北化工团队研发新型水凝胶，可为牙周炎伤口提供5天持久保护
北化工团队研发新型水凝胶，可为牙周炎伤口提供5天持久保护
北京化工大学材料学院徐福建教授团队在《Advanced Materials》期刊上发表重要研究成果，开发出一种新型原位光固化水凝胶，能够为牙周炎伤口提供长达5天的持久保护。这种水凝胶不仅解决了传统水凝胶在口腔环境中易被唾液冲走的问题，还通过独特的双层网络结构设计，实现了与牙周组织的强粘附性和低溶胀性，为牙周炎的治疗带来了新的希望。
牙周炎是全球第六大常见慢性疾病，主要表现为牙菌斑附着、牙周袋形成、牙槽骨吸收和牙齿松动等症状。由于口腔环境的特殊性，传统的治疗方法如机械清创和药物治疗往往只能提供短期缓解，无法实现长期保护。水凝胶作为一种高含水量的交联三维支架材料，虽然具有作为药物载体和伤口保护屏障的潜力，但其在口腔环境中的应用一直受到机械强度低、组织粘附性差等问题的困扰。
针对这一挑战，研究团队开发了一种含有海藻酸钠、Ca2+、NAGA和AANHS的原位光固化水凝胶。这种水凝胶前体可以通过简单共混制备，并通过光照射实现快速聚合。聚合后的水凝胶具有以下特点：
高机械强度和低溶胀性：通过NAGA和AANHS形成的双层网络结构，以及PNAGA固化后强大的氢键作用，确保了水凝胶的高机械强度和低溶胀性。
优异的组织粘附性：AANHS中的琥珀酰亚胺基团能够与牙周组织形成牢固的酰胺键，结合填充和固化产生的机械互锁以及PNAGA与组织之间的氢键作用，实现了与组织的强界面粘附力。
生物相容性良好：高效的光聚合过程不仅提供了强度，还保持了良好的生物相容性。
实验结果显示，这种水凝胶能够在牙周组织中停留长达5天，远优于市售的膏状水凝胶和其他口腔生物粘合剂。更重要的是，它能够有效防止细菌渗透，为伤口提供持久保护，并在动物模型中显示出显著的治疗效果，包括减少炎症和促进牙槽骨修复。
这项研究为设计新型、持久的口腔医疗敷料提供了重要的科学依据，有望为牙周炎患者带来更安全、更有效的治疗选择。
图 1. 市售牙周炎水凝胶和原位光固化水凝胶示意图
图 2. 前驱体和水凝胶的理化表征
图 3. 水凝胶的粘附性能
图 4. HSC水凝胶的生物相容性和对牙周伤口的长期保护
图 5. 牙周炎的体内治疗
北京化工大学博士生陈鸿圭为论文第一作者，北京化工大学徐福建教授、李杨副教授和新南威尔士大学的Cyrille Boyer教授为本文共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。该研究工作得到了国家自然科学基金和北京高校卓越青年科学家计划的资助。