牙周炎是一種全球超過40%成年人罹患的多因素慢性炎癥性疾病,不僅破壞牙周組織,還與阿爾茨海默病、胃腸道疾病、新冠感染及某些癌癥等全身疾病密切相關(guān)。傳統(tǒng)治療依賴器械清創(chuàng)和抗生素,但單一抗菌策略難以應(yīng)對其復(fù)雜病理機(jī)制(菌群失衡、免疫紊亂、活性氧過度生成),導(dǎo)致療效不佳、復(fù)發(fā)率高,且抗生素濫用加劇耐藥問題,亟需開發(fā)多靶點(diǎn)協(xié)同治療新策略。

針對上述問題,青島科技大學(xué)鄒艷麗/吳祥根團(tuán)隊構(gòu)建了一種可局部施用的多靶點(diǎn)協(xié)同核-殼納米凝膠(R@C)PC,以白藜蘆醇-酪蛋白納米膠束為活性核心,季銨化殼聚糖-聚多巴胺為功能外殼,通過“抗菌光熱-抗氧化-免疫微環(huán)境重塑”三重機(jī)制協(xié)同干預(yù)牙周炎。該凝膠憑借陽離子外殼靶向并靜電捕獲細(xì)菌,借助聚多巴胺在近紅外照射下產(chǎn)生可控高熱殺滅病原體;同時持續(xù)釋放白藜蘆醇,誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2極化、下調(diào)促炎因子并上調(diào)抗氧化酶SOD,從而中斷“菌群失衡-炎癥-氧化應(yīng)激”惡性循環(huán)。其高黏附、低流動特性顯著延長了病灶滯留時間,實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)、持續(xù)的多靶點(diǎn)治療。該文章于2025年07月10日以《A Multitarget Synergistic Core-Shell Nanogel for Experimental Periodontitis Treatment》為題發(fā)表于《Advanced Functional Materials》(DOI:10.1002/adfm.202420551)。

圖1 (a) (R@C)PC納米凝膠多靶點(diǎn)協(xié)同治療牙周炎示意圖
(1)納米膠束的制備與表征
研究者通過 pH-超聲轉(zhuǎn)移法在 PBS 中將 RES 包載入 R@C 納米膠束,使其由結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)為無定形并具備水溶性;圖 2A 顯示 R@C-60:3 的包封率達(dá) 99.62 ± 0.43 %,載藥量為 4.74 ± 0.02 %,且粒徑在圖 2B 中以 138.77 ± 5.83 nm 為最小。隨后,研究者向該最優(yōu)配方中分別加入 1、3、5 mg mL?1 DA,使其在 pH 8.5 下自聚形成 (R@C)P-L/M/H;圖 2D 表明 (R@C)P-L 出現(xiàn)雙峰,而 (R@C)P-M/H 僅呈單峰,且圖 2E 中 (R@C)P-L 的 ζ 電位絕對值最低(9.27 ± 0.44 mV)。透射電鏡(圖 2F)進(jìn)一步證實(shí)低 DA 用量未能完全包裹 R@C,因此研究者將 (R@C)P-H 選為后續(xù)材料;熒光光譜(圖 2G)與紫外光譜(圖 2H)顯示 PDA 外殼遮蔽了 CAS 中的色氨酸與賴氨酸,并引入 PDA 特征吸收。儲存 30 d 后,圖 2I 顯示 R@C 出現(xiàn)沉淀而 (R@C)P 無沉淀,圖 2J-K 的 RES 保留率分別為 75.88 ± 0.84 % 與 98.04 ± 1.25 %。研究者繼而以 30 mg mL?1 CSQ 與 (R@C)P 在 pH 7.2 下攪拌 2 h 構(gòu)建 (R@C)PC 納米凝膠,其 ζ 電位在圖 2L 中達(dá) 9.03 ± 1.02 mV,黏度在圖 2M 中為 481 ± 13 mPa·s;圖 2N 的 TEM 圖像顯示 CSQ-PDA 形成致密外殼,圖 2O 的 SEM 表明凍干后樣品保持均勻納米結(jié)構(gòu)。