综述：走向可持续性之路——通过绿色合成方法获得的金属纳米颗粒在牙科领域的应用：一项综述性研究

《Beilstein Journal of Nanotechnology》：On the road to sustainability – application of metallic nanoparticles obtained by green synthesis in dentistry: a scoping review

绿色合成金属纳米粒子在牙科领域的研究进展显著，尤其在抗菌、生物相容性和再生治疗方面展现潜力。印度因丰富的植物资源、完善的研究体系和公共卫生需求成为主要贡献国，78.6%的研究出自该国。但现有研究存在方法局限，68.7%仅停留在体外实验，47.8%缺乏细胞毒性评估，需加强临床转化研究。

　　绿色合成金属纳米颗粒在牙科领域的研究和应用正逐渐成为全球可持续发展和生物友好型技术的重要组成部分。随着纳米科技的发展，金属纳米颗粒因其独特的物理化学特性，如高比表面积、化学稳定性以及显著的抗菌性能，已被广泛应用于医学、农业、化妆品、电子等多个领域。然而，在牙科领域，传统化学和物理方法合成纳米颗粒的过程中，常使用有毒有机溶剂和高能耗设备，这不仅对环境造成负担，也对临床应用提出了安全性和生物相容性方面的挑战。因此，绿色合成技术因其利用植物提取物、真菌或细菌等天然生物源作为还原剂和稳定剂，逐渐成为一种更环保、更经济且更安全的替代方案。

绿色合成技术的核心在于利用生物体内的活性化合物，如多酚、黄酮类、萜类、生物碱和蛋白质等，这些物质不仅能够有效地将金属离子还原为纳米颗粒，还能在纳米颗粒的形成过程中起到保护作用，防止其聚集，从而提高其在口腔环境中的稳定性和生物活性。例如，植物提取物中的多酚和黄酮类化合物能够通过化学反应降低金属离子的氧化态，同时在纳米颗粒表面形成一层天然的保护膜，使其在口腔环境中保持良好的分散性和功能活性。这一过程不仅减少了对环境的污染，还降低了生产成本，使绿色合成技术在资源有限的实验室和临床环境中更具可行性。

在牙科领域，银纳米颗粒（AgNPs）和氧化锌纳米颗粒（ZnO-NPs）是研究最为广泛的两种纳米材料。银纳米颗粒因其广泛的抗菌、抗真菌和抗炎特性，被广泛应用于牙科材料，如口腔抗菌漱口水、牙膏以及用于预防龋齿的纳米复合材料。氧化锌纳米颗粒则因其良好的生物相容性、紫外线屏蔽能力和抗菌效果，被用于牙科修复材料、密封剂和抗龋牙膏中。这两种纳米颗粒的绿色合成方法，尤其是利用植物提取物进行合成，展现了其在口腔健康中的巨大潜力。通过植物介导的合成方法，银纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒能够有效抑制口腔中的关键病原体，如变形链球菌（*Streptococcus mutans*）和白色念珠菌（*Candida albicans*），从而在龋齿预防和治疗中发挥重要作用。

除了银和氧化锌纳米颗粒，铜纳米颗粒（CuNPs）和镍氧化纳米颗粒也在牙科研究中逐渐受到关注。尽管它们的使用频率相对较低，但铜纳米颗粒在抗菌性能方面表现出色，而镍氧化纳米颗粒则在某些特定的抗菌场景中具有应用价值。此外，金纳米颗粒（AuNPs）和二氧化钛纳米颗粒（TiO?-NPs）的研究也表明它们在牙科领域可能具有独特的光学和光催化特性，尤其是在牙科再生治疗和表面涂层方面展现出潜在的应用前景。尽管这些纳米颗粒的研究尚处于初步阶段，但它们的生物活性和功能特性为未来牙科材料的创新提供了新的思路。

在绿色合成纳米颗粒的研究中，植物源性材料因其丰富的次生代谢产物而成为主要的合成来源。这些植物化合物不仅能够促进纳米颗粒的形成，还能显著提升其在口腔环境中的生物活性和稳定性。例如，唇形科（Lamiaceae）植物如罗勒（*Ocimum* spp.）、迷迭香（*Rosmarinus officinalis*）和鼠尾草（*Salvia rosmarinus*）因其富含多酚类化合物，如鼠尾草酸和咖啡酸，而被广泛用于银纳米颗粒的绿色合成。这些化合物不仅能够作为还原剂，还能在纳米颗粒表面形成稳定的保护层，从而提高其抗菌效果和生物相容性。同样，豆科（Fabaceae）植物如甘草（*Glycyrrhiza glabra*）、紫檀（*Clitoria ternatea*）和黄檀（*Cassia fistula*）因其含有丰富的异黄酮和单宁类物质，被用于合成具有特定形态和大小的纳米颗粒，这些特性对于优化其在牙科材料中的应用至关重要。

