载庆大霉素壳聚糖微球的β-磷酸三钙/明胶复合支架促进犬Ⅱ度根分叉缺损牙周再生的研究

《Clinical Oral Investigations》：β-tricalcium phosphate/gelatin composite scaffolds incorporated with gentamycin-loaded chitosan microspheres for periodontal regeneration in class II furcation defects in dogs

本研究针对感染性骨缺损治疗中感染控制与组织再生难以协同的难题，开发了一种载庆大霉素（GM）的壳聚糖微球（CMs）与β-磷酸三钙（β-TCP）/明胶复合支架。通过在大鼠Ⅱ度根分叉缺损模型中对比实验，发现该支架可显著提升新骨高度（53.89%）、新骨面积（40.87%）及牙骨质形成（39.49%），并有效抑制上皮下行（0.125%），证实其兼具抗感染与促进牙周组织再生的双功能潜力，为临床复杂牙周缺损修复提供新策略。

　　

在多根牙的治疗中，根分叉病变一直是临床医生面临的严峻挑战。由于根分叉区解剖结构复杂，常规牙周治疗难以彻底清创，易导致炎症持续进展和附着丧失。尤其对于Ⅱ度根分叉缺损，传统治疗如翻瓣术（OFD）虽能暂时控制炎症，但再生效果不可预测，常伴随上皮下行和纤维组织填充，难以实现真正的牙周组织再生。近年来，组织工程策略为这一难题带来曙光，通过构建兼具骨传导性、生物活性和抗菌功能的复合支架，有望同步解决感染控制与组织修复两大核心问题。

在此背景下，研究团队设计了一种创新性的β-磷酸三钙（β-TCP）/明胶复合支架，并嵌入载有庆大霉素（GM）的壳聚糖微球（CMs）。β-TCP提供骨传导框架，明胶增强细胞黏附性，而壳聚糖微球则实现抗生素的局部缓释。该研究旨在评估该支架在犬Ⅱ度根分叉缺损模型中的牙周再生效能，成果发表于《Clinical Oral Investigations》。

研究采用的主要技术方法包括：通过微囊化法制备载庆大霉素壳聚糖微球，并与β-TCP/明胶溶液交联后冷冻干燥成型；使用扫描电镜（SEM）和X射线衍射分析支架微观结构；在6只雄性杂种犬的双侧下颌前磨牙构建慢性Ⅱ度根分叉缺损模型（5 mm高×3 mm深），随机分为三组（每组n=8）：实验Ⅰ组（CMs(GM)-β-TCP/明胶支架）、实验Ⅱ组（不含GM的支架）、对照组（OFD）；术后8周处死动物，通过未脱钙骨组织切片和组织形态计量学分析新骨高度、面积、牙骨质及上皮下行等参数。

组织学与组织形态计量学结果

实验Ⅰ组缺损区可见大量新骨形成，牙周膜纤维垂直嵌入新生牙骨质，支架降解与组织再生同步；实验Ⅱ组以肉芽组织和部分骨修复为主；对照组则以上皮下行为主，新骨仅局限于缺损底部。量化分析显示，实验Ⅰ组的新骨高度百分比（53.89±5.02%）、新骨面积百分比（40.87±1.35%）均显著高于实验Ⅱ组（36.39±4.81%；32.14±3.06%）和对照组（23.01±19.33%；8.25±12.63%）（P<0.001）。此外，实验Ⅰ组的新生牙骨质（39.49±3.67%）和牙周组织长度（44.21±2.56%）亦显著优于对照组（17.16±4.70%；16.21±5.93%），而上皮下行长度仅为0.125±0.354%，远低于对照组的21.146±1.832%。

讨论与结论

该复合支架通过三重机制协同促进牙周再生：β-TCP的骨传导性为细胞迁移提供三维支持，明胶的RGD序列增强细胞黏附，而壳聚糖微球控制的庆大霉素释放有效抑制局部感染，为组织创造稳定修复环境。研究结果否定了原假设，表明载药支架在再生指标上显著优于未载药支架及OFD。值得注意的是，实验Ⅰ组与Ⅱ组在牙骨质形成上无显著差异，提示壳聚糖本身可能通过其抗菌特性间接支持修复过程。

本研究的局限性在于未定量分析庆大霉素释放动力学及炎症细胞浸润程度。未来需结合药物释放曲线测定和免疫组化标记（如CD45、IL-1β）进一步优化支架功能。综上，该支架为感染性骨缺损提供了兼具抗感染和再生功能的解决方案，在牙周病学和种植前骨增量领域具有重要转化潜力。