牙周炎医工交叉 —— 双功能介孔 HMUiO-66-NH2 纳米颗粒在牙周炎治疗中用于骨重塑和 ROS 清除

本文精选：牙周骨缺损是与活性氧 （ROS） 相关的牙周炎的不可逆后果。然而，不加选择地去除 ROS 被证明对组织修复适得其反，不足以解决现有的骨缺损。在牙周炎的治疗中，合理缓解局部 ROS 同时促进骨再生至关重要。在这项研究中，Zr 基大孔分层介孔金属有机框架 （MOF） 纳米颗粒 （NPs） HMUiO-66-NH2 被成功提出作为牙周炎治疗中骨再生和 ROS 清除的双功能纳米材料。HMUiO-66-NH2 NPs 在体外和体内均表现出出色的生物相容性。值得注意的是，这些 NPs 在正常和高 ROS 条件下增强了骨间充质干细胞 （BMSC） 的成骨分化，上调了成骨基因表达并减轻了氧化应激。此外，体内成像显示牙周组织中 HMUiO-66-NH2 NPs 逐渐降解。局部注射 HMUiO-66-NH2 可有效降低牙周炎诱导的 C57BL/6 小鼠的骨缺损和 ROS 水平。RNA 测序强调差异表达基因 （DEG） 主要参与骨组织发育，Wnt 和 TGF-β 信号通路显著上调。总之，HMUiO-66-NH2 在缓解氧化应激和促进骨修复方面表现出双重功能，使其成为氧化应激相关牙周炎中对抗骨吸收的有效策略。

创新点：1.首次开发了具有双功能的HMUiO-66-NH2纳米颗粒，同时实现ROS清除和骨重塑；2.创新性地利用MOF材料的大孔分层结构实现了可控降解和持续治疗效果；3.系统性证明了该材料在正常和高ROS条件下均能促进骨间充质干细胞的成骨分化；4.通过RNA测序揭示了材料促进骨再生的分子机制，尤其是Wnt和TGF-β信号通路的作用。

科研启发：1.展示了纳米材料在复杂疾病治疗中的多功能应用价值；2.揭示了氧化应激调控在组织再生中的关键作用；3.提供了基于MOF材料的精准治疗新思路；4.证明了多组学分析在阐明治疗机制中的重要性。

思路延伸：1.探索类似双功能纳米材料在其他炎症性骨疾病中的应用；2.研究MOF材料结构对治疗效果的影响机制；3.开发更多功能性的纳米治疗材料系统；4.探索纳米材料与干细胞协同治疗的潜力；5.深入解析ROS清除与骨再生的时序关系；6.设计智能响应性的组织修复材料；7.研究长期使用纳米材料的生物安全性评价。

DOI : 10.1016/j.biomaterials.2024.122872