纳米粒凝胶复合材料制备及在牙周炎辅助治疗中的应用

查建鑫 董娜 张春辉 丁小函

摘 要：制备一种复方甘菊利多卡因-聚糖纳米粒（FJ）复合水凝胶用于牙周炎进行辅助治疗，并对其性能和临床效果进行研究。结果表明：FJ用量为0.02%时，制备的复合水凝胶综合性能最佳，此时复合水凝胶在释放时间为7 d时，药物释放量约为35%，在生理环境和酶促环境下，降解较为稳定，细菌的增殖率和平板上菌落数基本为0，与CCK-8细胞共同培养5 d后，对细胞增殖不产生抑制，碱性磷酸酶（ALP）表达量明显增加，表现出良好的综合性能。辅助治疗牙周炎患者12周后，探诊深度缩短至2.86 mm，出血指数降至0.61分，Pg病菌和Pi病菌检出率分别为52.5%和40%，表现出良好的治疗效果。

关键词：牙周炎辅助治疗； 复方甘菊利多卡因；慢性牙周炎；临床应用

中图分类号：TQ427.2+6

文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）11-0149-04

Preparation and application of nanoparticle gel composite in adjuvant treatment of periodontitis

ZHA Jianxin，DONG Na，ZHANG Chunhui，DING Xiaohan

（Affiliated Hospital of Tangshan Vocational and Technical College，Tangshan 063000，Hebei China

）

Abstract：A compound chamomile lidocaine-glycan nanoparticle （FJ） composite hydrogel was prepared for the adjuvant treatment of periodontitis，and its properties and clinical effects were studied.The results showed that when the dosage was 0.02%，the comprehensive performance of the composite hydrogel prepared was the best.At this time，when the release time was 7 days，the drug release amount of the composite hydrogel was about 35%.Under physiological and enzymatic environment，the degradation was relatively stable，the bacterial proliferation rate and the number of colonies on the plate were basically 0.The cell proliferation was not inhibitedaftercocultured with CCK-8 cells for 5 days，and the expression of alkaline phosphatase ALP was significantly increased，showing good comprehensive performance.After 12 weeks of adjuvant treatment，the probing depth was shortened to 2.86 mm，the bleeding index was reduced to 0.61 points，and the detection rates of bacterial Pg and Pi were 52.5% and 40%，respectively，showing good therapeutic effect.

Key words：adjuvant treatment of periodontal disease;compound chamomile lidocaine;chronic periodontal disease;clinical application

目前治療慢性牙周炎的方式多种多样，包括药物和手术等，但这些单项治疗效果一般，难以实现理想的效果。开发一种牙周炎辅助治疗方法，对牙周炎的治疗有重要意义。对此，部分学者也进行了很多研究，如提出在牙周牙髓联合治疗的方法上加用弹性纤维带对重度牙周炎患者进行治疗，并对其临床效果进行研究［1］；提出盐酸米诺环素软膏联合甲硝唑口腔粘贴片对牙周炎进行治疗［2］；则研究了近红外光响应纳米材料在牙周炎抗菌治疗中的应用［3］。基于此，以文献［4］论文中的方法为参考，制备一种复方甘菊利多卡因-聚糖纳米粒（FJ）复合水凝胶用于牙周炎进行辅助治疗，并对其性能和临床效果进行研究。

1 试验部分

1.1 材料与设备

主要材料：冰醋酸（AR），坤胜生物科技；壳聚糖（AR），亚图生物科技；多磷酸钠（AR），玖宇生物科技；盐酸利多因（AR），日升昌新材料科技；麝香草酚（AR），梦奇科技；洋甘菊花酊（AR），秦鲁药业；苯扎氯胺（AR），豪顺化工；聚丙烯酸（AR），长信化工；糖精钠（AR），然糠生物科技；氮基丁三醇（AR），吉业升化工；桂皮油（AR），晟安生物科技；明胶（GelMAAR），谷硕生物科技；亮氨酸氨基肽酶（LAPAR），源叶生物科技 。

主要设备：MYP11-2型搅拌机（梅颖浦仪器）；TG16B型离心机（凯特实验仪器）； LD-32型分光光度计（海卓尔光电科技）； YQX-3型厌氧培养箱（安徽宁怀仪器）；LZ-S01124型ALP 检测试剂盒（酶联生物科技）。