FTIR(圖 2P)中 RES 特征峰在 R@C、(R@C)P、(R@C)PC 均消失,而 CSQ 特征峰保留且無新生峰,提示氫鍵作用;XRD(圖 2Q)僅觀察到 NaCl 晶峰(27.38、31.71、45.46、56.48°),RES 晶峰消失,證實(shí)無定形化使其水溶性由 <65 μg mL?1 升至 12649.10 ± 421.73 μg mL?1,且 PDA/CSQ-PDA 殼層有效克服無定形多酚的儲存不穩(wěn)定性。

圖2. (a) R@C納米膠束制備示意圖;(b) 粒徑與包封率;(c) (R@C)P自聚合示意;(d) 粒徑分布;(e) Zeta電位;(f) TEM顯示PDA包覆;(g) UV光譜;(h) 熒光光譜;(i) 30 d穩(wěn)定性外觀;(j) RES保留率;(k) 粒徑變化;(l) Zeta電位隨CSQ變化;(m) 黏度變化;(n) TEM;(o) SEM;(p) FTIR;(q) XRD
(2)形貌、結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性分析
在 808 nm 近紅外光照射下,(R@C)P 與 (R@C)PC 的最高溫度隨激光功率升高而上升(圖 3A、3B)。1.5 W cm?2 時,(R@C)PC 最高溫度約 59 °C,處于有效殺菌區(qū)間且低于黏膜耐受閾值,被選為后續(xù)滅菌參數(shù)。在 1.5 W cm?2 照射 10 min 內(nèi),(R@C)P 與 (R@C)PC 溶液溫度迅速升至約 55 °C 與 60 °C,而 PBS 與 R@C 溫度幾乎不變;CSQ 的加入進(jìn)一步提高了 PDA 的升溫幅度(圖 3C)。三次升溫 - 降溫循環(huán)證實(shí) (R@C)PC 具有優(yōu)異的光熱穩(wěn)定性(圖 3D)。根據(jù)升 / 降溫曲線與線性擬合,(R@C)PC 的光熱轉(zhuǎn)換效率約為 48%,優(yōu)于已報道的 42%、40% 與 38%(圖 3E、3F)。紅外熱像圖直觀展示了各制劑在 808 nm NIR 照射下的溫度分布(圖 3G)。P. gingivalis 與不同濃度的 (R@C)P 或 (R@C)PC 孵育 2 h,(R@C)PC 使 P. gingivalis 的 ζ 電位由負(fù)轉(zhuǎn)正,證實(shí)其陽離子表面可通過靜電相互作用黏附細(xì)菌(圖 3H)。
采用 ABTS、FRAP 與 DPPH 法評估 (R@C)PC 的體外抗氧化能力,并以維生素 C 為陽性對照。NIR 照射可在 ABTS 與 FRAP 體系中進(jìn)一步提升抗氧化活性,但對基于乙醇環(huán)境的 DPPH 體系無顯著影響(圖 3I、3J)。10 μg mL?1 RES 當(dāng)量的各制劑體外抗氧化能力排序為:(R@C)PC ≈ (R@C)P > R&C&D&C > R@C > Vc > RES;R@C 的活性顯著高于 RES (p < 0.05),與溶解度提升有關(guān);(R@C)PC 又顯著優(yōu)于 R&C&D&C (p < 0.05),歸因于納米結(jié)構(gòu)設(shè)計。NIR 照射后,所有藥物抗氧化能力均增強(qiáng),(R@C)PC 的 ABTS 清除率由 35.68 ± 0.64% 升至 60.72 ± 0.39%,原因可能是 NIR 促進(jìn) RES 加速釋放及高溫加速氧化還原反應(yīng)(圖 3I、3J)。DPPH 結(jié)果表明 (R@C)PC 抗氧化能力最佳,且各藥物呈時間與濃度依賴性(圖 3K)。在 pH 6 與 7.2 條件下測定 (R@C)PC 的體外釋放曲線,R@C、(R@C)P 與 (R@C)PC 的釋放速率與累積量均顯著高于純 RES(圖 3L)。在模擬感染酸性微環(huán)境 (pH 6) 及 NIR 照射下,(R@C)PC 的累積釋放量顯著提高,提示 NIR 可在感染部位加速藥物釋放(圖 3M)。

