客户论文发表 | 负载宾达利水凝胶缓释体系通过 CCL2 依赖的单核细胞趋化调控缓解小鼠牙周炎
文献信息

福建医科大学口腔医学院，福建省口腔疾病重点实验室，福建省口腔生物材料口腔医学工程研究中心等团队的研究成果“Bindarit-loaded hydrogel sustained-release system alleviates periodontitis in mice via C-C motif chemokine ligand 2-dependent monocyte chemotaxis”（负载宾达利水凝胶缓释体系通过 CCL2 依赖的单核细胞趋化调控缓解小鼠牙周炎）在学术期刊《JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE》（IF：11.5）上发表。平生公司的离活一体CT（NEMO）在论文中提供了重要的小鼠牙周炎图像和定量分析结果。

该论文的通讯作者为 陈江教授，第一作者为蒋文婷博士。

文献摘要

牙周炎是由宿主对细菌性生物膜的免疫应答紊乱引发的慢性炎症性疾病，可导致牙周组织破坏，并危害全身健康。目前临床常规治疗难以彻底消除持续性炎症，亟需靶向免疫调控的新型干预策略。单核 / 巨噬细胞在牙周炎的进展过程中发挥核心作用，CC 趋化因子配体 2（CCL2）是介导单核细胞募集的关键分子，抑制 CCL2 已成为极具潜力的治疗方向。

宾达利是 CCL2 的特异性抑制剂。本团队前期研究已证实其局部给药可改善牙周炎症、抑制骨吸收，但该药物水溶性差、局部滞留时间短，极大限制了临床应用。为解决上述问题，本研究构建了可注射温敏型水凝胶（壳聚糖 /β- 甘油磷酸钠 / 明胶 / 碳酸氢钠体系），用于宾达利的长效缓释递送。该水凝胶在 37℃下可快速成胶，生物相容性良好，且能实现药物的长期释放。

体外实验表明：载宾达利水凝胶可抑制脂多糖诱导的人牙周膜细胞与 RAW264.7 巨噬细胞的炎症反应，并有效阻断单核细胞的趋化迁移。体内动物实验证实：该制剂可下调 CCL2 表达、减少炎性单核 / 巨噬细胞浸润、降低促炎因子水平，显著缓解小鼠牙周炎症及骨组织破坏。重要的是，该缓释体系的疗效等同于每日游离药物注射，且在同等给药频次下，显著优于游离药物组。过表达 CCL2 可逆转上述所有治疗作用，证实该体系依赖CCL2 通路发挥药效。本研究构建了一种极具前景的牙周炎免疫调控治疗策略，证实了缓释水凝胶在炎症性疾病治疗中的应用潜力。

实验方法

载药凝胶对牙周炎的治疗效果评价

将 25 只 8 周龄小鼠随机分为 5 组，每组 5 只：健康对照组（Control）、模型不干预组（PD）、空白凝胶治疗组（PD+Blank-gel）、载体凝胶治疗组（PD+Vehicle-gel）、载药凝胶治疗组（PD+Bindart-gel）。凝胶载药浓度，参照本团队前期建立的牙周局部给药治疗窗，并结合本凝胶体系的体外缓释动力学特征优化设定。小鼠实验性牙周炎模型参照既往文献方法构建：简要而言，采用 5-0 丝线结扎小鼠上颌第二磨牙牙颈部，持续诱导 7 天。凝胶干预组以 31G 胰岛素针，将液态前驱凝胶注入牙周袋内；每 3 天给药 1 次，干预周期 7 天。实验终点取材牙龈组织，用于总 RNA 提取与流式细胞分析；分离上颌骨样本，行 Micro-CT 扫描及组织病理学检测。

