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川大《Mater. Horiz.》:低共熔抗菌抗炎水凝胶,剑指牙周炎!

EngineeringForLife  · 公众号  ·  · 2025-03-23 00:00

正文

牙周炎 是一种由牙菌斑引发的慢性炎症性疾病,严重时可导致牙槽骨吸收和牙齿脱落。传统机械清创术难以彻底清除生物膜,且局部炎症失控会进一步破坏牙周组织。现有药物递送系统常因药物溶解度低、渗透性差或释放不持久而疗效有限。


水杨酸虽具抗菌抗炎潜力,但其水溶性差、口腔环境递送效率低,亟需开发 兼具高效渗透、控释能力及生物相容性的新型局部治疗策略。


鉴于此,来自 四川大学的徐心源和徐欣团队 联合开发了一种 基于水杨酸-胆碱低共熔溶剂(DES)的多功能可注射水凝胶(DES-CS/GP) ,用于增强牙周炎治疗。相关研究以 “Development of an injectable salicylic acid-choline eutectic hydrogel for enhanced treatment of periodontitis” 为题发表在 《Materials Horizons》 上。



以下是对本论文创新点的简要概述:

(1)水杨酸首次“跨界”牙科应用——低共熔溶剂突破递送瓶颈: 研究首次将水杨酸以低共熔溶剂(DES)形式整合至牙周水凝胶中,通过氢键作用显著提升其溶解度和渗透性。DES与壳聚糖/β-甘油磷酸钠(CS/GP)基质结合后,可在口腔复杂环境中稳定释放水杨酸长达7天,克服了传统剂型在湿润环境下递送效率低的问题,为水杨酸的牙科应用开辟新路径。


(2)抗菌抗炎“双管齐下”——水凝胶重塑牙周微环境: DES-CS/GP水凝胶对牙周关键致病菌(如牙龈卟啉单胞菌)展现出强效抑制作用,同时显著下调促炎因子TNF-α和IL-1β表达。其多孔结构不仅促进药物扩散,还能模拟细胞外基质,维持牙龈成纤维细胞的活性(存活率>80%),实现治疗与组织修复的协同效应。


(3)可注射+高渗透——微创治疗直达病灶: 水凝胶在体温下快速凝胶化,支持微创注射填充不规则牙周袋。实验证实其能增强FITC-葡聚糖在牙龈上皮和猪下颌组织中的渗透性,突破传统药物难以穿透黏膜屏障的局限,为精准递送提供新方案。


1. 低共熔溶剂水凝胶的合成与表征

研究团队通过将水杨酸与胆碱结合形成低共熔溶剂(DES),并将其整合至壳聚糖/β-甘油磷酸钠(CS/GP)水凝胶基质中,成功开发出可注射的DES-CS/GP水凝胶。该水凝胶在室温下快速凝胶化,展现出良好的可注射性和微观多孔结构,支持药物缓释与组织填充。通过流变学分析发现,水凝胶在生理温度下保持结构稳定,且傅里叶红外光谱(FTIR)证实了DES与基质间的氢键相互作用,增强了水凝胶的网络密度。此外,药物释放实验显示,水杨酸可在7天内持续释放,最高释放率达82%。


图1 DES-CS/GP的合成


2. 抗菌与抗生物膜双重功效验证







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