论文部分内容阅读
牙周炎是口腔两大类主要疾病之一,在世界范围内均有较高的患病率,在我国牙周炎的患病率更居于龋病之上。牙周炎是由牙菌斑、免疫和炎症反应、遗传和环境因素引起的。牙周组织的退化主要是由炎症和免疫过程引起的。因此,牙周炎治疗的基本原理是消除致病性菌斑、继发性免疫和炎症反应。全身应用抗生素可引起过敏反应、胃肠道不耐受、抗生素耐药等不良反应。为了克服上述缺陷,水凝胶载药局部给药系统被应用于牙周炎的治疗。水凝胶是由各类水溶性高分子通过物理或化学交联的方式形成的一类具有三维网络结构的多孔材料。水凝胶具有质地柔软、可溶胀性和可降解性等特点使其在各领域都具有应用前景。生物相容性较好的水凝胶在生物医学工程领域具有较广泛的应用。光动力疗法通过光激活产生活性氧抑制细菌生长,能够有效避免使用抗生素带来的不良反应,可减少牙周袋内的感染,在牙周炎治疗中已被广泛应用。由于口腔中存在唾液清冲洗和牙齿咀嚼等活动,这就要求我们选择的口腔治疗用载体材料要具有足够的粘性,能够附着在牙齿和牙周的表面黏膜上或者支撑在牙齿间隙。为了开发新型的牙周炎治疗载体材料,实现对牙周炎的有效治疗,本文制备了两种装载纳米粒子和光敏剂亚甲基蓝（MB）的粘附性可注射水凝胶,通过将水凝胶前体溶液注射到牙周处使其原位形成凝胶,由水凝胶中装载的亚甲基蓝在红光辐照下诱导产生活性氧来实现对于牙周的局部光动力抑菌和治疗。论文的第一部分制备了由多巴胺改性的海藻酸为骨架,以纳米羟基磷灰石缓释钙离子交联的可注射水凝胶,并在水凝胶形成同时原位包埋载蛋白药物的PLGA纳米微球和光敏剂MB,研究了该水凝胶的各项性能,评估了其对牙周光动力治疗效果。首先通过PLGA制备了包埋蛋白药物的PLGA纳米微球。以多巴胺改性海藻酸钠（Alg-DA）与羟基磷灰石（HA）制备了空载水凝胶（Alg-DA）和装载MB和载蛋白的PLGA微球的载药水凝胶（Alg-DA（MB@PNPS））,其凝胶时间约为10 min,保证了水凝胶的可注射性。制备的水凝胶具备三维网络结构,具有良好的溶胀性能、力学性能和粘附性。水凝胶在1.5 wt%HA和1.5 wt%Alg-DA时表现出最优的压缩性能,空载和载药水凝胶的压缩强度分别为48 k Pa和55 k Pa,与猪皮的搭接剪切粘度分别为1.31 k Pa和1.56 k Pa。装载载蛋白的PLGA微球能提升水凝胶的力学性能和粘附性。水凝胶能够对MB实现有效的缓释,时间能够达到44 h。载蛋白的PLGA微球能够对蛋白质实现缓释,时间能够达到28天。探究了载MB的水凝胶浸提液在660 nm红光照射下诱导释放ROS行为,该水凝胶能在红光照射下持续释放ROS,对E.coli和S.aureus两种菌都表现出良好的光动力抑制效果。其空载水凝胶与载药水凝胶都具有良好的生物相容性,细胞毒性极低,都表现出一定的成骨效果。这种具有良好力学性能、药物缓释性能、生物相容性、光动力抑菌和成骨效果的改性海藻酸钠可注射粘附性复合水凝胶,在牙周炎光动力治疗方面具有很好的应用前景。论文的第二部分由醛基化的透明质酸（AHA）与羧甲基壳聚糖（CMCS）基于席夫碱反应制备了CMCS/AHA水凝胶和装载长余辉纳米粒子和MB的CMCS/AHA@（MB-PLNPS）复合凝胶,并探讨了其牙周抑菌应用。不同AHA和CMCS含量制备的水凝胶,凝胶时间在1～10 min之间,可通过调节AHA和CMCS含量来调节凝胶时间。综合考虑水凝胶的力学性能和可操作性,最后选择了0.5 wt%AHA和5 wt%CMCS制备水凝胶,其凝胶时间约为2 min,保证了水凝胶的可注射性。结合水热法与高温固相法制备了长余辉纳米粒子PLNPS,其晶体结构为尖晶石结构,通过254 nm紫外激发能够产生703 nm波长的红光,且具有较长的余辉效应。制备的水凝胶具备三维网络结构,具有良好的溶胀性能和力学性能。0.5 wt%AHA和5 wt%CMCS制备的CMCS/AHA水凝胶的压缩强度为132 k Pa,装载PLNPS之后水凝胶的压缩强度提升至290 k Pa。流变学测试表明两种水凝胶具有优异的凝胶强度,CMCS/AHA和CMCS/AHA@（MB-PLNPS）水凝胶的储能模量分别为2670 Pa和3110 Pa。CMCS/AHA和CMCS/AHA@（MBPLNPS）水凝胶均具有良好的粘附性,其与猪皮的搭接剪切强度分别为250 k Pa和290 k Pa。PLNPS纳米粒子包埋进CMCS/AHA水凝胶中能提高凝胶基体密度和交联密度,有效地改善水凝胶的网络结构、力学强度和粘附性。水凝胶能够对装载的MB实现有效的缓释,时间能够达到34 h,累积释放率达到72.34%。制备的PLNPS纳米粒子的余辉效应能够有效地激发MB长时间释放ROS。CMCS/AHA@（MB-PLNPS）水凝胶通过PLNPS的余辉效应能有效抑制E.coli和S.aureus两种细菌的生长,表现出良好的光动力抑菌效果。这种具有良好的力学性能、药物控释性能、光动力抑菌性能和生物相容性的CMCS/AHA@（MBPLNPS）可注射水凝胶在牙周炎的炎症治疗方面具有较好的应用前景。