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  牙周炎是全球第六大常見疾病，由口腔微生物群失衡和免疫系統(tǒng)異常所引發(fā)。雖然抗生素和齦下刮治在牙周感染的治療中具有一定效果，但由于牙周袋深部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，治療效果常常受限。此外，抗生素的使用可能引發(fā)耐藥菌的產(chǎn)生，增加疾病復(fù)發(fā)的風(fēng)險。因此，迫切需要針對牙周炎的特殊病理環(huán)境，設(shè)計出更加精準(zhǔn)的抗菌治療策略。

  值得關(guān)注的是，牙周炎的微環(huán)境中，氧化應(yīng)激和菌斑生物膜內(nèi)病原體的過度生長導(dǎo)致活性氧（ROS）大量積累，這為靶向抗菌治療提供了重要的戰(zhàn)略機會。近年來，ROS響應(yīng)性藥物遞送系統(tǒng)憑借其靶向遞送和控制釋放的優(yōu)越性能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。然而，現(xiàn)有的ROS響應(yīng)性材料往往缺乏對炎癥環(huán)境中低濃度生物ROS的敏感性，反應(yīng)不夠迅速，難以實現(xiàn)藥物的完全釋放或激活。此外，內(nèi)源性ROS與ROS敏感物質(zhì)的持續(xù)相互作用可能耗盡ROS水平，進而影響藥物遞送系統(tǒng)的臨床可行性。

  在這項創(chuàng)新研究中，研究團隊將光催化技術(shù)與ROS響應(yīng)性藥物遞送系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)出一種具備自我供應(yīng)和選擇性放大ROS的抗菌平臺。他們利用柱芳烴基共價有機框架（PCOF）作為藥物載體，搭載ROS響應(yīng)性抗菌前藥硫縮醛（TA），構(gòu)建了抗菌治療平臺PCOF-TA。PCOF-TA的抗菌機制如下：

  1. PCOFs作為一種強的光敏劑，融合了柱芳烴與共價有機骨架的優(yōu)勢，其顯著多孔結(jié)構(gòu)提高了光催化活性，并增強了細菌與聚合物材料中活性氧的相互作用。在光照條件下，PCOF作為一個“開關(guān)”，能夠快速生成ROS，顯著提高ROS在感染部位的濃度，不僅實現(xiàn)了aPDT的功能，還促進了抗菌前藥的激活；

  2. 外源性ROS的劇增加速了抗菌前藥TA的裂解，釋放出具有天然抗菌作用的肉桂醛（CA），有效清除生物膜；

圖1 PCOF-TA作為自供應(yīng)ROS藥物傳遞平臺抵抗牙周炎的示意圖。

圖2 PCOF的ROS生成能力及ROS反應(yīng)性的藥前降解機制。

圖3 PCOF-TA對牙周細菌生物膜的分散作用。

  通過大量體外實驗驗證，PCOF-TA僅在光照與H₂O₂的雙重作用下，顯示出顯著的抗菌能力，有效清除細菌生物膜（見圖3）。然而，在實際應(yīng)用中，尤其是在復(fù)雜的牙周炎微環(huán)境下，由于唾液的沖刷和口腔環(huán)境的獨特性，難以有效維持牙周炎癥部位ROS的濃度。與體外實驗相比，實際應(yīng)用中抗菌前藥的降解率明顯降低，進一步凸顯了外源性ROS在治療中的關(guān)鍵作用。在結(jié)扎誘導(dǎo)的大鼠牙周炎模型的治療中得到了同樣的治療效果。這些現(xiàn)象表明，在可見光激活后，PCOF-TA可以有效緩解牙周感染。

研究亮點

  1.靶向精準(zhǔn)釋放：PCOF-TA平臺能夠精準(zhǔn)響應(yīng)牙周炎病變部位的微環(huán)境，快速生成ROS，促進藥物的靶向釋放，有效清除牙周致病菌；

  2.持續(xù)抗菌效應(yīng)：通過ROS的自我供應(yīng)和正反饋循環(huán)，持續(xù)釋放藥物并保持抗菌活性，減少了耐藥性的產(chǎn)生，顯著提高了治療效果；

  3.雙重作用機制：PCOF不僅作為藥物載體，還通過光催化生成ROS，進一步增強抗菌效果。這種協(xié)同作用不僅提高了藥物的利用率，還減少了副作用。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c03788