Synthesis, physico-chemical properties and biological activity of “onium” hexafluorosilicates]: Abstract of the dissertation for the degree of Candidate of Pharmaceutical Science: 15.00.02 – Pharmaceutical Сhemistry and Pharmacognosy. Lviv, 2017. 20 p. (in Ukrainian).
  15. Levitsky AP, Makarenko OA, Khodakov IV, Zelenina YuV. Fermentatyvnyi metod otsinky stanu kistkovoi tkanyny [Enzymatic method of the estimation of bone tissue state]. Odesa Med J. 2006;3:17–21 (in Ukrainian).
  16. Gelmboldt VO, Khromagina LM, Nikitin OV, Fizor NS. Biological activity of 3-hydroxymethylpyridinium hexafluorosilicate monohydrate and 4-hydroxymethylpyridinium hexafluorosilicate as candidates for anticaries agents. Odesa Med J. 2024;2:75–80. doi: 10.32782/2226-2008-2024-2-13.
  17. Kuz’min V, Artemenko A, Ognichenko L, et al. Simplex representation of molecular structure as universal QSAR/QSPR tool. Struct Chem. 2021;32(4):1365–1392. doi: 10.1007/s11224-021-01793-z.
  18. Gelmboldt V, Ognichenko L, Shyshkin I, Kuz’min V. QSPR models for water solubility of ammonium hexafluorosilicates: analysis of the effects of hydrogen bonds. Struct Chem. 2021;32(1):309–319. doi: 10.1007/s11224-020-01652-3.
  19. Rännar S, Lindgren F, Geladi P, Wold S. A PLS kernel algorithm for data sets with many variables and fewer objects. Part 1: Theory and algorithm. J Chemometrics. 1994;8:111–125. doi: 10.1002/cem.1180080204.
  20. Carhart RE, Smith DH, Venkataraghavan R. Atom pairs as molecular features in structure – activity studies. Definition and application. J Chem Inf Comput Sci. 1985;25:64–73. doi: 10.1021/ci00046a002.
Переглянути публікацію PDF