重组融合肽促进钛种植体-软组织生物学封闭及其机制的研究

The oral implant penetrates through the bone tissue, soft tissue and oral environment. The quality cuff sealing at the implant-soft tissue interface is a prerequisite for the protection of the underneath osseointegration of implant-bone tissue interface. When the biological barrier of the soft tissue is destroyed, the bacteria and the inflammatory factors would invade along the implant-soft tissue interface to destroy the osseointegration of the implant, which eventually leads to the failure of implant repair. The research group selected titanium binding peptide minTBP1 that can bind with the titanium surface specifically and rich histone Hst1(12-38) /Hst2 that can promote the healing of soft tissue wounds, which used Linker as connection to construct new recombinant chimeric peptide, to achieve the goal of promoting the sealing of soft tissue surrounding the implant. The formation of the junctional epithelium after implantation process is similar with the wound healing process mediated by integrin signaling pathway, and hemidesmosome that plays a key role in anchoring epithelium surface is one of the important parts of the pathway. Therefore, it is deduced that the promotion of recombinant fusion peptide on the soft tissue sealing was related with the regulation of integrin signaling pathway. In this study, through a series of in vitro and in vivo experiments, we verified the chimeric peptide’s effect on promoting soft tissue sealing and explored its mechanism of action, and summarized the chimeric peptide design rules in order to provide new ideas for the prevention and treatment of mucositis around the implant and peri-implantitis.

口腔种植体贯穿骨组织、软组织及口腔环境，种植体-软组织界面处良好的袖口封闭是保护下方种植体-骨组织界面骨结合的先决条件。当软组织生物学屏障被破坏时，细菌及致炎因子沿种植体-软组织界面侵入，破坏种植体骨结合，最终导致种植修复失败。本课题组选取能与钛表面特异性结合的钛结合肽 minTBP1和有促进软组织伤口愈合功能的富组蛋白Hst1（12-38）/Hst2，以Linker相连接构建新型重组融合肽，从而达到促进种植体周围软组织封闭的目的。由于种植术后结合上皮的形成过程与整合素信号通路介导的伤口愈合过程极为相似，对结合上皮界面锚定起关键作用的半桥粒也是该通路的重要组成之一。因此，推测重组融合肽促进软组织封闭作用与整合素信号通路的调控有关。本研究将通过一系列体内、外实验验证融合肽促进软组织封闭的效果并探索其作用机制，同时总结融合肽设计规律，以期为种植体周围黏膜炎和种植体周围炎的预防和治疗提供新思路。

种植体周围感染性疾病是困扰临床医生的一大难题，种植体周围软组织封闭区对预防种植体周围黏膜炎及种植体周围炎起着关键作用，形成与维持基台周围完整的软组织封闭，对保护下方骨组织免受口腔内复杂生物环境的侵袭及提高种植成功率有极其重要的意义。种植体周围结合上皮（PIE）通过半桥粒（HD）与钛表面连接，HD 的数量和质量直接关系到结合上皮对钛种植体或基台的结合能力。为进一步促进种植体-软组织界面形成牢固的上皮性封闭，我们将一种能与钛表面特异性结合的多肽-钛无机结合肽1（minTBP-1）与层粘连蛋白5（Ln-5）α3 链上的衍生肽通过不同刚柔性Linker相连接，得到具有钛结合端和促上皮结合端的双功能融合肽，并修饰到含有多孔微结构的钛基台表面，从而激活整合素α6β4信号通路并启动HD的组装过程，增强种植体周围软组织封闭的形成。本研究通过石英晶体微天平（QCM）、原子力显微镜（AFM）等表征了多肽在钛金属表面的吸附学行为，通过细胞学和动物学实验验证了融合肽的具体效果，通过动力学模拟进一步探索了多肽发挥作用的内在机制，对比不同Linker序列选择对融合肽构象的影响，总结其在种植体微环境下促进种植体周围生物学封闭形成的规律，最终获得最优的新型种植体促软组织封闭涂层。本研究中构建的促软组织封闭融合肽，能够牢固吸附于钛金属表面，激活人类口腔上皮细胞（OEC）中整合素 α6β4（Integrin-α6β4，In-α6β4）信号通路，启动半桥粒（HD）的锚定。而该过程同样受到 PI3K 信号通路的调控。在促进生物学封闭的融合肽中，具有柔性 Linker 的融合肽显示出较刚性 Linker 融合肽更为有效的生物学功能，这可能与前者拥有更好的自由度从而能够实现更大范围的诱导契合有关。本研究构建的促软组织封闭新型融合肽，通过加强种植体周围牙龈软组织中半桥粒的质和量，起到促进袖口封闭的效果，为种植体周围界面提供了一道有效的防御屏障。为临床上预防种植体周围感染性疾病提供了可靠的实验依据。