载双纳米酶核壳微针贴片：兼具抗菌与NETs降解功能的牙周炎治疗新策略

推荐：针对牙周炎治疗中抗生素耐药性和局部疗效不足的难题，浙江大学团队开发了一种负载Pd（过氧化物酶模拟）和DMSN-Ce（脱氧核糖核酸酶模拟）双纳米酶的核壳微针（MNs）贴片。该贴片通过快速释放Pd杀灭细菌，缓释DMSN-Ce降解中性粒细胞胞外诱捕网（NETs），显著改善大鼠模型的细菌清除、炎症缓解和牙槽骨保留，为牙周炎综合治疗提供新思路。

　　

牙周炎是全球最常见的慢性炎症性疾病之一，影响着超过10亿人的口腔健康。这种疾病不仅由细菌感染引发，还与过度活跃的免疫反应密切相关。近年来，科学家们发现中性粒细胞胞外诱捕网（Neutrophil Extracellular Traps, NETs）的形成在牙周组织破坏中扮演着重要角色。NETs是中性粒细胞释放的DNA网状结构，含有组蛋白、中性粒细胞弹性蛋白酶等成分，虽然能捕获病原体，但过量产生会导致组织损伤。目前临床常用的机械清创和抗生素治疗存在明显局限：前者难以清除深部生物膜，后者则面临耐药性和全身副作用等挑战。更棘手的是，天然DNase I虽能降解NETs，却存在稳定性差、半衰期短等问题。

针对这些难题，浙江大学的研究团队在《Bioactive Materials》上发表了一项创新研究。他们设计了一种具有核壳结构的双功能微针（Microneedles, MNs）贴片，将过氧化物酶（Peroxidase, POD）模拟的钯（Pd）纳米酶与脱氧核糖核酸酶（Deoxyribonuclease, DNase）模拟的树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒-铈（DMSN-Ce）纳米酶整合在同一递送系统中。这种巧妙设计实现了抗菌和NETs降解的双重功能，为牙周炎治疗提供了新思路。

研究人员采用了多项关键技术：通过水热法合成Pd纳米立方体并表征其POD样活性；制备DMSN-Ce纳米酶并评估其DNA水解能力；利用微模塑法制备核壳结构微针，内层为含Pd的透明质酸（HA）快速释放核心，外层为含DMSN-Ce的甲基丙烯酸化透明质酸（MeHA）缓释壳层；通过Franz扩散池测定药物释放曲线；建立大鼠牙周炎模型评估治疗效果；采用RNA测序分析治疗机制。

研究结果显示：

1. 纳米酶表征与活性验证：Pd纳米立方体（13.2±2.1 nm）在酸性条件下表现出浓度依赖性POD样活性，能有效催化H₂O₂生成•OH，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率达99%以上。DMSN-Ce通过Ce⁴⁺/NTA复合物水解DNA磷酸二酯键，1 mg/mL浓度下DNA完全降解，且稳定性良好。

2. 微针特性与递送效能：核壳微针（高580 μm）成功实现空间分布控制，Pd在5小时内快速释放（89.5%），而DMSN-Ce可持续释放7天（87.35%）。压缩测试显示单针承重达1.48 N，能有效穿透大鼠牙龈组织。

3. 体外疗效验证：Pd/Ce MNs提取液对牙周致病菌（如牙龈卟啉单胞菌）的杀菌率接近100%；能显著减少SYTOX Green标记的NETs面积（p<0.0001），并降低瓜氨酸化组蛋白H3（CitH3）和髓过氧化物酶（MPO）表达。

4. 动物实验成果：在大鼠模型中，Pd/Ce MNs治疗组表现出最优效果：细菌菌落数减少（p<0.0001）、龈沟出血指数（SBI）最低（0.502±0.032 mm）、牙槽骨吸收改善（骨体积分数BV/TV达76.16%）。免疫荧光显示治疗组牙龈组织中CitH3和MPO阳性区域显著减少。

5. 机制探讨：转录组分析发现Pd/Ce MNs下调1143个基因，包括NETs形成（Elane、Ctsg）和破骨细胞分化（Csf1r、Acp5）相关通路。KEGG分析提示其通过造血细胞谱系、B细胞受体等信号通路发挥作用。

这项研究的突破性在于首次将纳米酶的抗菌与免疫调节功能整合于微针贴片，通过时空控制释放策略同步应对牙周炎的感染和炎症两大核心问题。相比单一疗法，双纳米酶协同作用展现出更显著的抗炎和骨保护效果。特别是DMSN-Ce的设计克服了天然DNase I的临床应用瓶颈，而微针技术则解决了口腔湿润环境下药物递送的难题。该研究不仅为牙周炎提供了新型治疗工具，也为其他慢性炎症性疾病的纳米酶联合治疗提供了重要参考。未来研究可进一步优化纳米酶配比，探索其在牙周组织再生中的应用潜力。