圖3. (a–b) (R@C)P與(R@C)PC在不同功率NIR下的光熱升溫曲線;(c) PBS、R@C、(R@C)P、(R@C)PC的光熱對比;(d) (R@C)PC三次光熱循環(huán)穩(wěn)定性;(e) 單次升溫-降溫曲線;(f) 冷卻段線性擬合求光熱轉(zhuǎn)換效率;(g) 紅外熱成像實(shí)時溫度分布;(h) P. gingivalis與(R@C)P/(R@C)PC孵育后Zeta電位變化;(i) ABTS自由基清除;(j) FRAP還原能力;(k) DPPH自由基清除;(l) 不同制劑RES累積釋放曲線;(m) pH 6/7.2及NIR觸發(fā)RES釋放
(3)體外與體內(nèi)生物相容性評價
研究者在體外階段,其通過雞胚絨毛尿囊膜(HET-CAM)試驗與溶血實(shí)驗進(jìn)行考察:圖 4A 顯示,0.1 m NaOH 陽性對照組出現(xiàn)明顯血管出血,而 (R@C)PC 組及其他處理組表現(xiàn)與 0.9 % NaCl 組一致;圖 4B 中臺盼藍(lán)滲漏量與視覺結(jié)果相符,提示 (R@C)PC 各組分無刺激性,且優(yōu)于弱刺激的甲硝唑(MNZ)組。圖 4C 中 0.1 m NaOH 組與 Triton 組呈深紅色,提示紅細(xì)胞破裂;相比之下,MNZ、(R@C)PC 及 0.9 % NaCl 組顏色正常,圖 4D 的溶血率測定結(jié)果與視覺觀察相一致,進(jìn)一步證實(shí) (R@C)PC 與紅細(xì)胞具有良好的相容性。 隨后,研究者依據(jù)圖 4E 所示方案開展體內(nèi)實(shí)驗:每日于 C57BL/6J 小鼠牙周局部給予 50 μL (R@C)P 或 (R@C)PC,并輔以 10 min NIR 照射,連續(xù) 28 d 后取材進(jìn)行血清學(xué)與病理學(xué)檢測。圖 4F 表明,實(shí)驗期間各組小鼠體重穩(wěn)步增長,與對照組無差異,提示 (R@C)P 及 (R@C)PC 對體重?zé)o顯著影響。圖 4G–I 的血液學(xué)結(jié)果顯示,對照、(R@C)P 與 (R@C)PC 組在肝功能(ALT、AST)、腎功能(BUN、CREA)及心功能(CK、LDH)指標(biāo)上均無顯著差異;圖 4J 的組織學(xué)觀察亦未發(fā)現(xiàn)明顯病理改變或組織損傷。綜上,研究者認(rèn)為體外及體內(nèi)生物相容性評價均充分證實(shí) (R@C)PC 具備優(yōu)異的生物安全性與生物相容性,有望滿足臨床藥物轉(zhuǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖4. (a) HET-CAM血管刺激性實(shí)驗圖像;(b) 臺盼藍(lán)滲出定量;(c) 溶血實(shí)驗照片;(d) 溶血率統(tǒng)計;(e) 28 d小鼠局部給藥示意圖;(f) 體重變化;(g) 肝功能指標(biāo);(h) 腎功能指標(biāo);(i) 心功能指標(biāo);(j) 主要器官H&E染色
(4)巨噬細(xì)胞極化與抗炎作用