1.2 试验方法

1.2.1 复方甘菊利多卡因-聚糖纳米粒的制备

（1）在40 mL含有400 μL冰醋酸溶液中放入壳聚糖，充分搅拌溶解后得到壳聚糖的冰醋酸溶液；

（2）依次将0.086 4 g多磷酸钠、40 mg盐酸利多因，2 mg麝香草酚、400 mg洋甘菊花酊，适量苯扎氯胺、聚丙烯酸、糖精钠、氮基丁三醇、桂皮油放入36 mL去离子水中，完全混合后，得到复方甘菊利多卡因混合溶液；

（3）缓慢将复方甘菊利多卡因混合溶液滴入壳聚糖的冰醋酸溶液中，在电动搅拌机的作用下混合均匀，搅拌转速和时间分别为550 r/min和3 h；

（4）在离心机的作用下对混合溶液进行离心处理，离心转速和时间分别为14 000 r/min和15 min；

（5）将上清液去除后，通过去离子水多次清洗沉淀，并对沉淀进行冷冻干燥，得到CCN；

（6）单一多磷酸钠溶液与壳聚糖醋酸进行混合，得到CCN。

1.2.2 CCN复合水凝胶的制备

在210 μL去离子水中依次放入250 μL FJ溶液、500  μLGelMA溶液和40 μL LAP，充分搅拌混合均匀后，在波长为450 nm的LED灯下照射凝固，照射时间为2 min，得到FJ水凝胶。将250 μL FJ溶液换为同等体积的去离子水，制备GelMA凝胶。

1.3 性能测试

1.3.1 药物释放性能

将2 g待测样品分别浸泡在10 mL PBS溶液和含有10 μg/mL的Ⅱ型胶原酶的PBS溶液中，在摇床的作用下孵育，摇床转速和孵育温度分别为100 r/min和37 ℃。通过分光光度计检测上清液，确定药物质量浓度，制作释放曲线。

1.3.2 降解性能

将水凝胶倒入自制圆柱筒中固化成型，冷冻干燥后称重。将称重后水凝胶放入在10 mL PBS溶液和含有10 μg/mL的Ⅱ型胶原酶的PBS溶液中浸泡，按照“1.3.1”同样条件进行孵育，取出水凝胶称重，制作降解曲线［5-6］。

1.3.3 抗菌性能

将10 mL稀释后菌液接种至离心管中，放入待测水凝胶样品进行培养，对细菌生长曲线进行绘制。

将4 mL菌液接种至光固化后水凝胶中，在厌氧培养箱中进行培养，培养温度和时间为37 ℃和3 d。将水凝胶吸走后，稀释菌液梯度至104倍，取 10  μL 稀释后的菌液，在BHI血琼脂平板上接种后继续培养，培养时间为3 d，统计平板菌落数［7-10］。

2 结果与讨论

2.1 FJ药物释放性能

药物释放性能结果如图1所示。

由图1可观察到，在2种环境下，FJ均能稳定释放有效成分，酶促环境和生理环境均不对药物释放产生影响。在释放时间为9 d时，药物释放量约为40%，表现出良好的药物释放性能。

2.2 水凝胶降解及药物释放性能

降解性能测试结果如图2所示。

由图2可知，2种水凝胶分别在生理环境和酶促环境下的降解规律较为类似，具备较稳定的降解速率，证明药物负载不影响水凝胶的降解性能。从图2中还观察到，水凝胶在酶解环境的降解速率明显快于在生理环境中的降解速率，这是因为Ⅱ型胶原酶与GelMA水凝胶中的成分发生反应，加速了水凝胶的降解［15］。

2.3 抗菌性能测试结果

根据实验可知，在正常培养基（GelMA/CCN-0）中，细菌生长慢慢趋于稳定，进入平台期。复合水凝胶中FJ质量浓度为0.01 ng/mL和0.1 mg/mL时，细菌生长曲线与正常培养基中细菌生长曲线变化一致。当复合水凝胶中FJ质量浓度提升至0.2 mg/mL时，细菌的增殖率基本为0。这就说明在该质量浓度状态下，细菌的生长几乎完全被抑制，表现出良好的抑菌性能。随复合水凝胶中FJ浓度的增加，平板上菌落数逐渐下降，对细菌的抑制效果越好。在复合水凝胶内，FJ质量浓度为0.2 mg/mL时，平板上菌落数基本为0，抑菌效果良好。

