牙周炎是一种常见的慢性炎症性疾病，其主要特征是牙龈组织的破坏和骨吸收。这种疾病不仅影响口腔健康，还可能引发全身性炎症反应，进而增加心血管疾病、糖尿病等系统性疾病的风险。目前，牙周炎的治疗仍面临诸多挑战，例如药物释放不可控、抗菌效果有限以及抗炎能力不足等问题。为解决这些难题，同济大学附属口腔医院的研究团队设计了一种具有双重响应性的智能可注射水凝胶（NHRT），该材料能够根据牙周微环境中的精氨酸蛋白酶A（RgpA）和活性氧（ROS）浓度按需释放药物，从而实现对牙周炎的多阶段治疗。

该项研究发表在《Small》，题为“A Smart Injectable Hydrogel with Dual Responsivity to Arginine Gingipain A and Reactive Oxygen Species for Multifunctional Therapy of Periodontitis”

1、NHRT水凝胶的设计与机制

NHRT水凝胶由两部分组成：负载单宁酸（TA）并功能化多聚精氨酸（R8）的中空介孔二氧化硅纳米颗粒（HMSNs-R8@TA-HSA），以及Nap-Gly-Phe-Phe-Tyr-OH（NapGFFY）超分子水凝胶。其中，R8作为连接基团，能够与RgpA和ROS相互作用。RgpA是牙周病原菌（如Pg和Aa）分泌的关键酶，而ROS则是炎症反应的重要标志物。通过检测这两种物质的浓度变化，NHRT水凝胶可以实现药物的智能释放。

NHRT 水凝胶制造示意图

具体而言，当牙周微环境中RgpA和ROS的浓度升高时，水凝胶中的R8会与之发生特异性相互作用，导致结构解离并释放出负载的药物成分。这些药物包括单宁酸（TA）、人血清白蛋白（HSA）、精氨酸以及一氧化氮（NO）。这些成分各自具备独特的功能：TA具有显著的抗氧化和抗菌性能；HSA可以调节免疫反应；精氨酸和NO则分别发挥抗炎和促进组织修复的作用。因此，NHRT水凝胶不仅能够有效抑制细菌感染，还能减轻炎症反应，促进牙周组织的再生。

2、研究结果与优势

实验结果表明，NHRT水凝胶在体外和体内均表现出优异的治疗效果。在体外实验中，NHRT水凝胶对不同浓度的RgpA和ROS刺激表现出剂量依赖性的药物释放行为。这意味着，随着牙周微环境中细菌感染和炎症程度的加剧，水凝胶会自动释放更多的药物成分以应对病情的变化。此外，NHRT水凝胶对关键病原体（如Pg和Aa）的生长具有显著的抑制作用，同时TA能够显著下调M1型巨噬细胞极化相关的基因表达，赋予水凝胶强大的抗炎活性。

在体内实验中，NHRT水凝胶进一步证明了其在预防细菌感染和抑制骨吸收方面的有效性。更重要的是，该水凝胶可通过肾排泄在24小时内从体内清除，表现出良好的生物安全性。这一特性使得NHRT水凝胶成为一种兼具高效性和安全性的治疗工具。

NHRT水凝胶在轻度和重度牙周炎中的体内研究

3、临床应用前景

牙周炎的传统治疗方法通常依赖于局部抗生素或手术干预，但这些方法往往存在药物释放不可控、疗效有限等问题。相比之下，NHRT水凝胶以其智能双响应机制和多阶段治疗策略脱颖而出。它能够根据牙周微环境的变化实时调整药物释放量，从而最大限度地提高治疗效果并减少副作用。此外，NHRT水凝胶的可注射特性使其在临床应用中更加便捷，尤其适用于难以直接接触的深部牙周袋。

综上所述，NHRT水凝胶为牙周炎的治疗提供了一种全新的解决方案。这种智能双响应材料不仅能够有效抑制细菌感染和炎症反应，还能促进牙周组织的再生，展现出巨大的临床应用潜力。

文献DOI: 10.1002/smll.202408034该研究中NapGFFY由强耀生物提供，强耀生物提供多肽合成，蛋白和抗体制备等优秀服务助力科研

该研究中NapGFFY由强耀生物提供，强耀生物提供多肽合成，蛋白和抗体制备等优秀服务助力科研