微CT扫描

将取材所得上颌骨置于4% 中性多聚甲醛中固定 24 h，随后进行 Micro‑CT 扫描。

采用 NEMO 显微 CT 系统（NMC‑200，平生医疗科技有限公司）完成扫描；设备工作参数设置如下：X 射线管电压 70 kV、管电流 200 μA、曝光时间 1500 ms，各向同性分辨率 14 μm。利用厂家配套软件（Avatar 3，平生医疗科技有限公司）完成图像重建与数据分析。感兴趣区（ROI）设定为圆柱形区域：高度 0.6 mm、直径 0.6 mm，自上颌第二磨牙颊根分叉顶部沿牙体长轴向根尖方向延伸。在感兴趣区内定量分析以下骨微结构参数：骨体积分数（BV/TV，%）、骨表面积 / 组织体积比（BS/TV，mm⁻¹）、骨小梁厚度（Tb.Th，mm）、骨小梁分离度（Tb.Sp，mm）、骨密度（BMD，g/cm³）及组织矿化含量（TMC，mg）。

实验结果

Micro‑CT 检测结果进一步证实：Bin-gel 干预能显著抑制牙槽骨吸收，减轻骨小梁结构破坏。具体而言，与牙周炎模型组相比，PD+Bin-gel 组的骨体积分数（BV/TV）、骨表面积组织体积比（BS/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、组织矿化含量（TMC）及骨密度（BMD）均显著升高；同时骨小梁分离度（Tb.Sp）明显降低，提示该治疗可有效保留骨量、维持牙槽骨微观结构完整性（图 4E）。

图 4 载宾达利 CS/β- 甘油磷酸钠 / 明胶 / 碳酸氢钠水凝胶对实验性牙周炎的治疗疗效 (E) 牙槽骨微观结构 Micro-CT 三维重建图像及骨参数定量分析；比例尺：0.5 mm；

Micro‑CT 结果显示：游离药物疗效呈现明显给药频次依赖性。在所有游离药物组中，每日给药组（PD + Free Bin‑Daily）对牙槽骨吸收的抑制效果最为显著，表现为 BV/TV、BS/TV、Tb.Th、TMC、BMD 显著升高，Tb.Sp 明显降低（图 5B‑C）。随着给药频次减少，疗效逐步衰减：每 2 日给药组（PD + Free Bin‑2D）疗效居中；而每 3 日游离给药组（PD + Free Bin‑3D）与未治疗牙周炎模型组相比，无明显改善。值得注意的是：每 3 日给药的载药水凝胶组（PD + Bin‑gel‑3D），牙槽骨保护效果与每日游离给药组相当，且显著优于同频次游离药物组（PD + Free Bin‑3D）（图 5B‑C）。该水凝胶体系的优异疗效，在分子与病理层面均得到一致验证：PD + Bin‑gel‑3D 组牙龈组织中，CCL2、TNF‑α、IL‑6、IL‑1β 等促炎因子的表达水平可下调至与每日游离给药组相近，并显著低于低频次游离给药组（图 5D）。

图 5 载宾达利水凝胶治疗牙周炎疗效优于常规游离宾达利给药(A) 实验设计示意图；(B) Micro CT 扫描三维重建、矢状位、冠状位及横断面影像；比例尺：0.5 mm；(C) 牙槽骨微结构参数定量分析结果；(D) 牙龈组织中炎症因子 mRNA 表达水平；

综上，本研究成功构建了一种可注射温敏型壳聚糖 /β- 甘油磷酸钠 / 明胶 / 碳酸氢钠（CS/β-GP/Gel/NaHCO₃）水凝胶，用于宾达利的局部长效递送，为牙周炎提供了全新的免疫调控治疗策略。该体系通过抑制CCL2 介导的单核细胞趋化作用，有效减轻局部炎症反应、阻断牙槽骨吸收，同时兼具优异的体内外生物相容性。本研究将靶向免疫调控与先进生物材料平台创新性结合，不仅克服了现有牙周炎治疗的关键短板，也为其他免疫介导类炎症疾病的干预方案提供了借鉴思路。

使用设备

 Micro CT (型号：NEMO) (平生医疗科技)

影像软件：Avatar（平生医疗科技）