《International Dental Journal》:Variability in Reporting Nanoparticle Synthesis in Dental Materials Research based on MINChar and MIRIBEL Criteria
编辑推荐:
摘要专业翻译
纳米颗粒(Nanoparticles, NPs)因其独特的理化及生物学特性,在牙科材料中的应用日益广泛。然而,合成与表征参数报告的不一致性,严重制约了研究的可重复性、可比性及临床转化。本系统评价旨在运用纳米材料表征最低信息标准(Minimum I
摘要专业翻译
纳米颗粒(Nanoparticles, NPs)因其独特的理化及生物学特性,在牙科材料中的应用日益广泛。然而,合成与表征参数报告的不一致性,严重制约了研究的可重复性、可比性及临床转化。本系统评价旨在运用纳米材料表征最低信息标准(Minimum Information for Characterization of Nanomaterials, MINChar)与生物-纳米实验文献最低信息报告标准(Minimum Information Reporting in Bio-Nano Experimental Literature, MIRIBEL)标准,评估当代牙科材料研究中纳米材料合成与表征报告的可变性。
本系统评价已在开放科学框架(Open Science Framework, OSF)注册,并遵循PRISMA(2020)指南。研究人员对PubMed、Science Direct及Google Scholar数据库2020年至2026年的文献进行了全面检索,共识别193,137条记录,其中67项研究被纳入数据提取。报告完整度(%)采用MIRIBEL与MINChar框架进行评估。
结果显示,报告完整度平均为59%(MINChar标准)和67%(MIRIBEL标准)。关键缺失项包括:溶解行为、生物介质中的稳定性、比表面积、Zeta电位、粒径分布及储存条件。所有研究均未报告批次间一致性。尽管合成步骤总体上有描述,但试剂精确浓度及纯化方法的报告并不一致。
牙科应用纳米颗粒合成报告存在显著可变性。标准化方法学透明度的缺乏,阻碍了研究的可重复性、监管评价及临床转化。采用MINChar与MIRIBEL等框架对于确保研究的可靠性与科学严谨性至关重要。建议通过编辑强制要求及跨学科协作,推动全面报告实践。
纳米颗粒合成的标准化报告对于增强可重复性、加速转化研究,从而确保纳米材料在牙科实践中的可靠整合,具有关键意义。
论文解读文章
一、研究背景与问题提出
纳米材料凭借其独特的力学、物理、生物学及化学特性,已成为当代牙科研究中具有变革意义的组成部分。银、二氧化钛、氧化锌、壳聚糖、生物活性玻璃及羟基磷灰石等纳米颗粒(Nanoparticles, NPs),在改善牙科材料的抗菌活性、再矿化潜力及物理力学性能方面展现出巨大潜力。纳米颗粒涂层及纳米复合材料的进展,推动了具有复杂纳米结构和增强治疗功能的新一代牙科材料的发展,纳米材料在再生牙科等新兴领域中的应用也日益广泛。
然而,在纳米材料制备过程中,合成条件与加工属性对最终产品的功能及生物学性能具有至关重要的影响。合成技术、反应参数、质量控制标准、表面功能化及储存方式等因素,均可显著改变纳米颗粒的结构、形貌、结晶度、表面电荷、强度及分散稳定性。即使是加工方案中的微小变化,也可能对材料的理化属性、力学性能及抗菌潜力产生重大影响。
尽管近年来关于新型纳米材料合成的研究成果丰硕,但报告的不一致性给其他研究者比较和复现此类研究带来了巨大挑战。大量已发表研究未能清晰阐述合成流程,普遍遗漏了试剂与原料的精确浓度、反应温度、时间、湿度、颗粒表征技术、团聚状态、生物介质中的稳定性与溶解行为、纯化方法及储存条件等关键信息。这种标准化方法学透明度与清晰报告实践的缺失,不仅阻碍了研究者复现研究,也妨碍了不同环境条件下数据的比较。此外,样品制备、一般实验条件、数据生成与解读方面的报告不力,进一步增加了监管评价的障碍。
为应对纳米材料相关数据标准化方面的困难,近年来已建立若干报告指南,其中最具代表性的是MIRIBEL指南与MINChar倡议。这些框架旨在为纳米材料的合成报告、生物学特性、材料表征及实验条件制定标准。通过全面披露关键实验参数,MIRIBEL和MINChar可促进跨研究验证、增强数据复用,从而提升纳米材料研究的整体质量、完整度与透明度。
二、研究目的
本系统评价旨在运用MINChar与MIRIBEL标准,评估当代牙科材料研究中纳米颗粒合成与表征报告的可变性。通过批判性评估方法学报告的一致性与完整性,识别文献中的潜在缺口,并强调标准化报告实践的必要性,以提升牙科纳米技术研究的科学可靠性、可重复性及转化适用性。
