Bioactive Materials
引导巨噬细胞极化和骨再生的温敏抗菌纳米复合水凝胶

小赛推荐：

本文开发了一种具有温敏特性的纳米复合水凝胶CFMD，其具备优异的抗菌、抗炎及成骨诱导能力。通过调节巨噬细胞极化，该水凝let有效抑制炎症微环境并促进牙槽骨再生，为牙周炎治疗提供了一种新型局部药物递送策略。

 

文献概述
本文《Thermosensitive antibacterial nanocomposite hydrogel guiding macrophage polarization and bone regeneration for periodontitis treatment》发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了牙周炎的病理特征、治疗挑战以及一种新型局部应用的CFMD水凝胶在抗菌、免疫调节和骨再生方面的综合疗效。文章通过体外和体内实验系统评估了水凝胶的生物学性能，并展示了其在牙周炎大鼠模型中的显著治疗效果。

背景知识
牙周炎是一种由牙周致病菌引发的慢性炎症性疾病，最终导致牙周组织破坏和牙槽骨吸收。目前治疗以机械清创和全身抗生素为主，但存在局部药物浓度不足和耐药风险。巨噬细胞极化在牙周炎发展中起核心作用，M1型巨噬细胞分泌促炎因子加重组织损伤，而M2型则促进修复。因此，调控M1/M2平衡成为牙周再生治疗的关键。此外，纳米生物材料如介孔生物活性玻璃（MBG）可释放硅、钙离子诱导巨噬细胞极化向M2表型，同时促进成骨分化。本研究基于温敏水凝胶与FA-MBG@Dox纳米颗粒的结合，开发了一种可注射、体内稳定胶凝、持续释放药物的治疗平台，为牙周炎提供整合抗菌、免疫调控与骨再生的全新策略。

 

提供基因敲除小鼠模型，适用于基础生物学研究、疾病模型构建及药物研发，支持从模型构建到表型分析的全流程服务。

了解更多

 

研究方法与实验
本研究合成了一种温敏型水凝胶（CP）通过接枝Pluronic® F127与壳聚糖，并进一步复合叶酸修饰的介孔生物活性玻璃纳米颗粒负载盐酸强力霉素（FA-MBG@Dox），形成CFMD水凝胶。该水凝胶在体外评估其抗菌活性、细胞相容性、ROS清除能力，并通过RAW264.7细胞模型分析巨噬细胞极化。在大鼠牙周炎模型中，评估水凝胶对牙槽骨吸收的抑制与骨再生能力。

关键结论与观点

• CFMD水凝胶在体外实验中表现出显著的抗菌活性，抑制Porphyromonas gingivalis和Streptococcus mutans生物膜形成，抗菌率分别达到97.6%和96.9%。
• 该水凝胶通过FA-MBG@Dox靶向巨噬细胞，显著提升M2表型比例（CD206+），并降低M1表型（CD86+），M2/M1极化比达5.46，优于CP/MBG组。
• CFMD水凝胶在体外促进人牙周膜干细胞（hPDLSCs）成骨分化，ALP活性和钙沉积显著提升，RUNX2、OCN、OPN等成骨基因表达上调。
• 体内实验中，CFMD水凝胶有效抑制牙槽骨吸收，促进新骨形成，Micro-CT显示骨体积/组织体积（BV/TV）显著增加，骨微结构改善。
• CFMD水凝胶通过调节FoxO、TNF、氧化磷酸化等信号通路，改善局部免疫微环境，减少促炎因子（IFN-γ、IL-1β、TNF-α）表达。
• 该水凝gel在生理温度下快速胶凝，具备良好的注射性与体内降解性，无系统毒性，适用于局部治疗策略。

研究意义与展望
该研究为牙周炎治疗提供了一种多功能水凝胶平台，兼具抗菌、免疫调节与成骨诱导能力。未来可进一步优化材料降解速率、载药量及体内长期稳定性，推动其临床转化。此外，该平台可拓展至其他慢性炎症相关骨疾病，如种植体周围炎或颌骨缺损修复。

 

提供多种病理分析服务，包括组织样本采集、HE染色、免疫组化等，适用于疾病模型研究与药物疗效评估。

了解更多

 

结语
本文介绍了一种新型温敏纳米复合水凝胶（CFMD）用于牙周炎的局部治疗。该水凝胶结合壳聚糖与Pluronic® F127的温敏特性，实现原位胶凝与稳定驻留。同时，FA-MBG@Dox纳米颗粒具备靶向巨噬细胞、调节M1/M2极化、清除ROS及促进成骨的效果。体外与体内实验表明，CFMD水凝胶在牙周炎模型中有效抑制细菌感染、缓解炎症、促进骨再生，且无系统毒性。该材料为牙周炎的精准治疗提供了一种可注射、局部驻留、功能集成的策略，有望在临床中替代传统抗生素递送方式。此外，本研究也为生物材料介导的免疫微环境调控提供了分子机制支持，为后续纳米复合材料设计提供理论依据。

 

Xiang Yu, Huiling Liu, Lingdi Chen, Miao Zhou, and Ting Sun. Thermosensitive antibacterial nanocomposite hydrogel guiding macrophage polarization and bone regeneration for periodontitis treatment. Bioactive Materials.