M1/M2 巨噬細(xì)胞極化比例升高與牙周病進(jìn)展顯著相關(guān),M1 型巨噬細(xì)胞通過釋放細(xì)胞因子加劇牙周組織破壞。圖 5A:(R@C)PC 可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞由 M1 表型向 M2 表型轉(zhuǎn)化,發(fā)揮抗炎作用并促進(jìn)牙周組織修復(fù)。圖 5B:細(xì)胞活力實(shí)驗顯示,R@C、(R@C)P 和 (R@C)PC 的細(xì)胞毒性低于游離 RES,尤其在 24 和 48 h 差異顯著;RES 當(dāng)量 6.25 μg mL?1 時,各制劑毒性可忽略,被選為后續(xù)細(xì)胞實(shí)驗劑量。圖 5C、D:DCFH-DA 染色及熒光強(qiáng)度測定顯示,LPS 顯著提高 RAW264.7 細(xì)胞內(nèi) ROS 水平,而 (R@C)P 與 (R@C)PC 對 LPS 刺激表現(xiàn)出優(yōu)異的抑制效果。圖 5E、F:(R@C)P 與 (R@C)PC 顯著降低促炎介質(zhì) NO、IL-6 及 TNF-α 的表達(dá)。圖 5G:(R@C)P 與 (R@C)PC 上調(diào) M2 巨噬細(xì)胞標(biāo)志物 IL-10 與 TGF-β 的水平。圖 5H、I:qPCR 結(jié)果顯示,與 M1 表型相關(guān)的 IL-1β 與 iNOS mRNA 表達(dá)下降,而與 M2 表型相關(guān)的 Arg-1 與 CD206 mRNA 表達(dá)升高。CSQ 對免疫調(diào)節(jié)貢獻(xiàn)有限,R@C 與 PDA 殼層是調(diào)控巨噬細(xì)胞極化的主要因素,兩者協(xié)同使 (R@C)P 與 (R@C)PC 對 M2 標(biāo)志物表達(dá)產(chǎn)生更穩(wěn)定、更顯著的影響,并促進(jìn)巨噬細(xì)胞由 M1 向 M2 表型轉(zhuǎn)化。

圖5. (a) 巨噬細(xì)胞M1→M2極化及抗炎示意圖;(b) RAW264.7與藥物共孵育細(xì)胞活力;(c) LPS誘導(dǎo)ROS熒光染色;(d) ROS定量;(e) NO分泌量;(f) IL-6/TNF-α蛋白水平;(g) IL-10/TGF-β蛋白水平;(h) IL-1β/iNOS mRNA水平;(i) Arg-1/CD206 mRNA水平
(5)抗氧化與成纖維細(xì)胞保護(hù)效應(yīng)
研究者指出,在牙周炎病灶中,免疫細(xì)胞受刺激后產(chǎn)生的 ROS 會損傷其他結(jié)締組織細(xì)胞,因此降低胞內(nèi) ROS 水平成為亟待解決的問題。圖 6A 顯示,研究者以 L929 成纖維細(xì)胞為結(jié)締組織模型,發(fā)現(xiàn) (R@C)PC 能顯著上調(diào) SOD 活性并清除 ROS,表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化能力。圖 6B 的細(xì)胞活力實(shí)驗表明,所有納米制劑的生物相容性均優(yōu)于裸藥 RES,且在高濃度(50 與 100 μg mL?1)條件下,(R@C)PC 的細(xì)胞毒性顯著低于 RES、R@C 及 (R@C)P,提示 CSQ 與 PDA 的協(xié)同可促進(jìn)細(xì)胞增殖;值得注意的是,低濃度(3.13 μg mL?1)R@C 對 L929 細(xì)胞的促增殖作用最強(qiáng)。依據(jù)圖 6C 所示不同濃度過氧化氫刺激結(jié)果,研究者最終選定 1.5 mm H?O? 作為刺激濃度、3.13 μg mL?1 作為各制劑實(shí)驗劑量用于后續(xù)研究。圖 6D、E 顯示,R@C、(R@C)P 與 (R@C)PC 均顯著提升細(xì)胞存活率并上調(diào) SOD 水平以對抗 H?O? 刺激。圖 6F 的 DCFH 染色進(jìn)一步證明,(R@C)P 與 (R@C)PC 預(yù)處理較 R@C 更能降低胞內(nèi) ROS,表明 PDA 殼層具有突出的 ROS 清除能力,可與 R@C 協(xié)同增強(qiáng)抗氧化效果。此外,圖 6G 的細(xì)胞劃痕實(shí)驗結(jié)果表明,經(jīng) (R@C)P 與 (R@C)PC 預(yù)處理 24 h 后,L929 細(xì)胞的遷移能力顯著優(yōu)于單純 H?O? 刺激組,證實(shí)二者可在氧化應(yīng)激條件下促進(jìn)細(xì)胞遷移并降低 ROS 造成的損傷。

