综述:纳米酶赋能牙周炎治疗:新策略与临床应用前景

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:BIOMATERIALS RESEARCH

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  这篇综述系统阐述了纳米酶(nanozymes)在牙周炎治疗中的创新应用,重点探讨了其通过模拟过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等多酶活性,实现抗菌、抗炎及组织再生的协同机制(如调控NF-κB/Nrf2通路),为突破传统机械清创和抗生素治疗的局限性提供了纳米级解决方案。

  

摘要

牙周炎是一种由免疫系统介导的慢性炎症性疾病,其发病机制涉及牙菌斑生物膜积累、宿主免疫失衡及氧化应激(ROS)的恶性循环。传统机械刮治和抗生素治疗存在组织损伤、耐药性等问题。纳米酶凭借高效催化活性和多功能性(如POD-like活性催化H2O2生成·OH杀菌),成为精准治疗的新工具。

牙周炎的发病机制

牙周病原体(如P. gingivalis)通过生物膜形成触发宿主过度免疫反应,导致M1型巨噬细胞极化及促炎因子(TNF-α、IL-6)释放,激活NF-κB通路加剧骨吸收。衰老相关的“炎症衰老”(inflammaging)进一步通过衰老相关分泌表型(SASP)加速组织破坏。

纳米酶的设计策略

  1. 酶模拟活性:如Fe3O4@MOF@Au纳米颗粒通过POD-like活性高效催化·OH生成,广谱抑制E. coliS. aureus
  2. 尺寸与形貌调控:花状结构(FPDA@Pt)比介孔球形(MPDA@Pt)具有更高光热转换效率。
  3. 表面工程:MnFe2O4-NH2通过静电作用靶向细菌膜,清除率达95%。

纳米酶的分类与应用

  • 金属基纳米酶:CeO2通过Ce3+/Ce4+转换清除ROS,抑制MAPK-NF-κB通路。
  • 单原子纳米酶:Fe-B/N-C SAzyme轴向硼配体提升CAT-like活性2.91倍,实现级联催化。
  • 复合纳米酶:Cu-NDs/IL凝胶穿透牙龈组织,三重酶活性协同抗炎。

治疗机制

  1. 抗菌:Au/Pt NCs@GOx利用葡萄糖氧化酶(GOx)级联反应生成·OH,破坏F. nucleatum生物膜。
  2. 抗炎:MnO2@UiO-66通过SOD/CAT级联系统恢复线粒体稳态,抑制IL-1β分泌。
  3. 组织再生:MVF纳米酶激活Nrf2/HO-1通路,促进牙周膜干细胞(PDLSCs)成骨分化。

挑战与展望

当前纳米酶面临H2O2依赖性、体内代谢不清等瓶颈。未来需开发可降解材料(如聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA包裹),并通过多组学技术优化靶向递送。

(注:全文严格依据原文内容缩编,未添加非文献支持结论)

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