亚甲蓝协同银纳米颗粒光热疗法：根除粪肠球菌生物膜的新策略

《Scientific Reports》：Synergistic antibiofilm activity of methylene blue and silver nanoparticle-mediated photothermal therapy against Enterococcus faecalis biofilm

本研究针对粪肠球菌（E. faecalis）生物膜导致的根管治疗失败问题，创新性地将亚甲蓝（MB）与银纳米颗粒（AgNPs）介导的光热疗法（PTT）相结合。研究结果显示，MB+AgNPs-PTT联合疗法可完全消除细菌菌落（CFU/ml=0），并显著改善牙本质表面形貌。该方案为再生牙髓治疗中的高效消毒提供了新思路。

　　

在牙髓治疗领域，粪肠球菌（Enterococcus faecalis）形成的生物膜一直是导致根管治疗失败的顽固难题。这种革兰氏阳性菌不仅能够耐受常规消毒剂，还能深入牙本质小管深处达1000微米以上，形成难以彻底清除的细菌堡垒。传统消毒剂如次氯酸钠（NaOCl）虽具有一定效果，但会对活体组织产生不良反应并改变牙本质结构，且在再生牙髓治疗中难以平衡抗菌效果与干细胞活性保护的双重要求。

面对这一挑战，激光技术展现出独特优势——激光能够穿透传统器械难以到达的复杂解剖区域，而牙本质小管本身可作为光传导的天然通道。更为前沿的是，结合纳米技术的光热疗法（Photothermal Therapy, PTT）为根管消毒带来了新的希望。银纳米颗粒（Silver Nanoparticles, AgNPs）凭借其高比表面积和固有抗菌特性，已成为增强激光消毒效果的有力工具。而当经典光敏剂亚甲蓝（Methylene Blue, MB）加入这一组合时，会产生怎样的协同效应？埃及研究团队在《Scientific Reports》发表的最新研究给出了令人振奋的答案。

研究人员设计了一项严谨的体外实验，选取45颗人类上颌中切牙，建立E. faecalis生物膜模型后，将样本随机分为四组：传统2.6% NaOCl灌溉组、660纳米二极管激光照射组、AgNPs-PTT组以及MB+AgNPs-PTT联合治疗组。通过菌落计数（CFU/ml）和扫描电镜（SEM）分析，全面评估各方案的抗菌效果和牙本质表面形貌变化。

关键技术方法包括：建立成熟E. faecalis生物膜模型（ incubation 7天）、660纳米二极管激光照射（250 mW，180秒）、银纳米颗粒（平均尺寸15纳米）与亚甲蓝（100μg/mL）协同应用、菌落形成单位计数法评估抗菌效果、扫描电镜观察牙本质表面形貌变化。样本来源于因牙周病拔除的人类牙齿。

抗菌生物膜效果分析显示：

所有实验组均表现出显著的生物膜活性降低（P<0.01）。NaOCl组将细菌数量从136.7×10³±28.3×10³CFU/ml减少至0.27×10³±0.1×10³CFU/ml，杀菌率达99.7%。单纯激光组与AgNPs-PTT组效果相当，分别达到99.8%和99.9%的杀菌率。而最令人瞩目的当属MB+AgNPs-PTT联合治疗组——该组实现了细菌的完全清除，CFU计数降为0，杀菌率达到100%，对数减少值达到无穷大。

扫描电镜分析结果：

电镜观察证实了生物膜的成功形成，E. faecalis菌落遍布牙本质表面。NaOCl处理组可见致密异质性涂膜层覆盖整个牙本质表面，并堵塞牙本质小管。激光组和AgNPs-PTT组显示出生物膜结构和厚度的破坏，部分去除了涂膜层，但仍有残留碎片，牙本质小管未完全暴露。而MB+AgNPs-PTT组表现出最显著的抗菌生物膜效果，牙本质表面清洁，牙本质小管开口清晰，涂膜层完全缺失。

这一卓越效果源于多重协同机制：亚甲蓝作为阳离子光敏剂，对E. faecalis带负电的细胞壁具有强亲和力，在激光激活下通过I型（电子转移产生自由基）和II型（能量转移产生单线态氧）反应生成高活性氧物种，诱导氧化应激和膜损伤。银纳米颗粒不仅本身具有抗菌活性，其表面等离子体共振效应更能高效捕获光能，增强亚甲蓝的激发效率，同时产生局部热效应破坏生物膜结构。此外，银纳米颗粒还能催化亚甲蓝的部分光降解，持续产生活性氧物种，形成强大的协同抗菌效应。

研究结论强调，银纳米颗粒介导的光热疗法对根管内E. faecalis生物膜具有显著抗菌效率，而亚甲蓝的加入进一步增强了这一效果，实现了生物膜的完全清除。这种创新方法特别适用于再生牙髓治疗中根管粗大的未成熟牙齿，为改善牙髓治疗预后提供了有前景的策略。然而，研究也存在一定局限性：CFU计数法无法检测到存活但不可培养的细菌（VBNC），体外模型难以完全模拟临床多微生物感染的复杂性，直接激光照射技术在弯曲根管中的临床应用可行性仍需进一步探索。未来需要结合更先进的检测方法和体内验证，以确认其转化潜力。

这项研究不仅为克服牙髓治疗中的生物膜挑战提供了新思路，也展示了纳米材料与光动力技术结合在口腔医学领域的广阔应用前景。随着相关技术的不断完善，这种协同疗法有望成为未来根管消毒的重要选择，特别是在追求微创和生物相容性的再生牙髓治疗领域。