牙周感染
是一种由细菌引起的
慢性炎症性疾病
，它导致
结缔组织破坏
和
骨吸收
，严重时会导致
牙齿脱落
。
病原体不仅通过产生毒素直接伤害周围组织，还可能
激活
身体的
免疫系统
，造成进一步的损害。
传统治疗牙周炎的方法包括
机械清创
和
化学疗法
，
目的是去除病原微生物并减少细菌的再次定植。但这些方法无法彻底清除细菌，特别是那些形成难以清除的生物膜的细菌。这些
生物膜会粘附在牙齿表面
，持续引发
炎症
和
感染
。
药物治疗作为目前主要的治疗手段，却伴随着
副作用
和
耐药性
问题，这促使医学界寻找新的治疗策略来更有效地对抗牙周感染。
抗菌光动力疗法（
aPDT）
是一种新兴的治疗手段，它在预防和治疗微生物感染方面受到了广泛关注。在
aPDT过程中，光敏剂在光照下
迅速产生活性氧（
ROS）
，这些
ROS对牙周病原体具有毒性作用，能够
减少细菌的定植
并
有效抑制牙菌斑的生长
。
口腔环境开放有利于
aPDT的应用，尤其是针对需氧细菌，因为它能利用环境中的氧气产生大量的
1
O
2
，但口腔微生物生态系统的复杂性意味着牙周感染也可能由厌氧菌和它们的生物膜引起，这限制了传统
aPDT的效果。
北京化工大学
徐福建
教授团队和
俞丙然
教授团队与
北京大学口腔医院
王宇光
教授
团队
/
开发了一种新型的
无氧聚合物光敏剂（
HQRB-SS-Dex
）
，结合了季铵和葡聚糖，用于通过
抗菌光动力疗法（
aPDT）
对抗口腔中的多种细菌。
该无氧聚合物光敏剂
能有效杀灭厌氧菌
P. gingivalis和兼性厌氧菌S. mutans。其季铵盐和葡聚糖成分促进了光敏剂对细菌的粘附和生物膜的穿透，提高了活性氧的利用效率，导致细菌死亡和生物膜解体。HQRB-SS-Dex的合成为牙周病的临床aPDT治疗提供了一种有前景的新策略，预期将成为一种有效的通用光疗系统，用以实现理想的治疗效果。
该工作以
“
Oxygen-Free Polycationic Photosensitizers for Treatment of Periodontal Inflammation
”为题于202
3
年
11
月发表于《
Adv
anced
Funct
ional
Materials》上。
【
制备方法
】
1.
制备羟乙基二硫醇二缩水甘油醚（
HDDE）：
将
2-羟乙基二硫醇、氢氧化钠和四丁基溴化铵混合，在40°C下搅拌反应。
逐步加入环氧氯丙烷，反应
3小时，通过柱色谱纯化得到HDDE。
2.
合成丙胺基化的玫瑰红（
RB-NH
2
）：
将
R
B
和
3-溴丙胺盐酸盐溶解在二甲基甲酰胺（DMF）中，80°C下暗处反应。
反应后，通过减压蒸馏去除溶剂，残余物在异丙醚中搅拌，过滤并冷冻干燥得到
RB-NH2。
3.
合成右旋糖酐衍生物（
Dex-NH
2
）：
将右旋糖酐溶解在含醋酸的水中，加入
N-BOC-保护的乙二胺和钠氰硼氢化物，在50°C下反应。
通过透析和冷冻干燥去除保护基团，得到
Dex-NH
2
-BOC，然后去除N-BOC保护，得到Dex-NH
2
。
4.
合成支化聚合物：
将
RB-NH
2
、
HDDE、TGIC、Dex-NH2和ED-BOC混合于DMSO中，60°C氮气保护下反应48小时；随后加入ED，80°C反应2小时以消耗环氧基团。反应后，溶液经透析和冻干得到聚合物。再将1-溴己烷加入DMF中与聚合物反应，实现季铵化，经冷却、加入TFA处理，最终透析和冻干得到HQRB-SS-Dex。
【
文章亮点
】
1.材料创新
性
：
研究团队开发了一种新型的
无氧多阳离子光敏剂
（
HQRB-SS-Dex），这种聚合物含有光敏剂
玫瑰红（
RB）
和
右旋糖酐
，用于
抗菌光动力疗法（
aPDT）
。
2.高效抗菌作用：
HQRB-SS-Dex在光照下能够产生
1
O
2
和
HO•等活性氧（ROS）
，展现出对
厌氧菌
和
兼性厌氧菌
的
强大抗菌效率
，这包括对牙周病原菌
P. gingivalis和S. mutans的杀灭效果。
3.生物膜穿透能力：
光敏剂利用
右旋糖酐
的
亲细菌特性
，提高了对
细菌生物膜的穿透能力
，增强了抗菌效果。
4.生物安全性：
引入的
二硫键
使得
HQRB-SS-Dex能够在细胞内通过谷胱甘肽（GSH）的作用下发生降解，提高了其
生物安全性
。
5.体内外研究验证：
通过
诱导
大鼠牙周组织炎症
，研究验证了
HQRB-SS-Dex的
抗菌效果
和
生物相容性
，以及在牙周炎治疗中的潜在应用。
6.环境适应性：
该材料在
酸性环境
下表现出
良好的稳定性
，这与其在牙周病治疗中的潜在应用相关。
图
1：多功能组分聚阳离子抗菌剂的合成路线及光动力治疗牙周炎的应用示意图