2.4 临床应用效果

2.4.1 一般资料

選择2021年5月～2022年5月某医院收治牙周炎患者为研究对象，共计80例。将患者随机分为对照组和辅助治疗组，每组40人。对照组采用常规手段治疗，辅助治疗组在对照组的基础上予以FJ复合水凝胶治疗。

2.4.2 纳入和排除标准

纳入标准：（1）符合《牙周病学》中、重度慢性牙周炎中的诊断标准［11-12］；（2）最近6个月没有进行相关的口腔护理；（3）超过20个牙齿；（4）没有使用本研究所的药品的历史；（5）自愿参加试验。

2.4.3 方法

治疗时将病人上颌平面调整至与地面呈45°的位置，下颌平面与地面平行，操作人员手肘平行于操作面。进行治疗时，操作人员应当尽量保证工作面平行于牙根面，并保证各位点有重叠，用仪器的尖端或侧面对牙根进行刮治。手术完成后，用 Gracey刮除器把牙根面平整，然后用尖头探头对牙根表面进行检测，确保牙齿内的结石全部排出。治疗结束后，医生再用牙周内窥镜对病人的牙根表面进行检查，并记录检查的全过程。检查结束后，再对牙齿进行抛光，然后对病人进行健康宣教，指导其掌握正确的刷牙方式，抑制牙菌斑的生成和发展。辅助性治疗组于术后，用钝头注射器置入甘菊利多卡因于牙周袋的底端。

2.4.4 观察指标

对比2个组治疗前、治疗后的临床牙周指标。其中出血指数为0～5分，分数与出血指数呈正相关［17-20］。

3 结果与分析

3.1 探诊深度（PD）

FJ复合凝胶对患者探诊深度的影响见表1。

由表1可知，经过FJ复合凝胶辅助治疗后12周，探诊深度缩短至2.86 mm，明显小于对照组的4.95 mm，低于正常牙龈龈沟的探诊深度3 mm，表现出良好的治疗效果。

3.2 出血指数（BI）

表2为BI测试结果。

由表2可知，经过FJ复合凝胶辅助治疗后，FJ复合凝胶辅助治疗的患者治疗后12周的出血指数降至0.61分，治疗效果良好。

3.3 牙周致病菌检出率

表3為病菌检出率测试结果。

由表3可知，经过FJ复合凝胶辅助治疗12周后，Pg病菌和Pi病菌检出率分别为52.5%和40%，明显低于常规治疗的75%和57.5%，表现出良好的抗菌效果。

4 结语

（1）FJ具有良好的药物释放性能，在9 d时间内药物释放量约为40%。当FJ与GelMA水凝胶结合后，其药物释放性能几乎不受影响；

（2）FJ水凝胶结构为大小分布均匀的孔隙结构，能为牙周炎患者创造一个良好的愈合环境，促进牙周炎的愈合；

（3）FJ在生理环境和酶促环境下，降解速率较为稳定，表现出良好的降解性能；

（4）当复合水凝胶中FJ质量浓度为0.2 mg/mL时，细菌的增殖率和平板上菌落数基本为0，表现出良好的抑菌效果；

（5）FJ复合水凝胶与CCK-8细胞共同培养5 d后，细胞增殖活力百分比与对照组没有显著差别，没有细胞毒性，可以在口腔临床中发挥作用；

（6）FJ复合凝胶组细胞的ALP表达量明显高于对照组，证明FJ凝胶可促进细胞的成骨矿化，表现出良好的成骨效果；

（7）FJ复合凝胶辅助治疗牙周炎患者12周后，患者探诊深度缩短至2.86 mm，出血指数降至0.61分，Pg病菌和Pi病菌检出率分别为52.5%和40%，可以有效改善患者牙周炎症状，表现出良好的治疗效果。

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收稿日期：2023-06-12；修回日期：2023-10-10

作者简介：查建鑫（1978-），女，副主任医师，研究方向：口腔医学、牙周病学；E-mail：zhajianxin09@163.com。

引文格式：查建鑫，董 娜，张春辉，等.纳米粒凝胶复合材料制备及在牙周炎辅助治疗中的应用［J］.粘接，2023，50（11）：149-152.