ROS 响应水凝胶：治疗牙周炎的创新之选

研究人员针对牙周炎难题，开展 ROS 响应水凝胶研究，发现其可有效治疗牙周炎，意义重大。

　　牙周炎，作为一种常见的口腔疾病，如同隐藏在口腔中的 “无声杀手”，悄悄地侵蚀着人们的牙周组织。它是由细菌引发的慢性炎症，会导致牙龈脱离、牙周袋形成和牙槽骨吸收。若得不到及时有效的治疗，牙齿最终可能会脱落，严重影响人们的口腔健康和生活质量。目前，牙周炎的主要治疗方法是通过洗牙和根面平整（SRP）机械去除细菌和牙结石，但由于牙齿解剖结构复杂，这种方法无法完全清除牙龈下的致病菌及其代谢产物，局部感染和炎症也难以消除，牙周骨组织的再生能力有限，牙周组织结构的重建困难重重。

为了解决这些难题，西南医科大学的研究人员开展了一项关于 ROS 响应水凝胶治疗牙周炎的研究。该研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》上。这项研究意义非凡，有望为牙周炎的治疗开辟新的道路，给众多牙周炎患者带来新的希望。

在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：首先是材料合成技术，通过一系列化学反应制备了 Fe-Que NPs、HA-PBA（HP），并构建了 HP-PVA@MH/Fe-Que 水凝胶；利用透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）、紫外 - 可见分光光度计、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等多种表征技术对合成的材料和水凝胶进行全面分析；通过平板涂布法、细菌死活染色法、抑菌圈（ZOI）实验评估水凝胶的抗菌活性；使用细胞计数试剂盒 - 8（CCK-8）法、活 / 死染色等方法进行细胞实验，检测水凝胶的生物相容性、抗氧化能力、对巨噬细胞极化的影响以及对 hPDLSCs 成骨分化的作用；还建立了大鼠牙周炎模型，运用微 CT 分析、组织学和免疫组化等技术，在体内评估水凝胶的治疗效果。

研究结果如下：

• 材料合成与表征：成功制备了尺寸小于 10nm 的球形 Fe-Que NPs，其具有良好的水溶性和稳定性。HP 也成功合成，通过多种光谱分析方法证实了 3 - 氨基苯硼酸成功接枝到 HA 上。HP-PVA@MH/Fe-Que 水凝胶形成了均匀的三维多孔结构，且 Fe-Que 纳米颗粒在水凝胶中均匀分布。该水凝胶具有出色的可注射性、形状适应性、粘附性和自愈合性，适合在牙周袋局部给药123。
• ROS 响应性与药物释放：在牙周炎高 ROS 微环境中，水凝胶中的硼酸酯键可被 H₂O₂氧化，导致水凝胶降解，加速药物释放。在无 H₂O₂时，药物也能通过硼酸酯键水解缓慢释放45。
• 抗菌活性：HP-PVA@MH 和 HP-PVA@MH/Fe-Que 水凝胶对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌以及牙周炎主要致病厌氧菌均具有广谱抗菌活性，能够有效减少细菌菌落数量，杀死大量细菌67。
• 生物相容性：水凝胶提取物对多种细胞的活力和增殖无明显影响，细胞在水凝胶上能良好生长和粘附。水凝胶的溶血率低于 3%，具有良好的血液相容性89。
• 抗氧化与抗炎能力：HP-PVA@Fe-Que 和 HP-PVA@MH/Fe-Que 水凝胶具有较强的自由基清除能力，能有效降低细胞内 ROS 水平，保护细胞免受氧化应激损伤。同时，这两种水凝胶可调节巨噬细胞极化，抑制 M1 型巨噬细胞极化，促进 M2 型巨噬细胞极化，从而减轻炎症反应。它们还能调节 Nrf2/NF-κB 通路，增强抗氧化酶表达，减少促炎细胞因子分泌1011。
• 成骨分化：在氧化应激环境下，HP-PVA@Fe-Que 和 HP-PVA@MH/Fe-Que 水凝胶能保护人牙周膜干细胞（hPDLSCs），促进其成骨分化，提高碱性磷酸酶（ALP）活性，增加钙结节形成，上调成骨相关蛋白 Runx2 和 OCN 的表达1213。
• 体内治疗效果：在大鼠牙周炎模型中，HP-PVA@MH/Fe-Que 水凝胶能有效清除 ROS，减轻炎症反应，减少牙槽骨吸收，促进牙槽骨再生，使牙周组织的结构和功能得到显著改善。免疫组化和免疫荧光染色结果表明，该水凝胶可调节炎症相关细胞因子和免疫细胞，促进牙周组织修复1415。

研究结论和讨论部分指出，HP-PVA@MH/Fe-Que 水凝胶具有高效的抗菌、ROS 清除、抗炎和减轻牙槽骨吸收的能力。它通过响应牙周炎高 ROS 微环境触发药物释放，实现抗菌剂和抗炎纳米颗粒的协同递送，在体外和体内均展现出优异的治疗效果，为牙周炎的治疗提供了一种极具潜力的策略。这一研究成果不仅为牙周炎的临床治疗提供了新的思路和方法，还为其他相关领域的研究奠定了基础，有望推动生物材料在口腔医学领域的进一步发展和应用。