圖6. (a) 細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激與抗氧化響應(yīng)示意圖;(b) L929細(xì)胞與系列濃度藥物共培養(yǎng)12–48 h的細(xì)胞活力CCK-8結(jié)果;(c) 1.5 mM H?O?刺激下L929細(xì)胞存活率曲線;(d) 3.13 μg mL?1藥物預(yù)處理后再加H?O?刺激24 h的細(xì)胞存活率;(e) 對應(yīng)SOD活性檢測;(f) DCFH-DA熒光探針顯示胞內(nèi)ROS水平(綠色熒光);(g) 細(xì)胞劃痕實(shí)驗24 h遷移圖像
(6)對 P. gingivalis、S. aureus 與 E. coli 的抗菌活性
選用 P. gingivalis、S. aureus 和 E. coli 作為典型牙周病原菌以評估 (R@C)PC 的抗菌效能。圖 7A 顯示,在 1×10? CFU mL?1 條件下,(R@C)P 與 (R@C)PC 組無論是否施加 NIR 照射,菌落數(shù)均顯著少于 PBS 組,表明 PDA 外殼本身具備優(yōu)異的抗菌與光熱殺菌能力;盡管其抑菌效果優(yōu)于陽性對照 MNZ,但在該菌量下差異不顯著。因此,研究者將菌量提高至 1×10? CFU mL?1,結(jié)果顯示 (R@C)PC 組抑菌率居首(圖 7B、C)。在此條件下,(R@C)PC 可完全殺滅 1×10? CFU mL?1 的細(xì)菌,并對 1×10? CFU mL?1 的細(xì)菌產(chǎn)生強(qiáng)烈抑制,其效果優(yōu)于或等同于既往以 MNZ 為陽性對照的同類納米平臺。該優(yōu)異表現(xiàn)歸因于 CSQ–PDA 氫鍵外殼的顯著陽離子抗菌活性。值得注意的是,CS–DA 復(fù)合物雖已被公認(rèn)為先進(jìn)生物材料,但 CSQ–PDA 外殼作為納米膠束包覆層用于構(gòu)建軟納米顆粒尚屬首次報道。進(jìn)一步在 NIR 照射下,(R@C)P+NIR 組抑菌率略有提升,而 (R@C)PC+NIR 組顯著增強(qiáng):對 1×10? CFU mL?1 菌液,(R@C)P+NIR 僅殘留 66.64 ± 2.72% 的 S. aureus 與 58.91 ± 7.92% 的 E. coli,(R@C)PC+NIR 則將殘留降至 16.52 ± 7.70% 與 4.35 ± 1.77%,研究者將此歸因于 CSQ 提高了 (R@C)PC 的光熱轉(zhuǎn)換效率。為探明 (R@C)PC+NIR 對細(xì)菌結(jié)構(gòu)的影響,研究者利用透射電鏡觀察細(xì)菌超微形態(tài)(圖 7D)。結(jié)果顯示,未處理的 P. gingivalis、S. aureus 與 E. coli 表面平滑、結(jié)構(gòu)完整;而經(jīng) (R@C)PC 或 (R@C)PC+NIR 處理后,P. gingivalis 呈現(xiàn)碎裂、結(jié)構(gòu)崩解,S. aureus 與 E. coli 的細(xì)胞壁和膜溶解,胞內(nèi)物質(zhì)外泄。電鏡結(jié)果證實(shí),(R@C)PC 及其 NIR 照射可破壞 S. aureus 與 E. coli 的膜結(jié)構(gòu)以殺滅細(xì)菌,并通過整體結(jié)構(gòu)毀損方式殺滅 P. gingivalis。

