可注射性锂皂石纳米复合水凝胶PLSr2+@HAMA的协同抗菌与成牙本质分化活性在牙髓再生中的应用

针对牙髓炎治疗中牙本质再生不足和感染控制的难题，中国研究人员开发了负载锶离子（Sr2+）和抗菌肽P-113的可注射光交联水凝胶PLSr2+@HAMA。该材料通过锂皂石介导的协同递送系统，实现了抗菌与DPSCs（牙髓干细胞）成牙分化的双重功能，在体外和体内模型中均展现出显著的牙髓再生效果，为微创牙髓治疗提供了新策略。

　　

牙髓炎是口腔常见疾病，由细菌感染引发，导致牙本质破坏和牙髓坏死。传统根管治疗虽能保留牙齿结构，却丧失了牙髓的生物功能。尽管生物陶瓷材料如C-Root锶硅酸盐密封剂已应用于临床，但其不可降解性和抗菌不足限制了再生效果。同时，抗菌肽P-113虽能抑制病原体，却易被蛋白酶降解。如何构建兼具抗菌和促进牙髓再生的可降解系统，成为亟待解决的难题。

中国药科大学的研究团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表研究，开发了一种基于锂皂石（Laponite）的三元纳米复合水凝胶PLSr²⁺@HAMA。该材料通过紫外光触发原位凝胶化，实现了微创注射和解剖适应性；利用锂皂石的电荷分布和空腔结构，同步负载抗菌肽P-113和促分化锶离子（Sr²⁺），形成协同递送系统。研究证实，该水凝胶不仅能长效抑制细菌感染，还可通过多离子释放（Mg²⁺、Si(OH)₄、Li⁺）激活牙髓干细胞（DPSCs）的成牙本质分化通路，最终实现牙髓-牙本质复合体再生。

关键技术包括：1）静电自组装构建PLSr²⁺纳米复合物；2）光交联甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）水凝胶制备；3）体外DPSCs培养及成牙分化标志物检测（ALP、OCN、DSPP）；4）大鼠牙髓炎模型体内疗效评价。

研究结果
材料表征：锂皂石通过表面负电荷和边缘正电荷与P-113、Sr²⁺结合，形成粒径约120 nm的纳米颗粒。水凝胶储能模量（G’）达2.7×10³ Pa，满足牙髓腔力学需求。

抗菌性能：P-113缓释14天，对变异链球菌抑菌率达98%，且锂皂石的空间限域作用保护其免受蛋白酶降解。

细胞调控：Sr²⁺与锂皂石释放的Li⁺协同激活RUNX2通路，DPSCs的碱性磷酸酶（ALP）活性和牙本质涎磷蛋白（DSPP）表达提升3倍。

动物实验：在大鼠牙髓炎模型中，PLSr²⁺@HAMA组14天后新生牙本质厚度达50 μm，显著高于对照组（20 μm），且炎症因子TNF-α水平下降70%。

结论与意义
该研究首创了集“感染控制-干细胞招募-定向分化”于一体的牙髓再生策略。锂皂石不仅作为药物载体，其降解产物（Mg²⁺、Si(OH)₄）还通过整合素和胶原合成通路增强DPSCs粘附；P-113与Sr²⁺的时空协同释放，解决了抗菌与再生难以并行的临床痛点。研究成果为微创牙髓治疗提供了可转化的新材料，其“纳米复合-光交联”设计范式亦可拓展至其他组织再生领域。作者Caoyun Ju团队强调，该水凝胶的临床转化需进一步优化紫外固化深度，并探索无光交联的化学引发系统。