南昌大学王小磊/廖岚BAM：光热和pH双响应含镁有机支架用于预防龋齿和促进牙齿自愈

龋齿的主要 形成原因 是细菌生物膜，细菌生物膜粘附在牙体表面，产生有机酸，形成酸性 (pH < 5.5)环境，导致硬牙组织主要无机物脱矿(Mg ²⁺ 、 Ca ²⁺ 、 PO ₄ ³⁻ 丢失 )和有机物(胶原蛋白)分解。 如果不加以干预，这些过程将导致蛀牙的形成 与 牙齿敏感，最终甚至导致牙齿脱落，严重影响美观和生活质量 。 目前，龋齿的主要治疗措施是 使用 抗菌药物联合人工充填。 然而，传统的抗菌药物不能有效地靶向特定部位的致 龋 病原体 (如变形链球菌、黑链球菌和粘胶放线菌)。 广谱杀菌易扰乱口腔菌群甚至整个人体系统，增加耐药风险。 另一方面，现代牙科材料填充的牙缺损在损伤 /修复材料界面处容易发生生物组织间的微渗漏，增加了不良反应和龋齿复发的风险 。

南昌大学 王小磊 教授团队 和南昌大学附属口腔医院 廖岚 教授团队合作， 设计了一种用于防龋和牙齿再生的复合材料响应性泡沫支架，负载 含 镁有机框架（ MPC） ， 其结合了智能病原微生物响应和高精度控制的两个优点。 MPC能在生物膜感染的酸性条件下（pH < 5.5）智能释放有机抗菌分子（没食子酸）和矿化离子（Mg ²⁺ 、 Ca ²⁺ 和 PO ₄ ³⁻ ），调节 pH，杀灭细菌。此外，由于其优异的光热转换效率，MPC可以通过抑制毒力基因和破坏近红外光 （ NIR ） 照射（ 808 nm）下的细菌粘附，进一步增强对细菌生物膜的破坏。更重要的是，MPC不仅可以在pH和微生物水平上逆转致 龋 环境，而且可以在微观结构和力学性能方面促进脱矿牙齿的自我愈合 。 该工作以《 Multifunctional magnesium organic framework-based photothermal and pH dual-responsive mouthguard for caries prevention and tooth self-healing promotion 》为题发表在 2 02 3年的《 Bioactive Materials 》上 。

【文章亮点】

（1） 由龋齿引起的口腔微环境中的病理生理 pH波动可以触发这种智能纳米系统。在生物膜感染产生的酸性条件下， MPC的CaP涂层降解并释放Ca ²⁺ 和 PO ₄ ^3- ，随后释放 Mg ²⁺ 和天然活性抗菌分子 ， 释放的 Ca ²⁺ 、 PO ₄ ^3- 和 Mg ²⁺ 可促进牙齿的自我修复，进而恢复力学性能 。

（2） MPC在 近红外辐射 下具有 良好的生物膜破坏作用 。

（3） 涂层和支架的降解可 改善病变部位的低 pH状况，逆转龋 齿 环境 。

（4） 没食子酸和 PDA 对牙齿组织中的无机成分（钙、磷）和有机成分（胶原蛋白）有良好的吸附作用，能有效稳定牙齿硬组织 。

（5） 基 于光控和微生物信号的双响应平台首次用于修复牙本质和牙釉质，展现出 杀灭细菌、抑制脱矿和促进矿化 的多重功能。

图 1 . MPC结构示意图及工作原理

图 2 .合成产物形貌表征

图 3 . MPC的体外抗菌活性