【摘要】：近年來隨著口腔種植的廣泛應用,種植體周圍炎的發(fā)病率不斷增高,研究發(fā)現(xiàn)細菌的感染是導致種植體周圍炎最主要的病因之一,而細菌生物膜是種植體周圍炎的始動因子。和懸浮的細菌相比,細菌生物膜內(nèi)的細菌的耐藥性、毒力以及抵抗宿主免疫防御的能力更強,僅僅對懸浮致病細菌進行研究,并不能確切評估抗菌劑對細菌生物膜內(nèi)細菌的抑制作用。為了更全面的評價材料的抗菌效果,對生物膜狀態(tài)下細菌的研究必不可少�？咕鈩恿Ο煼�(Antimicrobial Photodynamic Therapy,aPDT)是選擇性破壞細菌或者其他病原微生物的一種有效的方式。因其具有高靶向性、低損傷性、且易到達深層組織的特點,而得到了廣泛的關(guān)注,同時其對多重耐藥菌也起到了良好效果,因此逐漸的被應用于種植體周圍炎的治療之中。aPDT的抗微生物作用機理主要依賴于光敏劑、光源及氧三種因素,臨床上大部分光敏劑的吸收光在紫外或可見光波段,但是他們穿透能力差,在臨床應用中受到很多局限。摻雜鑭系元素的上轉(zhuǎn)換納米顆粒(Lanthanide-doped upconversion nanoparticles,UCNPs),能夠由穿透力較強的近紅外光激發(fā),上轉(zhuǎn)化發(fā)射可見光和紫外光。UCNPs具有許多優(yōu)點,如非自發(fā)熒光,抗菌性能好,化學穩(wěn)定性高,穿透力強,壽命長,對組織損傷小等。因此我們設想,將以紅光為激發(fā)光的光敏劑二氫卟吩e6(Chlorin e6,Ce6)結(jié)合UCNPs,既可以將穿透力強的近紅外光(Near Infrared,NIR)上轉(zhuǎn)換為紅光,激發(fā)Ce6產(chǎn)生aPDT效應,同時這種設計,又可增強其化學穩(wěn)定性,進而增強抗菌性能。并通過對UCNPs@Ce6進行硅烷化修飾,以增加其親水性和生物利用度。最終我們通過摻雜不同比例的Mn~(2+)以增強紅光的上轉(zhuǎn)換性能,從而提高aPDT的抗細菌生物膜的能力。因此我們進行了以下實驗研究:實驗一:研究不同濃度的Ce6對于單菌種生物膜的抗菌性能影響。首先通過CCK8實驗,研究不同濃度Ce6對小鼠成纖維細胞L929的細胞毒性的影響,篩選出Ce6可用的最大濃度。再通過細菌生物膜死/活染色,菌落形成單位(CFU)計數(shù)確定細菌存活率,MTT檢測生物膜代謝活性,檢測細菌生物膜的量,硫酸-苯酚法檢測多糖產(chǎn)量等一系列實驗,對三種不同細菌:牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.gingivalis),中間普氏菌(Prevotella intermedia,P.intermedia),具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum,F.nucleatum)的單菌種口腔生物膜的抗菌性能進行檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn),三種單菌種生物膜在數(shù)量、活性、多糖產(chǎn)量等方面都有所降低,且具有統(tǒng)計學差異(P0.05)。實驗表明:Ce6對單菌種細菌生物膜具有一定的殺菌作用。但是隨著Ce6濃度的增加,并未見其抗菌能力增強�？赡苁且驗镃e6受紅光激發(fā),而紅光的穿透性弱,且Ce6的水溶性很差,不利藥物的滲透,因而影響aPDT的治療效果,所以單純應用Ce6有一定的抗菌的效果,但仍沒有達到我們的預期療效。實驗二:UCNPsMn@Ce6@silane的合成及表征。合成UCNPs@Ce6,將UCNPs@Ce6硅烷化修飾增加其親水性,并添加不同比例的Mn~(2+)來增強其紅光轉(zhuǎn)換強度,合成新型納米復合材料UCNPsMn@Ce6@silane。激發(fā)光由紅光改為NIR增強其穿透性,從而增強抗菌性能。