综述：可注射水凝胶生物治疗剂在再生牙科医学中的最新进展

这篇综述系统总结了可注射水凝胶（Injectable Hydrogels）在牙髓-牙本质复合体（DPC）和牙周组织再生中的前沿进展，重点探讨了其抗菌（antimicrobial）、抗炎（anti-inflammatory）、促血管生成（pro-angiogenic）和促矿化（pro-osteo/odontogenic）功能化设计，为开发新型微创生物材料提供了多学科交叉视角。

　　

1 引言

龋病和牙周炎是全球最常见的口腔健康挑战，传统疗法主要控制感染和炎症，但难以实现组织再生。可注射水凝胶因其适应复杂解剖结构的能力，成为再生牙科医学的变革性平台。这些材料通过整合抗菌剂、抗炎因子和生物活性分子（如BMP-2、VEGF），可同步实现局部消毒、血管生成和组织再生。然而，机械强度不足、降解速率不可控、炎症微环境影响等问题仍需突破。

2 牙髓-牙本质复合体再生

2.1 动态与治疗策略

牙本质由成牙本质细胞（odontoblasts）分泌的I型胶原纤维矿化形成，其基质中嵌入的生长因子（如DMP-1、DSPP）在损伤时可动员干细胞分化为成牙本质细胞样细胞，形成修复性牙本质（tertiary dentin）。活髓治疗（VPT）通过盖髓材料（如MTA、iRoot BP）诱导矿化屏障，但现有材料多导致纤维瘢痕修复而非真正再生。

2.2 功能性水凝胶设计

生物活性功能化水凝胶：

• 明胶甲基丙烯酰（GelMA）负载锶掺杂生物活性玻璃（Sr-BG）可同步抑制_{变形链球菌}（S. mutans）并促进牙髓干细胞（DPSCs）矿化结节沉积。
• 脱矿牙本质基质水凝胶（DDMH）通过释放内源性TGF-β，显著提高COL-I基因表达，优于商业化材料。

免疫调节型水凝胶：

• 负载单宁酸的羟丙基壳聚糖水凝胶（HPCH/TA）通过抑制NF-κB通路降低IL-1β，同时刺激修复性牙本质形成。
• 地塞米松（DEX）修饰的ZIF-8纳米颗粒水凝胶在酸性微环境中智能释放药物，减少大鼠牙髓炎模型中TNF-α表达达60%。

抗菌水凝胶：

• 光交联壳聚糖水凝胶递送阿奇霉素（azithromycin）可在感染根管中维持14天缓释，促进血管新生标志物CD31⁺细胞聚集。
• 抗菌肽Nal-P-113与聚多巴胺纳米颗粒（PDNPs）复合水凝胶对_{牙龈卟啉单胞菌}（P. gingivalis）的清除率达99%。

3 牙周复合体重建

3.1 成骨型水凝胶

• 镁离子（Mg²⁺）温敏水凝胶通过激活HIF-1α促进大鼠牙槽骨再生，骨密度（BMD）提高2.3倍。
• 黑磷（BP）纳米片复合水凝胶在近红外（NIR）触发下释放磷酸根离子，加速羟基磷灰石（HAP）原位矿化。

3.2 抗菌-抗炎协同策略

• 四环素（TC）与黄连素（BBR）共载水凝胶通过Schiff键响应pH变化，在牙周袋内实现时序释放，CEJ-ABC距离缩短47%。
• 铜硫化物（CuS）纳米酶水凝胶模拟SOD/CAT活性，将巨噬细胞从M1型极化为M2型，IL-10分泌量提升3倍。

3.3 干细胞与外泌体递送

• 牙周膜干细胞（PDLSCs）外泌体（Exos）通过miR-1246调控巨噬细胞表型，在微型猪模型中使临床附着丧失（CAL）减少1.5mm。
• 诱导多能干细胞（iPSCs）与BMP-6共载水凝胶促进牙骨质再生，其RANKL/OPG比值较对照组降低68%。

4 未来展望

尽管可注射水凝胶在个性化治疗、4D打印和智能响应材料方面取得突破，但长期临床数据仍待完善。通过整合类器官培养技术和单细胞测序，未来可进一步优化水凝胶的时空控释特性，最终实现牙髓-牙周复合组织的功能性再生。