Bioactive Materials
双功能纳米酶微针贴片用于牙周炎治疗

小赛推荐：

本文开发了一种基于微针贴片的双功能纳米酶递送系统，实现抗菌和中性粒细胞胞外诱捕（NETs）降解的双重治疗效果。通过结合纳米材料与微针技术，该研究为牙周炎治疗提供了创新策略，具有良好的生物相容性和治疗潜力。

 

文献概述
本文《Dual nanozymes-loaded core-shell microneedle patches with antibacterial and NETs-degradation bifunctional properties for periodontitis treatment》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了牙周炎的发病机制及当前治疗方式的局限性，进一步提出了一种基于微针贴片的双功能纳米酶递送系统，用于同时实现抗菌和NETs降, 并且通过体内实验验证其治疗效果。

背景知识
牙周炎是一种由细菌感染和免疫反应失调引发的慢性炎症性疾病，影响全球超十亿人。传统治疗包括机械清创和全身抗生素，但存在耐药性及局部疗效不足等问题。中性粒细胞胞外诱捕结构（NETs）被发现与牙周组织破坏密切相关，DNase I等降解酶可清除NETs，但稳定性与半衰期限制其临床应用。纳米材料模拟酶（nanozymes）因其高稳定性、重复使用性及催化效率，成为替代天然酶的新选择。然而单一纳米酶难以满足多重治疗需求，且口腔环境复杂，限制了其局部递送效率。本研究基于此背景，开发了双功能微针贴片，实现Pd和Ce纳米酶的控释，为牙周炎治疗提供了新策略。

 

赛业生物提供一站式服务，支持基因敲除、敲入、过表达、RNAi等多种基因修饰动物模型构建，适用于牙周炎等疾病研究。

了解更多

 

研究方法与实验
本研究通过两步浇铸法制备了核心-壳型微针贴片，内核负载过氧化物酶（POD）-样Pd纳米酶，外壳封装DNase样DMSN-Ce纳米酶。通过TEM、XRD、XPS等技术对纳米酶进行表征，并通过TMB催化实验、DNA降解实验及NETs降解实验评估其催化活性。微针的机械强度及穿刺能力通过压缩测试与组织穿刺实验验证。在牙周炎大鼠模型中，评估微针的抗菌效率、NETs降解能力、牙槽骨保护效果及全身毒性。

关键结论与观点

• 成功合成Pd纳米立方体及DMSN-Ce纳米酶，二者均具备高催化活性与稳定性。
• 核心-壳结构微针贴片实现Pd的快速释放与Ce的持续释放，具备优良的抗菌及NETs降解双功能活性。
• 微针可有效穿透牙龈组织，且具备良好的机械强度，支持局部药物递送。
• 在体外实验中，微针可高效杀灭S. aureus、E. coli及P. gingivalis，并有效降解DNA及NETs。
• 在体内牙周炎模型中，微针治疗显著减少细菌载量、炎症细胞浸润及NETs积累，同时保护牙槽骨免于吸收。
• RNA-seq分析显示，微针治疗显著调控炎症相关基因表达，包括TNF、IL-6及NETs相关基因。
• 微针无显著全身毒性，且在生理液及人工唾液中保持稳定，具备良好的临床转化潜力。

研究意义与展望
该研究提出了一种创新的微针递送系统，结合抗菌与免疫调节功能，为牙周炎治疗提供了高效、微创、可控释放的纳米平台。未来可进一步优化微针的降解动力学及载药量，推动其临床转化，并拓展至其他慢性炎症性疾病治疗。

 

赛业生物提供多种组织特异性Cre工具鼠模型，适用于牙周炎、免疫疾病及肿瘤微环境等研究，助力基因功能与调控机制分析。

了解更多

 

结语
牙周炎是一种复杂的慢性炎症疾病，其治疗亟需兼顾抗菌与免疫调节。本文通过构建核心-壳微针贴片，实现双功能纳米酶的控释，有效清除细菌并降解NETs，显著改善牙周炎症状。该策略不仅为牙周炎治疗提供了新思路，也为局部疾病治疗中的多功能纳米材料递送系统设计提供了借鉴。未来研究可进一步优化微针的生物相容性与降解速率，探索其在人体中的安全性和疗效，推动精准治疗的发展。

 

Yue Shan, Jiahui Zhong, Qiang Sun, Zhengwei Mao, and Mengjie Wu. Dual nanozymes-loaded core-shell microneedle patches with antibacterial and NETs-degradation bifunctional properties for periodontitis treatment. Bioactive Materials.