通過透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,TEM),傅里葉紅外(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FTIR)光譜觀測UCNPs表面上的有機基團,Zeta電位儀測定UCNPs的Zeta電位,并檢測納米復合材料的上轉(zhuǎn)換光譜等物理表征。結(jié)果顯示:TEM觀察兩種納米粒子的尺寸分布非常均勻,UCNPs約為25 nm,硅烷化的UCNPs約為30 nm,硅烷層厚度為約2-3 nm,薄硅烷層在粒子表面清晰可見。新的Si-O-Si和Si-OH的特征峰出現(xiàn),表明硅烷改性成功。此外,由于長碳鏈-CH2的特征峰的強度,也表明硅烷改性的成功。通過XRD檢測Mn~(2+)對UCNPs的結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果證實了純六方相NaYF_4在將Mn~(2+)引入納米晶體之后,UCNPs的晶體結(jié)構(gòu)從六方相變?yōu)榱⒎较�。另�?隨著Mn~(2+)摻雜比例的增加,可以發(fā)現(xiàn)晶面的衍射峰向大角度方向移動,進一步說明了Mn~(2+)摻雜的成功。實驗三:檢測UCNPsMn@Ce6@silane對單菌種生物膜的抗菌性能的影響。合成UCNPsMn@Ce6@silane納米復合材料,與UCNPs@Ce6@silane對比,在980 nm NIR激發(fā)下,對三種單菌種口腔生物膜,進行細菌生物膜死/活染色,菌落形成單位(CFU)計數(shù)確定細菌存活率,進行MTT檢測生物膜代謝活性,進行硫酸-苯酚法檢測多糖產(chǎn)量等一系列實驗。實驗結(jié)果表明:單純的NIR激發(fā)并不能有效的激活Ce6@silane的aPDT效應,而UCNPs的加入,使得實驗組的三種單菌種細菌生物膜,在細菌菌落數(shù)、活性、多糖產(chǎn)量等方面比Ce6@silane都有顯著降低(P0.05)。同時,隨著Mn~(2+)摻雜比例的增加,UCNPsMn@Ce6@silane的抗菌性可見顯著提高,其中摻雜30%Mn~(2+)組表現(xiàn)出最佳的抗菌能力。這可能是由于硅烷化表面使UCNPs@Ce6的親水性增強,而Mn~(2+)的加入使得上轉(zhuǎn)換紅光效應增強,提高了aPDT抗單菌種生物膜的能力。實驗四:研究UCNPsMn@Ce6@silane對口腔多菌種細菌生物膜抗菌性能的影響。研究其對單菌種、三菌種、六菌種口腔生物膜的抗菌性能。選取Ce6@silane(對照組),UCNPs@Ce6@silane以及UCNPs30%Mn@Ce6@silane為實驗組。通過細菌生物膜死/活染色,菌落形成單位(CFU)計數(shù)確定細菌存活率,MTT測定生物膜代謝活性,硫酸-苯酚法檢測多糖產(chǎn)量等一系列實驗檢測其抗菌性能。結(jié)果表明UCNPs@Ce6@silane雖然可以在單菌種生物膜中表現(xiàn)較好的抗菌性能,但是在三菌種、六菌種生物膜中,其抗菌性能明顯下降。然而在UCNPs30%Mn@Ce6@silane組,由于Mn~(2+)紅光增強效應,導致Ce6的aPDT效應增大,因此對多菌種生物膜依然保持了較強的抗菌活性。綜上,本論文利用UCNPs與紅光光敏劑Ce6結(jié)合,同時通過摻雜Mn~(2+)提高UCNPs上轉(zhuǎn)換紅光的發(fā)光效率,進而增強Ce6的抗菌作用,最終通過硅烷化的表面處理,提高材料的親水性以增加材料的生物可吸收度,通過aPDT研究其對口腔生物膜的影響。本實驗的研究結(jié)果表明,新興的基于上轉(zhuǎn)化納米粒子的抗菌光動力治療,可以有效抑制口腔種植體周圍炎癥相關(guān)細菌生物膜的形成與發(fā)展,且毒性較低,具有較高的生物可利用度,這種新型的設計對臨床治療種植體周圍炎提供了新的思路,為上轉(zhuǎn)換納米粒子的臨床治療提供了理論基礎和實驗支撐。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R783.6
【圖文】：