三、主要技术方法
研究人员遵循预先在OSF注册的方案,并按照PRISMA 2020声明进行报告。文献检索在PubMed、Science Direct和Google Scholar三个数据库中进行,检索策略采用布尔关键词组合(‘nanotechnology’ OR ‘nanoparticles’ OR ‘nanomaterials’)AND(‘dental’ OR ‘dentistry’ OR ‘dental materials’)AND(‘synthesis’),最终检索于2026年5月10日完成。初始检索获得193,137条记录,应用预设过滤条件(出版年份、语言、文献类型、全文可获取性)后保留530条记录进入进一步筛选。纳入标准为:涉及牙科材料用纳米颗粒合成的体外研究、描述纳米颗粒合成细节的原创论文、2020年以来的全文研究及英文文献。排除标准包括:使用商业化纳米颗粒且未报告合成的研究、纳米颗粒合成非研究目标的复杂纳米制剂、综述类文献、会议摘要、预印本等。三位评审人员独立进行文献筛选,分歧通过与资深评审人员讨论解决。数据提取采用基于MINChar和MIRIBEL指南明确标准的结构化Excel模板,以二元系统(报告=1,未报告=0)进行评分,所有标准均被视为同等权重。
四、研究结果
纳米材料类型分布。 研究中最常见的纳米材料类型为银纳米颗粒(28%;19/67),其次为二氧化钛纳米颗粒(15%;10/67)、羟基磷灰石(10%;7/67)和氧化锌纳米颗粒(10%;7/67)。其他报告比例低于5%的纳米颗粒包括氧化钙、氢氧化钙、硅酸钙、壳聚糖、银钒酸盐、二氧化硅、硒、氧化锆、金、氧化镍、氧化铈、氧化铜、铂、聚合物纳米颗粒以及含硼、二氧化硅和铜的生物活性玻璃等。
合成方法分布。 大多数研究采用绿色化学合成方法(57%;38/67),其中以植物提取物介导的纳米颗粒合成为主(79%;30/67)。湿化学沉淀法为第二大常用合成方法(22%;15/67),其次为溶胶-凝胶法(7%;5/67)。其他方法(比例低于5%)包括水热法、热分解法、多肽合成仪法、离子凝胶法、激光烧蚀法及一步原位合成法。
基于MINChar标准的理化表征参数报告情况。 基于MINChar指南的平均完整度评分为59%。67项研究中仅4项达到≥80%的标准符合率,其中1项达到>90%的理化表征参数报告率。最常被遗漏的参数为纳米颗粒的溶解度/溶解行为(仅9%报告),其次为生物介质中的稳定性(仅13%报告)、纳米颗粒比表面积(仅16%报告)和Zeta电位(仅28%报告)。定量粒径分布测量在60%的研究中缺失。纳米材料类型报告率为100%,化学组成报告率为96%,初级粒径及测量方法报告率均为88%,颗粒形貌描述率为91%,结晶度分析率为67%,团聚状态评估率为70%。
基于MIRIBEL标准的合成及合成后参数报告情况。 基于MIRIBEL指南的平均完整度评分为67%。67项研究中仅8项达到≥80%的报告完整度。合成参数方面,90%的研究清晰报告了合成步骤,100%报告了合成方法,反应温度报告率为91%,反应时间报告率为87%,试剂及浓度完全报告率为79%。纯化方法未描述的比例为30%。合成后参数方面,79%的研究未报告储存条件,所有研究均未报告批次间一致性。
五、讨论与结论
本系统评价发现,牙科应用纳米颗粒合成报告存在显著可变性。最常被遗漏的标准包括溶解度/溶解行为、生物介质中的稳定性、比表面积、Zeta电位、粒径分布和储存条件,所有研究均未报告批次间一致性。值得注意的是,尽管MINChar和MIRIBEL标准分别于2008年和2018年推出,为当代研究者提供了充足的时间采纳这些指南,但许多标准仍未得到遵循。
纳米颗粒的溶解行为直接影响其生物活性和潜在毒性,抗菌效果也是其溶解行为的衡量指标之一。口腔环境是一个动态环境,pH值波动、唾液成分、酶活性和生物膜形成均可改变纳米颗粒的溶解动力学,显著影响抗菌效果、再矿化潜力及其他预期临床效应。粒径分布是纳米材料生物活性、稳定性和可预测性的重要指标,多分散性可能增加或降低其活性,使治疗效果难以预测。纳米颗粒在生物介质中的稳定性对于预测体内行为和合理解读实验室结果至关重要。Zeta电位反映颗粒表面与周围介质边界处的电位,是表面电荷和胶体稳定性的指示指标。比表面积越大,纳米颗粒的反应性越强。
研究人员建议,采用MINChar和MIRIBEL等框架对于确保研究的可靠性和科学严谨性至关重要。编辑强制要求和跨学科合作被推荐为促进全面报告实践的手段。标准化报告纳米颗粒合成对于增强可重复性、加速转化研究,从而确保纳米材料在牙科实践中的可靠整合,具有关键意义。