基于三明治结构涂层动态递送氧化铈纳米颗粒——增强钛植入体在氧化微环境中的骨整合作用

《Advanced Healthcare Materials》：A Sandwich-Like Coating for Dynamic Cerium Oxide Nanoparticles Delivery: Enhancing Osseointegration of Titanium Implants in Oxidative Microenvironment

本研究针对钛植入体周围过量活性氧(ROS)导致线粒体功能障碍的问题，开发了苯硼酸修饰透明质酸(HA-PBA)与羧化壳聚糖(CCS)构建的聚电解质涂层，实现氧化铈纳米颗粒(CeNPs)的按需释放。该植入体不仅能直接促进成骨细胞分化，还可通过清除ROS、下调DRP1表达、恢复线粒体膜电位(MMP)改善氧化应激。糖尿病大鼠股骨植入实验表明，Ti-HAPBA/CCS-CeNPs组在术后4/8周显著增强骨重塑与骨整合，为牙科植入体优化提供新策略。

　　

在病理条件下，钛植入体周围过量的活性氧(ROS)可能引发线粒体功能障碍，进而导致植入失败或相关并发症。这项研究设计了一种功能化钛植入体：通过苯硼酸修饰的透明质酸(HA-PBA)和羧化壳聚糖(CCS)作为聚电解质，将氧化铈纳米颗粒(CeNPs)嵌入形成三明治状涂层，主要目标是调控植入体周围的局部微环境。得益于HA-PBA的响应特性，嵌入的CeNPs能在涂层降解时按需释放。Ti-HAPBA/CCS-CeNPs植入体不仅在生理条件下直接刺激成骨细胞分化，还能缓解氧化应激诱导的线粒体动力学失衡和功能异常。这种保护作用是通过清除细胞内ROS、下调DRP1表达以及恢复线粒体膜电位(MMP)实现的。研究人员进一步采用糖尿病大鼠股骨植入模型评估Ti-HAPBA/CCS-CeNPs植入体的骨诱导效能，结果显示：与Ti-SLA组相比，植入后第4周和第8周时，该组别显著增强了骨重塑和骨整合效果。总体而言，本研究证明了Ti-HAPBA/CCS-CeNPs植入体在生理和病理条件下的治疗潜力，并为改善牙科植入体效果提供了一种新型生物聚合物策略。