负载自供应过氧化氢(H2O2)改性纳米酶的水凝胶对根管生物膜的抗菌作用研究
研究背景： 根管治疗的目的是清除根管系统内部的微生物，促进根尖周组织愈合，然而，根管治疗具有一定的失败几率，根管治疗失败给患者带来难以忍受的疼痛，同时严重影响患者日常生活，从生物学的角度来看，根管治疗必须消除微生物和防止可能的再感染。不幸的是，根管系统具有解剖学的复杂性，有效去除粘附在管壁上的细菌和生物膜是一个具有挑战性的问题，根管消毒药物的使用成为了根管治疗中重要环节之一，治疗期间使用根管消毒药物,如次氯酸钠（NaClO）溶液、氯己定（CHX）溶液、氢氧化钙（Ca(OH)2）糊剂等，是消除和减少细菌感染的主要手段，而这些临床常用的根管消毒药物均存在着一些不足，例如对某些细菌抗菌效果较差、有可能引发过敏反应、生物安全性较差等，因此开发出一种新型的根管消毒药物是十分必要的。目前，由于纳米技术以及其在医学领域的应用尤其是抗菌领域的应用逐渐增多，而其配套的治疗方式也呈现出多样性，因此，利用纳米技术开发出一种抗菌、抗炎、拥有高度生物安全性的根管消毒药物成为了可能。 实验目的： 将自供过氧化氢（H2O2）的改性纳米酶载入水凝胶中，合成Fe3O4-CaO2-Hydrogel纳米水凝胶平台，通过体外和体内实验研究其对根管内生物膜的清除效果。 实验方法： 1.采用共沉淀法合成自供H2O2改性纳米酶，并在室温下通过电搅拌将其载入水凝胶中，合成Fe3O4-CaO2-Hydrogel纳米水凝胶。 2.通过扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射图（XRD），X射线光电子光谱学（XPS）,等手段对Fe3O4-CaO2-Hydrogel纳米水凝胶进行表征，并利用1,3-二苯基异苯并哄喃（DPBF）探针检测活性氧（ROS）的释放曲线。 3.通过体外细胞实验（CCK-8）和体外抗菌实验（菌落形成单位（CFU）计数）选择水凝胶中载改性纳米酶的最佳浓度。 4.通过CFU菌落计数，细菌活/死染色，MTT法，结晶紫染色法探究了Fe3O4-CaO2-Hydrogel纳米水凝胶对根管生物膜的代谢影响，同时通过SEM，电感耦合等离子体（ICP）发射光谱法以及对胞外多糖的代谢活性的检测观察了其对根管生物膜结构的影响。 5.通过大鼠（SD）体内实验评估了Fe3O4-CaO2-Hydrogel纳米水凝胶对于根管感染的治疗效果。 结果： 1.自供H2O2改性纳米酶成功负载于水凝胶中，并均匀分布，水凝胶孔径大小合适，为后期组织修复提供了良好的基础。同时，ROS的释放曲线表明该水凝胶可缓慢、长期释放ROS。 2.在水凝胶负载1.5mg/ml浓度的改性纳米酶时，其抗菌率及生物安全性均达到了理想效果。 3.Fe3O4-CaO2-Hydrogel纳米水凝胶对根管生物膜具有极佳的清除效果，与对照组相比，经Fe3O4-CaO2-Hydrogel纳米水凝胶处理的根管生物膜代谢活性下降至16.05%，同时该水凝胶不仅破坏了单个细菌的结构，也降低了整体生物膜胞外多糖的代谢。 4.体内实验表明，这种水凝胶可以很好的阻止组织破坏的进行，同时降低了局部的炎症反应，从而促进受感染的部位加速恢复的进程。 结论： 该研究通过将具有自供H2O2特点的改性纳米酶引入到具有优异生物相容性能的水凝胶中，在杀菌的基础上，保证了组织的生物安全性。通过这种设计，该纳米平台可以缓慢、长期释放ROS，通过杀灭细菌和炎症调节，提高了根管治疗的成功率，为根管内消毒提供了新思路。
纳米酶;水凝胶;过氧化氢改性;根管生物膜;抗菌作用
吉林大学
硕士
口腔临床医学
张志民
2023
中文
R318.08
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）