DMAHDM@MPC纳米颗粒在正畸粘接剂中抑制致龋菌及糖代谢以预防牙釉质脱矿的机制研究

推荐：针对正畸治疗中口腔卫生不良导致的致龋菌增殖和牙釉质脱矿问题，北京口腔医院团队开发了一种含DMAHDM@MPC纳米颗粒的抗菌粘接剂RMD。通过6个月随机对照试验及多组学分析，证实RMD通过选择性抑制致龋菌（如变形链球菌）并竞争性结合蔗糖-6-磷酸酶（SPP），阻断糖代谢通路，显著减少菌斑积累和有机酸生成。该研究为长效预防正畸相关脱矿提供了新材料策略，发表于《Materials Today Bio》。

　　

在口腔正畸治疗中，金属托槽和粘接剂的使用常导致菌斑堆积，引发致龋菌（如变形链球菌Streptococcus mutans）增殖，进而通过糖代谢产生有机酸，造成牙釉质脱矿和龋齿。传统树脂改良玻璃离子水门汀（RMGIC）虽能释放氟化物，但抗菌效果随时间减弱，且表面粗糙易吸附细菌。如何开发兼具长效抗菌和机械性能的粘接剂，成为临床亟待解决的难题。

针对这一挑战，北京口腔医院的研究团队创新性地将两种抗菌成分——具有膜穿透功能的季铵盐化合物（DMAHDM）和蛋白质排斥材料（MPC）组装成核壳结构纳米颗粒（DMAHDM@MPC），并整合至RMGIC中，形成新型粘接剂RMD。通过6个月随机对照试验结合宏基因组和代谢组学分析，发现RMD能选择性抑制致龋菌生长，同时保留有益菌群（如罗氏菌Rothia spp.）。分子机制研究表明，MPC通过竞争性结合蔗糖-6-磷酸酶（SPP）的关键位点（HIS-71），阻断蔗糖合成通路，而DMAHDM则破坏细菌膜结构，协同抑制糖代谢和有机酸生成。这项突破性研究发表于《Materials Today Bio》，为开发智能抗菌正畸材料提供了新思路。

关键技术方法包括：动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）表征纳米颗粒结构；29例正畸患者的随机对照试验（分口设计）；宏基因组测序分析口腔菌群；分子对接模拟MPC与SPP的相互作用；液相色谱-质谱（LC-MS/MS）检测细菌代谢物。

3.1. DMAHDM@MPC的制备与表征
通过DLS和TEM证实DMAHDM@MPC形成16.78 nm的核壳结构，XPS显示其氮磷摩尔比为10:1，表明DMAHDM有序包裹MPC核心。FTIR和UV-Vis证实组装过程未产生新化学键，依赖非共价相互作用。

3.2. RMD的体外抗菌效果
扫描电镜显示RMD表面细菌密度较RMGIC降低80%，且细菌形态皱缩。生长曲线实验表明RMD组OD值在24小时后显著低于对照组（P<0.01），证实其快速抑菌能力。

3.3. 临床评估
6个月随访显示，RMD组的釉质脱矿指数（EDI）和激光荧光值（Dd）均显著低于RMGIC组（P<0.05），且菌斑指数（PI）和牙龈指数（GI）增幅更缓。托槽脱落率无统计学差异（P>0.05），证实临床安全性。

3.4. 对微生物群落的影响
宏基因组分析发现RMD组致龋菌（如变形链球菌）丰度降低50%，而健康相关菌（如Rothia aeria）增加1.8倍。RT-qPCR验证了S. mutans基因表达受抑，而Rothia spp.不受影响。

3.5-3.6. 抗菌机制解析
分子对接揭示MPC与SPP的HIS-71位点竞争性结合，而致龋菌该位点与健康菌（Arg-71）存在差异。代谢组显示RMD组糖酵解产物（乳酸、丙酮酸等）减少60%，证实其通过阻断SPP功能抑制整个糖代谢通路。

这项研究首次阐明DMAHDM@MPC的双重抗菌机制：物理性破坏细菌膜结构与靶向干预糖代谢通路协同作用。其创新性在于通过精确调控微生物代谢（而非广谱杀菌），在预防脱矿的同时维持口腔菌群平衡。临床转化潜力显著，6%添加量即可实现长效防护，且不影响粘接性能。未来可进一步探索其对全身健康（如心血管疾病）的潜在益处，推动"口腔-全身"跨学科研究。