综述：先进生物材料调控线粒体治疗种植体周围炎

本综述系统探讨了种植体周围炎的线粒体功能障碍机制及靶向治疗策略，重点介绍了通过调控线粒体活性氧（mtROS）、质量控制系统和代谢状态的新型生物材料，包括金属复合物、脂质体和多肽聚合物等，为改善种植体周围组织再生和免疫微环境调控提供了创新研究方向。

　　

引言

种植体周围炎是种植牙术后常见的生物并发症，主要表现为种植体周围软组织炎症和进行性骨吸收。微生物斑块积累是初始诱因，而钛（Ti）或二氧化钛（TiO₂）纳米颗粒（NPs）释放引发的无菌性炎症进一步加剧病理进程。近年研究发现，线粒体功能障碍与种植体周围炎的发病机制密切相关，尤其影响炎症反应、骨整合过程及组织再生能力。

线粒体在种植体周围炎中的破坏作用

种植体周围炎的发病机制涉及多种理论模型，包括“多微生物稳态破坏”、“关键病原体假说”和“炎症介导的多微生物生态失调”等。线粒体作为细胞能量代谢和信号转导的核心细胞器，其功能紊乱直接导致活性氧（mtROS）过度生成、线粒体DNA（mtDNA）损伤、质量控制系统失调及代谢异常。mtROS积累不仅加剧氧化应激反应，还通过激活NLRP3炎症小体等通路促进IL-1β和IL-18等促炎因子释放，形成慢性炎症微环境。此外，钛颗粒引发的无菌性炎症可通过线粒体介导的免疫应答途径放大组织损伤。

线粒体功能障碍对成骨过程的影响

种植体周围组织中约半数区域被浆细胞、淋巴细胞和巨噬细胞浸润，这些细胞的线粒体功能状态直接调控血管生成和骨重塑过程。线粒体代谢异常会抑制成骨细胞分化和活性，同时破骨细胞功能亢进，导致骨吸收与形成失衡。mtDNA泄漏还可通过激活cGAS-STING通路诱发先天免疫反应，进一步阻碍骨整合。

靶向线粒体的生物材料策略

线粒体ROS调控材料

通过模拟酶活性或直接清除自由基的 biomaterials（如金属配合物、脂质体和多肽聚合物）可有效降低mtROS水平。其中，锰基纳米材料通过模拟超氧化物歧化酶（SOD）活性增强抗氧化防御；而硒掺杂材料通过激活Nrf2通路促进抗氧化基因表达。部分材料还可通过调控线粒体膜电位稳定性和钙离子稳态改善细胞能量代谢。

牙龈卟啉单胞菌（P. gingivalis）靶向材料

针对该病原体的生物材料主要利用其特异性蛋白酶（如牙龈蛋白酶）响应机制释放抗菌成分。金属有机框架（MOFs）材料可负载锌离子或抗菌肽破坏细菌生物膜；光敏材料通过光动力治疗产生单线态氧杀灭细胞内细菌。部分材料还可通过调控线粒体-溶酶体交叉对话增强宿主细胞清除病原体的能力。

免疫调节材料

这类材料通过调控巨噬细胞极化状态和线粒体代谢重编程改善免疫微环境。二氧化铈纳米颗粒通过调节NF-κB信号通路抑制M1型巨噬细胞过度活化；而钙硅基生物材料可通过促进线粒体生物发生诱导M2型表型转化。部分材料还可通过递送IL-4或TGF-β等细胞因子协调免疫应答与组织再生过程。

多功能集成材料

最新研究致力于开发兼具抗菌、免疫调节和线粒体功能修复的多功能材料。例如：负载二甲双胍的水凝胶可通过激活AMPK通路同时改善线粒体代谢和抑制P. gingivalis增殖；石墨烯量子点复合材料通过调控mtROS/mtDNA双轴平衡实现炎症微环境重塑与成骨促进的协同效应。

结论与展望

线粒体靶向治疗为种植体周围炎提供了新的干预思路。未来研究需重点关注：1）开发时空可控的线粒体精准调控系统；2）阐明材料-线粒体互作机制与长期生物安全性；3）建立临床转化评价体系。通过多学科交叉创新，靶向线粒体的生物材料有望成为治疗种植体周围炎及其他代谢性炎症疾病的有效策略。