综述：革新牙周炎治疗：GelMA水凝胶的应用前景

【编辑推荐】本综述系统阐述了甲基丙烯酰化明胶（GelMA）水凝胶在牙周炎治疗中的突破性应用。作为兼具生物相容性、可修饰物理化学特性的组织工程材料，GelMA通过药物控释（如抗生素/生长因子递送）、干细胞支架构建及细胞外基质（ECM）模拟等功能，显著提升病灶靶向性并降低全身不良反应。文章深入探讨其合成方法、力学优化挑战，并与传统治疗（龈下刮治SRP、引导组织再生GTR）对比，为开发非侵入性精准疗法提供新思路。

　　

Synthesis of GelMA hydrogel
甲基丙烯酰化明胶（GelMA）水凝胶的合成基于明胶与甲基丙烯酸酐（MA）的化学反应，通过紫外光引发交联形成三维网络结构。经典制备方法由Van Den Bulcke团队于2000年提出，其关键在于控制取代度以平衡力学性能与生物活性。

Composition and structure
GelMA保留明胶的天然三重螺旋结构及精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）序列，赋予其细胞粘附特性。引入的甲基丙烯酰基团使其具备光交联能力，可通过调整浓度、光照参数调控孔径（50-200 μm）和杨氏模量（1-50 kPa），适配牙周组织（如牙槽骨_{~1 GPa}）的力学需求。

Scaling and root planing
与传统龈下刮治（SRP）相比，GelMA载药系统可精准递送抗菌剂（如米诺环素）至深牙周袋，解决SRP因解剖复杂导致的清创不彻底问题。实验显示，载抗生素GelMA可使探诊深度（PD）再降低1.5-2 mm，且避免全身用药导致的胃肠道反应。

Application for periodontitis treatment
作为多功能平台，GelMA在牙周治疗中呈现三大优势：

1. 药物载体：通过pH响应释放氯己定，在炎症微环境（pH^~5.5）中释放率提升40%；
2. 干细胞支架：负载牙周膜干细胞（PDLSCs）时，其成骨分化标志物（ALP、OCN）表达量提高3倍；
3. ECM模拟：多孔结构促进血管内皮生长因子（VEGF₁₆₅）渗透，加速牙槽骨再生。

Shortcomings and comparisons
当前GelMA的局限性包括：

• 力学强度不足（<30 kPa时易被咀嚼力破坏）
• 载药效率受限于亲水性（疏水药物如地塞米松负载率<15%）
  相较脂质体、PLGA微粒等递送系统，GelMA的细胞亲和性更优但缓释精度需提升。

Conclusion and perspectives
未来研究需聚焦：力学性能仿生优化（如复合纳米羟基磷灰石）、智能响应释放（酶触发型）、以及大规模临床试验验证长期安全性。GelMA与3D打印技术的结合，有望实现个性化牙周缺损修复支架的精准构建。