综述：多功能水凝胶治疗牙周疾病的研究进展

这篇综述系统总结了多功能水凝胶（如壳聚糖、纤维素基材料）在牙周疾病治疗中的最新进展，重点探讨了其抗菌（如针对Porphyromonas gingivalis）、抗氧化（如清除ROS）及递送生长因子（如BMP-2、SDF-1）的双功能载体特性，为协同机械治疗（SRP）和促进组织再生（如56.7%骨再生率）提供了创新策略。

　　

多功能水凝胶：牙周治疗的革命性材料

Abstract
牙周疾病由牙菌斑引发，其治疗因细菌和氧化应激的多因素作用而面临挑战。尽管机械清创（SRP）仍是核心疗法，但研究表明同时靶向抗菌和抗氧化可显著提升疗效。水凝胶凭借其三维网络结构、高含水性和可定制特性，成为牙周治疗的理想载体，尤其当整合抗菌剂（如甲硝唑）和抗氧化剂（如槲皮素）时，能实现药物的双相控释（快速释放+持续释放）。

1. Introduction
全球约20-50%人群受牙周炎困扰，且其与糖尿病、心血管疾病等全身性疾病密切相关。传统机械疗法对重度病例效果有限，且难以实现组织再生。研究发现，牙周组织难以修复的原因包括：1) 菌斑生物膜的复杂性；2) 活性氧（ROS）介导的氧化应激；3) 生长因子（如BMP-2）的半衰期短。而负载BMP-2的热敏壳聚糖水凝胶通过同步缓释，在大鼠模型中实现56.7%骨再生，显著优于游离生长因子。

2. Hydrogel
水凝胶是由亲水聚合物交联形成的三维网络，可吸收大量水分（>90%），模拟细胞外基质（ECM）。其流变特性（如储能模量G′>损耗模量G″时形成凝胶）和刺激响应性（如pH、温度）使其成为“智能材料”。例如，负载SDF-1和BMP-2的超分子NapFFY水凝胶能同时招募干细胞并促进成骨分化。

2.1. Classification of hydrogels
按来源可分为：

• 天然水凝胶（如壳聚糖、透明质酸）：生物相容性好但机械强度低；
• 合成水凝胶（如PEG）：可调控性强但缺乏生物活性；
• 杂化水凝胶（如胶原-PEG）：兼具两者优势。

2.3. Construction of multifunctional hydrogel
抗菌剂选择：

• 抗生素（如莫西沙星）直接杀灭病原体；
• 天然成分（如姜黄素、百里香酚）兼具抗菌和抗氧化；
• 脂肽（如surfactin）通过破坏细菌膜起效。
  抗氧化剂整合：
• 内源性（如超氧化物歧化酶SOD）清除ROS；
• 外源性（如虾青素、丁香酚）通过酚羟基中和自由基。

3. Techniques for preparing hydrogels

• 物理交联：如离子凝胶法（海藻酸钠+Ca²⁺
  ）；
• 化学交联：如光聚合（PEGDA+UV引发剂）；
• 3D生物打印：精准构建空间异质结构。

5. Clinical studies
临床数据显示：

• 透明质酸水凝胶联合bFGF使23例患者骨缺损填充后1年附着增益达1 mm；
• 甲硝唑固体脂质微粒凝胶显著降低探诊出血率（~6%）。

6. Conclusion and future prospects
多功能水凝胶通过协同抗菌-抗氧化-成骨作用，为牙周治疗开辟新途径。未来需优化缓释动力学（如酶响应性释放），并探索免疫调节功能（如调控巨噬细胞极化）。跨学科合作将加速其临床转化，最终实现“精准牙周医学”的愿景。