牙周炎作为一种由牙菌斑微生物引起的慢性炎症性疾病,可逐渐破坏牙周支撑结构,最终导致牙齿脱落。
公认的牙周炎治疗策略主要包括三个步骤:抗菌治疗、炎症控制和牙周再生
。
现有的临床治疗方法都无法完全解决这些问题
。
因此,迫切需要制定一种新的牙周炎
治疗
策略。
牙周炎治疗以牙槽骨再生和牙周功能恢复为最终目标。现有
治疗牙周炎的生物材料有水凝胶、纳米颗粒和静电纺丝膜几种
。其中,可注射热敏
性
水凝胶由于流动性好、注射后溶胶
-凝胶转化快、与骨组织粘附力强等特点,能够适应牙周袋不规则的解剖结构,抵抗牙龈沟液的持续冲洗
等优势
,在治疗牙周炎牙槽骨缺损中
受到了
关注
。
沸石咪唑酸盐框架
-8 (ZIF-8) 是一种具有
较高
pH灵敏度的金属有机框架 (MOF),可以智能响应牙周炎微环境,持续释放Zn
2+
,促进抗菌、募集和骨
/血管生成过程
。
槲皮素是一种天然类黄酮,以其抗菌、免疫调节、促迁移和促骨
/血管生成特性等药理作用而闻名
。文章结合以上材料发挥
ZIF-8的优势,在增强其免疫调节能力的同时,
设计出了
一种槲皮素修饰的
ZIF-8纳米颗粒(ZIF-8@QCT),然后将纳米颗粒掺杂到可注射的热敏胶水凝胶中
,使其可以治疗牙周炎疾病,并且促进
牙槽骨再生。
上海交通大学口腔医学院
/上海交通大学医学院附属第九人民医院
徐袁瑾
教授
和
林开利
教授
团队
将多巴胺修饰
的丝素蛋白
(
SFD)与经典的
热敏水凝胶(壳聚糖(
CS)/β-甘油磷酸酯(β-GP))混合,然后使用
一锅法
将它们交联,形成具有热敏性和粘合特性的可注射双交联水凝胶
(
SFD/CS)。此外,将具有pH响应特性的ZIF-8@QCT 掺杂到水凝胶中,以实现
槲
皮素和
锌离子
的双重递送。这种复合水凝胶在植入后可以发挥快速
止血
作用,有效减少
牙龈卟啉单胞菌数量
、
加快
巨噬细胞向
M2
极化
过程
、增强骨
/血管生成特性
,
最终促进牙周炎的牙槽骨再生。
该工作以
” A five-in-one novel MOF-modified injectable hydrogel with thermo-sensitive and adhesive properties for promoting alveolar bone repair in periodontitis: Antibacterial, hemostasis, immune reprogramming, pro-osteo-/angiogenesis and recruitment
“为题发表于24年的《
Bioactive Materials
》上。
【
文章亮点
】
1.
抗菌性能
:
牙龈卟啉单胞菌可能导致内源性间充质干细胞
(
MSC) 的活力降低和免疫细胞的过度炎症。
文章中
将
SFD/CS/ZIF-8@QCT复合水凝胶与牙龈卟啉菌进行共培养,进行对比观察,发现细菌数量显著减少,说明复合水凝胶中
锌离子和槲皮素的协同释放
对牙龈卟啉单胞菌的生长起到了抑制的作用。
2.
可注射性
:
复合水凝胶在空气和水下都表现出优异的注射性,表明它们适用于注射器注射潮湿且形状复杂的牙周炎骨缺损。
3.
止血能力
:
在临床应用中,
除了
再生牙周手术会引起的
出血
外,牙周炎下牙周软组织脆弱易出血的特点
也
会导致局部出血过多,不利于
伤口治疗
。
ZIF-8@QCT
的掺杂可以增强红细胞、血小板和纤维蛋白在水凝胶表面的聚集,
并且在提高
止血
效果的同时
,保持良好的血液相容性和
BCI
。
4.
促成骨,促血管生成
:
将
SFD/CS/ZIF-8@QCT复合水凝胶与牙周膜干细胞、血管内皮细胞进行共培养,由于锌离子和槲皮素的共同释放,
ZIF-8@QCT的添加不仅更好地增强了SFD/CS水凝胶在炎症微环境中的成骨诱导功能,而且优于促进血管因子的
分泌
,有助于牙周炎下血管化牙槽骨再生
。
5.
免疫调节性能:
牙周炎中牙龈卟啉单胞菌触发的免疫微环境主要使巨噬细胞向
M1极化并抑制M2极化。
复合水凝胶
协同释放锌离子和槲皮素,具有
较
强的免疫重编程功能,可有效驱动巨噬细胞从
M1 表型向M2表型的重编程。
方案
1.SFD/CS/ZIF-8@QCT 复合水凝胶在牙周炎中用于牙槽骨再生的示意图。
图
1:
ZIF-8和ZIF-8@QCT的
制
备
和表征。
图