含45S5BGs的引导骨组织再生膜抗菌性能及其机制研究

The objective of the study is to use 45S5 bioactive glasses nanoparticles which play an important role in antibacterial and remineralization process to promote the cell activities in guided bone regeneration .We also investigated the preparation procedure of Guided Bone Regeneration film by adding 45S5 bioactive glasses nanoparticles into PLGA-HA copolymer gel. We studied the physical properties, biocompatibility, bone regeneration activities and antibiotic effects of the film. The impacts of the film to the two-component signal transduction system in common oral bacterial strain (Streptococcus mutans) are also investigated. Our studies will provide a new strategy in the design and application of Guided Bone Regeneration materials and oral hard tissues repair materials due to its bioactivity and antibiotic effects.

本课题从临床实际问题出发，利用45S5BGs纳米颗粒的抗菌性、再矿化特性及促成骨细胞粘附增殖的生物活性，将其添加至PLGA-HA共聚物凝胶分散体中，制备出具有抗菌特性的PLGA-HA-45S5BGs引导骨组织再生膜。并对其物理性能、生物相容性、成骨活性及抗菌性能进行系列研究，同时探讨其对口腔常见菌株变异链球菌相关双组分信号通路影响，为增强引导骨组织再生膜的抗菌性和生物活性，预防术后感染，提高引导骨组织再生手术成功率提供新思路。

背景和方向：感染是GTR术后常见并发症之一，易导致牙齿脱落或种植体失败。为预防GTR术后感染，本课题组研制出一种具有长效抗菌性的复合膜，它以PLGA和HA作为膜基质成分，添加45S5BGs，与抗生素相比，它无耐药性。另一种新合成的TPE-NIM+生物荧光材料也被添加至膜基质中，用于增强复合膜抗菌效果的同时鉴别和示踪病原菌。.研究内容：1、PLGA/45S5BGs/TPE-NIM+引导组织再生复合膜的合成，合成产物的表征和结构确证，理化性能检测；2、复合膜生物相容性、细胞增殖能力评价；3、复合膜抗菌性能测试；并通过复合膜对口腔常见G+菌/G-菌的染色和示踪性能分析，初步探究45S5BGs的抗菌机制。.重要结果：(1) 成功遴选出合适的45S5BGs成分配比，完成了复合膜的合成和表征；膜降解速率合适，有高度亲水性，有利于增加细胞亲和力、促进细胞增殖；复合膜在降解过程中表面出现类磷灰石成分，有利于吸附和聚集体液中的生物活性分子；(2)复合膜中的有效成分之一TPE-NIM+表现出超快的G+菌PM鉴别染色示踪能力； CCK-8细胞毒性实验表明10%45S5BGs含量的复合膜与MC3T3-E1共培后细胞存活率高于70%，具有良好的生物相容性；(3)复合膜对口腔常见细菌具有显著的抗菌性, 杀菌率为99.9%，高于不含有TPE-NIM+的PLGA/45S5BGs复合膜的杀菌率（98.62%）；且其浸提液可用于鉴别并示踪口腔常见G+菌，灵敏度高，光稳定性强； TPE-NIM+/45S5BGs/PLGA复合膜同时具备显著抗菌性及对病原菌的荧光示踪性。.科学意义：本课题组成功合成了PLGA/45S5BGs/TPE-NIM+引导组织再生复合膜，与临床常用的GTR膜相比，该复合膜具有良好的生物相容性、抗菌性及表面再矿化性，有利于预防引导组织再生术后感染、增加细胞亲和力、促进细胞增殖和伤口愈合，且能够有效示踪并鉴别病原菌，操作便捷免洗，光稳定性强。综上所述本课题所合成的复合膜在引导组织再生治疗中有潜在临床应用前景。