圖7. (a) 1×10^8 CFU mL-1細(xì)菌菌落照片;(b) 1×10^9 CFU mL-1細(xì)菌菌落照片;(c) 菌落面積定量;(d) 不同處理后P. gingivalis、S. aureus、E. coli TEM形貌
(7)抗生物膜性能表征
(R@C)PC 對細(xì)菌生物膜的靶向與破壞過程如圖 8A 所示。經(jīng) (R@C)P、(R@C)PC、(R@C)P+NIR 與 (R@C)PC+NIR 處理后,P. gingivalis、S. aureus 與 E. coli 的胞外 AKP 活性顯著升高,表明各處理迅速破壞了細(xì)菌細(xì)胞壁,NIR 照射進(jìn)一步通過光熱效應(yīng)增強(qiáng)了抗菌能力。其中,P. gingivalis 的 AKP 水平最高,結(jié)構(gòu)破壞最為嚴(yán)重,與平板計數(shù)和透射電鏡結(jié)果一致,提示該納米藥物對 P. gingivalis 的殺滅效果優(yōu)于對 S. aureus 與 E. coli(圖 8B)。AO/EB 活死染色實(shí)驗顯示,MNZ 組出現(xiàn)紅色或橙色熒光,而 (R@C)P、(R@C)PC、(R@C)P+NIR 與 (R@C)PC+NIR 組熒光更為強(qiáng)烈(圖 8C)。結(jié)晶紫染色表明,各處理均顯著降低生物膜總量(圖 8D)。OD590 結(jié)果顯示,PBS+NIR 組對 P. gingivalis、S. aureus 與 E. coli 生物膜的 OD590 值分別為 3.24 ± 0.07、3.23 ± 0.08 與 2.18 ± 0.06,而 (R@C)PC+NIR 組則分別降至 0.68 ± 0.06、0.53 ± 0.02 與 0.41 ± 0.03(圖 8E)。綜合各項實(shí)驗,(R@C)PC 的抗菌與抗生物膜能力均優(yōu)于 (R@C)P。P. gingivalis 與 (R@C)PC 共孵后表面電荷由負(fù)值(?2.41 ± 1.25 mV)轉(zhuǎn)為正值,而 (R@C)P 無此變化(圖 3H)。(R@C)PC 更強(qiáng)的抗菌與抗生物膜活性主要?dú)w因于 CSQ 的陽離子特性及其促進(jìn)光熱轉(zhuǎn)化的能力。

圖8. (a) 納米凝膠破壞生物膜示意圖;(b) 胞外AKP活性;(c) AO/EB活/死菌熒光染色;(d) 結(jié)晶紫染色生物膜照片;(e) 生物膜OD590定量
(8)牙周炎模型的體內(nèi)抗菌與抗炎治療
(R@C)PC 用于牙周炎持續(xù)精準(zhǔn)治療的機(jī)制如圖 9A 所示:該制劑憑借高黏附性與低流動性可長期滯留于牙周組織,從而持續(xù)作用于炎癥袋。圖 9B 和補(bǔ)充材料圖 S3 顯示,(R@C)PC 在牙周及牙齦區(qū)域滯留時間超過 10 min,而 (R@C)P 不足 2 min,表明 (R@C)PC 具備更佳的局部保留能力,簡化了給藥操作。圖 9C 給出了從動物建模到治療的體內(nèi)實(shí)驗流程。圖 9D 中,PBS 組牙齦明顯紅腫,而 MNZ 與 (R@C)PC+NIR 組未見炎癥表現(xiàn)。平板計數(shù)法結(jié)果顯示(圖 9E),MNZ 及 (R@C)PC+NIR 組的厭氧血平板和兼性厭氧培養(yǎng)基上的菌落顯著少于其他各組。此外,(R@C)P 及其 NIR 組在體內(nèi)療效不及體外,滯留時間短限制了光熱轉(zhuǎn)換效率與藥物生物利用度。綜合外觀與菌落計數(shù),(R@C)PC+NIR 組療效優(yōu)于 MNZ。

圖 9. (a) 示意圖:展示 (R@C)PC 通過高黏附與低流動性在牙周袋內(nèi)實(shí)現(xiàn)持續(xù)精準(zhǔn)治療。 (b) 滯留時間實(shí)驗。(c) 動物實(shí)驗流程圖。 (d) 牙齦大體照片。 (e) 平板計數(shù)結(jié)果