在纳米颗粒的合成方法上，搅拌（stirring）是最常用的技术之一。通过搅拌，可以确保植物提取物与金属离子之间的均匀混合，从而促进纳米颗粒的高效形成和稳定化。搅拌不仅有助于纳米颗粒的均匀分散，还能控制其尺寸和形态，这对于提高其在牙科应用中的性能至关重要。此外，加热和冷却等其他方法也被部分研究采用，但它们的使用频率相对较低。这些方法的选择往往取决于具体的金属类型、植物来源以及研究目标，因此在实际应用中需要根据不同的需求进行优化和调整。

在对绿色合成纳米颗粒的特性进行评估时，研究者主要采用了一些常见的分析技术，如傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见光谱（UV-Vis）和X射线衍射（XRD）。FTIR技术能够帮助研究人员识别纳米颗粒表面的化学基团，从而判断其形成过程中是否受到植物化合物的影响。UV-Vis光谱则用于监测纳米颗粒的形成过程，通过检测表面等离子共振（SPR）信号，可以推断纳米颗粒的尺寸和分布情况。XRD技术则能够提供关于纳米颗粒晶体结构和相态的详细信息，确认其合成的完整性和纯度。这些技术的综合应用为绿色纳米颗粒的性能评估和功能优化提供了重要的科学依据。

然而，当前关于绿色合成纳米颗粒在牙科领域的研究仍存在一些局限性。大多数研究（68.7%）仅限于体外实验，缺乏体内实验的验证，这使得其在实际临床应用中的效果和安全性仍存在不确定性。此外，仅有不到一半的研究（47.8%）对纳米颗粒的细胞毒性进行了评估，这表明在确保其生物安全性方面仍需进一步研究。同时，部分研究（24.1%）未能进行高级的物理化学表征，如扫描电子显微镜（SEM）或透射电子显微镜（TEM），这可能影响对其结构和性能的全面理解。因此，为了推动绿色纳米颗粒在牙科领域的临床转化，需要加强对体内实验、细胞毒性评估以及物理化学表征的研究。

绿色合成纳米颗粒在牙科中的应用已经涵盖了多个领域，包括预防和修复牙科、根管治疗、牙周病治疗、种植牙学和正畸学。在预防和修复牙科领域，含有银或氧化锌纳米颗粒的复合树脂和玻璃离子水门汀能够有效减少细菌在修复材料边缘的定植，从而降低继发龋齿的风险。此外，含有生物纳米颗粒的氟化物漆和密封剂能够提供更持久的抗菌效果，并促进牙釉质的再矿化，这对于高风险人群的龋齿预防具有重要意义。在根管治疗中，绿色合成的银纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒被用作传统冲洗液和根管药物的辅助材料，以提高根管系统的消毒效果。这些纳米颗粒能够深入复杂的根管结构，有效清除顽固的微生物，从而提高治疗的成功率。

在牙周病治疗方面，绿色合成纳米颗粒被用于制备生物粘附凝胶、局部递送系统和纳米颗粒涂层的牙线，以持续释放抗菌成分，控制牙周袋内的病原体。这些技术不仅能够有效减少牙周病原体的生长，还能降低炎症反应，从而支持牙周病的综合治疗。此外，绿色合成纳米颗粒还被用于牙科再生治疗，如通过纳米颗粒功能化的支架和膜材料，刺激牙周组织的再生和修复。这些材料不仅具有抗菌功能，还能调节宿主免疫反应，促进组织再生，为牙科再生医学提供了新的研究方向。

在种植牙学领域，纳米颗粒涂层被用于钛种植体，以减少种植体周围的生物膜形成并增强骨整合能力。通过在钛种植体表面引入绿色合成的银纳米颗粒或银掺杂的氧化铁纳米颗粒，可以实现抗菌保护和促进成骨细胞活性的双重功能。这不仅有助于预防种植体周围感染，还能提高种植体的长期稳定性和成功率。在正畸学中，纳米颗粒被用于对托槽和弓丝进行抗菌涂层处理，以减少牙菌斑的积累并预防白色斑点的形成。此外，含有银纳米颗粒的漱口水和凝胶也被研究作为辅助治疗手段，以提高正畸患者口腔卫生水平。

绿色合成纳米颗粒在牙科中的应用前景广阔，但其进一步发展仍需克服一些关键挑战。首先，需要加强体内实验的研究，以验证其在实际口腔环境中的效果和安全性。其次，应进行全面的细胞毒性评估，特别是在长期使用的情况下，确保其对人体细胞的无害性。此外，还需要建立标准化的合成和表征方法，以提高研究的可重复性和可比性。最后，应推动绿色纳米颗粒在临床实践中的应用，通过严格的监管和评估，确保其在牙科领域的安全性和有效性。

综上所述，绿色合成纳米颗粒在牙科领域展现出巨大的应用潜力，尤其是在抗菌、抗生物膜和组织再生等方面。然而，当前的研究仍需进一步拓展，特别是在体内实验、细胞毒性评估和标准化合成方法方面。通过加强跨学科合作，推动绿色纳米颗粒在牙科材料中的应用，可以为口腔健康提供更加安全、有效和可持续的解决方案。未来的研究应重点关注临床试验和毒理学评估，以确保绿色纳米颗粒能够安全有效地应用于牙科实践，为口腔医学的发展注入新的活力。