综述:功能性纳米材料作为治疗剂或递送系统在牙周炎治疗中的研究进展

【字体: 时间:2025年04月28日 来源:Biomaterials Advances 5.5

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  这篇综述系统总结了功能性纳米材料(如金属基纳米颗粒、碳纳米材料、聚合物纳米颗粒及外泌体等)在牙周炎治疗中的多机制应用,涵盖抗菌(如膜粘附机制)、免疫调节(如巨噬细胞M1/M2极化)、ROS清除(如CeO2 NPs的类酶活性)及骨再生(如ECM仿生结构)等方向,为突破传统治疗局限性提供了新策略。

  

引言

牙周炎是一种由口腔病原微生物引发的慢性炎症性疾病,全球患病率逐年攀升,且与心血管疾病、糖尿病等系统性疾病密切相关。传统治疗手段如机械清创和抗生素疗法存在细菌清除不彻底、组织再生能力有限及耐药性等问题。近年来,功能性纳米材料凭借其独特的物理化学性质(如高比表面积、可调控表面电荷)和多重生物学功能,成为突破治疗瓶颈的新兴策略。

牙周炎的机制与纳米材料靶向策略

牙周炎的病理核心是菌斑生物膜触发的过度免疫反应和氧化应激。纳米材料可通过以下途径精准干预:

  1. 抗菌作用:金属纳米颗粒(如Ag NPs)通过静电吸附破坏细菌膜结构,或释放金属离子干扰微生物代谢;
  2. 免疫调控:二氧化硅纳米颗粒负载IL-4可诱导巨噬细胞向抗炎M2型极化,减轻炎症损伤;
  3. ROS清除:CeO2 NPs通过Ce3+/Ce4+价态转换模拟超氧化物歧化酶(SOD)活性,中和过量ROS;
  4. 组织再生:仿生羟基磷灰石纳米纤维支架通过微纳米级拓扑结构促进成骨细胞粘附与分化。

纳米材料的功能化设计

核壳结构:如金核-介孔二氧化硅壳纳米颗粒可实现pH响应性药物释放;
表面修饰:聚乙二醇(PEG)化提高纳米颗粒在龈沟液中的稳定性;
刺激响应系统:近红外光响应的黑磷量子点可时空可控释放抗菌肽。

挑战与优化方向

尽管前景广阔,纳米材料的临床转化仍面临生物相容性、长期毒性及规模化生产等挑战。例如,通过仿生涂层(如细胞膜包裹)可降低免疫原性,而微流控技术有望提升纳米颗粒的批次稳定性。

结论

功能性纳米材料的多靶点协同治疗特性为牙周炎提供了从“杀菌”到“再生”的全周期解决方案。未来研究需聚焦于个性化设计、智能响应系统及跨学科技术整合,以加速其临床落地。

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