為全面評估牙周組織炎癥反應(yīng),研究者進(jìn)行了 H&E 染色。圖 10A 顯示,PBS 組牙齦組織內(nèi)炎癥細(xì)胞密集,血管擴(kuò)張伴大量紅細(xì)胞,成纖維細(xì)胞減少且排列紊亂;而 MNZ、(R@C)PC 及 (R@C)PC+NIR 組炎癥細(xì)胞顯著減少,成纖維細(xì)胞增多,提示炎癥程度降低,與圖 9E 滅菌結(jié)果一致。研究者進(jìn)一步通過免疫組化檢測牙周組織中 IL-6、TNF-α、IL-10 與 TGF-β 的表達(dá)。圖 10B 顯示,MNZ、(R@C)PC 及 (R@C)PC+NIR 組促炎因子 IL-6 與 TNF-α 陽性細(xì)胞顯著少于其他組,表明其具備強(qiáng)大抗炎能力。相反,圖 10C 中 (R@C)PC+NIR 組抗炎因子 IL-10 與 TGF-β 陽性細(xì)胞最多,提示該治療可通過重塑免疫微環(huán)境顯著降低炎癥,其抗炎因子表達(dá)水平高于 MNZ 組,歸因于 (R@C)PC+NIR 集免疫調(diào)節(jié)、ROS 清除與殺菌于一體的多功能治療策略。

圖10. (a) 牙周組織H&E染色炎癥細(xì)胞浸潤;(b) IL-6/TNF-α免疫組化棕色陽性細(xì)胞;(c) IL-10/TGF-β免疫組化棕色陽性細(xì)胞
本研究以牙周炎的核心病理環(huán)節(jié)——細(xì)菌感染、氧化應(yīng)激及免疫失衡為主線,設(shè)計并構(gòu)建了一種可注射、高黏附、低流動的多功能納米凝膠 (R@C)PC。其核心由無定形白藜蘆醇(RES)-酪蛋白(CAS)納米膠束經(jīng)聚多巴胺(PDA)包覆后再與殼聚糖季銨鹽(CSQ)氫鍵交聯(lián)而成,兼具光熱殺菌、ROS 清除、巨噬細(xì)胞極化調(diào)控及生物膜破壞等多重功能。 體外實(shí)驗顯示,(R@C)PC 在 1.5 W cm?2 808 nm NIR 照射下 10 min 即可升至 59 °C,光熱轉(zhuǎn)換效率達(dá) 48 %;同時可完全殺滅 10? CFU mL?1 的 P. gingivalis、S. aureus 與 E. coli,并顯著抑制 10? CFU mL?1 生物膜??寡趸瘻y試中,(R@C)PC 的 ABTS、FRAP、DPPH 清除率均優(yōu)于游離藥物及同類納米平臺,且 NIR 照射可進(jìn)一步促進(jìn) RES 釋放與 ROS 清除。RAW264.7 巨噬細(xì)胞實(shí)驗證實(shí),(R@C)PC 可高效抑制 LPS 誘導(dǎo)的 ROS、NO、IL-6 與 TNF-α 表達(dá),并上調(diào) IL-10、TGF-β,實(shí)現(xiàn) M1→M2 極化;L929 成纖維細(xì)胞劃痕實(shí)驗表明其在氧化環(huán)境下仍能促進(jìn)細(xì)胞遷移。生物相容性評價顯示,(R@C)PC 對紅細(xì)胞、雞胚絨毛尿囊膜及小鼠主要臟器均無顯著毒性。體內(nèi)牙周炎小鼠模型中,(R@C)PC 在牙周袋內(nèi)滯留時間 > 10 min,顯著優(yōu)于 (R@C)P;一次給藥聯(lián)合 10 min NIR 照射即可使牙齦紅腫及菌落計數(shù)恢復(fù)至接近健康水平,組織學(xué)證實(shí)炎癥細(xì)胞顯著減少,成纖維細(xì)胞增多,且 IL-6、TNF-α 表達(dá)下調(diào),IL-10、TGF-β 上調(diào)。 綜上,(R@C)PC 通過整合光熱-化學(xué)-免疫三重機(jī)制,為牙周炎提供了一種無需反復(fù)注射、安全高效的“一站式”治療策略,具有廣闊的臨床轉(zhuǎn)化前景。
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