多功能高分子牙周膜
聚己内酯复合膜
牙周炎是影响人类牙齿支持组织的普遍的慢性破坏性炎症疾病。引导组织再生策略通常通过使用牙周膜被广泛用于牙周组织再生。这些膜的主要作用是建立一个机械屏障，防止牙龈上皮的顶端迁移，从而允许牙周膜和骨组织的生长选择性重新填充根表面。内布拉斯加州立大学的Ail Tamayol和加利福尼亚大学的Alireza moshaverinia等人开发了一种含有氧化锌（ZnO）纳米粒子的骨传导性，抗菌性和柔韧性的聚己内酯（PCL）复合膜。通过PCL和ZnO颗粒的静电纺丝来制造膜。详细研究了工程膜的物理性能，力学性能和体外降解性能。此外，分析了所开发的膜的骨传导性和抗菌性。用大鼠牙周缺陷模型评估膜的功能，结果证实工程膜具有骨传导性和抗菌性，在牙周组织工程中具有巨大潜力。
NO.01
GIR治疗牙周炎膜
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在研究中，开发并鉴定了一种生物可降解的GIR治疗牙周炎膜，它可以减少细菌感染，支持成骨。这种膜是用分散的ZnO溶液在聚合物载体聚己内酯(PCL)内电纺成的。氧化锌颗粒的加入不仅引入了抗菌活性，而且改善了牙周膜的骨电导率。并对工程支架的生物和物理性能进行了评价。在体外实验的基础上，我们将工程膜植入大鼠牙周缺损模型的体内以评估其功能。所开发的膜提供了一个适当的微环境，以调节局部祖干细胞向成骨组织的命运，为牙周组织再生。
PCL电纺纤维已被证明是一种优秀的骨组织工程基质。为了使膜抗菌和导电，我们在膜中加入ZnO颗粒。该膜由10%的PCL溶液在含有0、0.5和1%ZnO纳米颗粒的六氟异丙醇中电纺丝制得。相关文献报道，ZnO浓度小于2%的混合物对细胞生长没有抑制作用，而大于0.5%的混合物具有抗菌活性。因此，选择所提议的浓度来评估其在成骨中的有效性。采用超声和间歇涡流的方法对纳米粒子进行了分散。图1a,b显示了膜的制作过程及其在牙周病治疗中的应用。ZnO纳米颗粒的形貌和所产生的纤维结构如图1c-d所示。扫描电子显微镜数据表明，颗粒不是单分散的，尺寸在50-200纳米范围内。薄膜是由随机分布的纳米/微米尺寸纤维制成。SEM图像显示氧化锌纳米颗粒掺入后纤维尺寸变粗。利用色散x射线微分析与扫描电镜和元素原子相结合，将纳米颗粒分布映射到PCL垫层中，以解读前卫网络中的纳米材料。膜成分图中锌、氧、碳的颜色分别为浅绿色、绿、红。形态学研究证实了ZnO纳米颗粒在薄膜和纤维表面的均匀分布
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NO.02
抗菌性
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牙龈细菌是一种革兰氏阴性厌氧菌，常引起牙周炎。我们将膜暴露于不同浓度的细菌培养中，然后在培养1d和5d后评估菌落形成单位的数量。所获得的数据(图2)证实了在ZnO纳米颗粒复合的薄膜上有抗菌活性的存在。在膜内加入ZnO纳米颗粒后，显著抗菌活性的影响。虽然原始的PCL在孵育1d和5d后均未表现出抗菌活性，但含0.5% (w/v)和1% (w/v) ZnO纳米颗粒的膜在两个时间间隔内均表现出显著的抗菌性能(p < 0.05)。
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NO.03
生长分化
进一步研究了工程牙周膜在支持细胞生长和分化中的功能。从健康牙周组织中分离出人牙周韧带干细胞(PDLSCs)，细胞接种膜在成骨分化培养基中培养21d，细胞增殖分析表明,提高氧化锌颗粒的浓度从0到1%可行的细胞的数量明显减少(p<0.05)相比原始PCL膜或膜含有0.5%的氧化锌纳米颗粒(图3)。这可能与ZnO纳米颗粒产生过量的H202有关，导致活性氧浓度过高，对细胞功能有害。20种子细胞的碱性磷酸酶(ALP)活性如图3b所示。0.5%ZnO处理的PCL上的PDLSCs在各测试时间点的ALP活性最高(p<0.05)。然而，在原始PCL组和1%ZnO组之间，ALP活性值没有明显的统计学差异。各组在培养两周后报告ALP活性的最大值。由于我们的结果描述了1%ZnO在存活率上的统计学差异，我们进一步研究了ZnO加入膜对PDLSCs细胞介导凋亡的潜在影响。免疫荧光染色证实凋亡标志物Annexin V在1%的ZnO膜中表达增加(图3c-d)。然而，在原始PCL和0.5% ZnC膜上培养的PDLSCs之间没有显著的统计学差异。
这项研究成功开发了一种具有骨传导和抗细菌特性的生物降解膜，它可以支持GTR治疗牙周病相关的骨丢失。采用电纺丝法制备了具有可调力学性能和降解性能的含pcl氧化锌纳米颗粒。膜是易断裂的，易于操作，易于植入。结果证实，0.5%氧化锌纳米颗粒的加入使膜具有抗菌性和骨传导反应，而不会对其生物相容性产生负面影响。
参考文献
A Multifunctional Polymeric Periodontal Membrane with Osteogenic and Antibacterial Characteristics
2018，Author(s): Nasajpour, A；Ansari, S；Rinoldi, C；Rad,AS；Aghaloo,T；Shin,SR；Mishra,YK；Adelung,R；Swieszkowski,W；Annabi,N；Khademhosseini, A；Moshaverinia, A；Tamayol，A
编辑：张雯婷
校对：郑蒙 林荷 赵懿 陈漫