gingivalis表面的一些結(jié)構(gòu)，能夠促進細菌在齦下粘附、定植和生長，多種子以及代謝產(chǎn)物引起了種植體周圍的組織破壞，并使機體產(chǎn)生了免疫防御在種植體周圍炎的發(fā)生、發(fā)展過程中起到了重要作用。P. intermedia能夠吸收，抑制新骨的形成，破壞牙槽骨代謝的作用，并且能夠通過各種蛋白低宿主的防御能力。Robitaille N 等學者[26]通過 Meta 分析，總結(jié)了 21 篇文章，發(fā)現(xiàn)種植炎有多種細菌聚集在生物膜上，細菌的大量聚集加重了疾病的進程。生物菌遷移率差異，可能是造成種植體周圍炎炎癥加重的因素之一。然而導致衡破壞的發(fā)病機制和詳細途徑仍然在研究之中。

1.3 抗菌光動力療法的全身抗菌應用1.3.1 在慢性傷口感染的應用慢性的傷口感染有相當高的發(fā)病率，甚至會導致截肢。傷口感染從最初的細菌定植開始，隨后是生物膜形成，生物膜保護細菌免受宿主防御，同時增加對常規(guī)抗生素的耐藥性[83]。金黃色葡萄球菌和凝固酶陰性葡萄球菌是最見的細菌，其他常見生物包括陰溝腸桿菌，糞腸球菌，銅綠假單胞菌，馬氏鏈球菌等[84]。目前，治療感染的最佳方式是去除細菌生物膜，研究表明 aPDT 可有效的治療由各種病原體引起的傷口感染[85]。

確定生物膜中多糖的量。在 OD 讀數(shù)轉(zhuǎn)換為多糖濃 0, 5, 10, 20, 50 和 100 mg/mL 作為標準。分析素 ANOVA 方差分析，評估顯著差異(p < 0.05)。 統(tǒng)SS, Chicago, IL)軟件進行。果度的 Ce6 對小鼠成纖維細胞 L929 細胞毒性的

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫妮娜;李秋華;;護理行為干預口腔種植體周圍炎的效果分析[J];全科口腔醫(yī)學電子雜志;2018年33期

2 朱一氫;;光治療種植體周圍炎的應用及研究進展[J];臨床醫(yī)藥文獻電子雜志;2018年95期

3 孫梅;;鹽酸米諾環(huán)素軟膏聯(lián)合甲硝唑凝膠治療種植體周圍炎的療效分析[J];全科口腔醫(yī)學電子雜志;2019年03期

4 賈永娜;周政;;Er:YAG激光治療種植體周圍炎的相關(guān)研究進展[J];農(nóng)墾醫(yī)學;2019年03期

5 王繼民;;口腔護理行為對種植體周圍炎的影響分析[J];全科口腔醫(yī)學電子雜志;2017年13期

6 蔡宇藝;;牙種植體周圍炎治療與后期維護研究進展[J];世界最新醫(yī)學信息文摘;2017年95期

7 林曦;徐淑蘭;鄭相淮;張翔成;;粘結(jié)劑殘留致種植體周圍炎[J];實用醫(yī)學雜志;2017年24期

8 卓祥春;;對照分析種植體周圍炎發(fā)病的影響因素[J];世界最新醫(yī)學信息文摘;2018年04期

9 王t2;胡曉潘;李志強;;淺析牙種植體周圍炎的相關(guān)影響因素[J];甘肅醫(yī)藥;2017年12期

10 花菲;;種植體周圍炎的發(fā)病率及相關(guān)因素的研究[J];山西醫(yī)藥雜志;2018年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 晏子衡;吳新;;Er:YAG激光對種植體周圍炎療效的臨床觀察[A];第十一次全國口腔修復學學術(shù)會議論文匯編[C];2017年

2 張春寶;張蓉;馬軒祥;宋應亮;賈衛(wèi);;口腔種植體周圍炎免疫機制的研究[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

3 張雪洋;;種植體周圍炎的治療(摘要)[A];第十次全國牙周病學學術(shù)會議論文摘要匯編[C];2014年

4 陳斌;吳文蕾;張倩;閆福華;;采用非手術(shù)方法治療種植體周圍炎療效的3年回顧性研究[A];第十次全國牙周病學學術(shù)會議論文摘要匯編[C];2014年

5 石琦;宋珂;周鑫才;熊紫蘭;杜田豐;盧新培;曹穎光;;大氣壓常溫等離子體射流治療種植體周圍炎的實驗研究[A];第八次全國口腔修復學學術(shù)年會論文匯編[C];2014年

6 易佳;譚包生;;下頜骨種植體周圍炎模型建立的動物實驗研究[A];第六屆全國口腔種植學術(shù)會議論文匯編[C];2009年

7 張艷玲;周爽英;;Er,Cr:YSGG激光治療種植體周圍粘膜炎或輕度種植體周圍炎的效果評價[A];第十次全國牙周病學學術(shù)會議論文摘要匯編[C];2014年

8 徐燕華;譚包生;黃寶延;;口腔護理行為對種植體周圍炎的影響分析[A];全國口腔科護理學術(shù)交流暨專題講座會議論文匯編[C];2006年

9 徐戀yN;;載四環(huán)素有機/無機復層材料治療種植體周圍炎的前期研究[A];第十一次全國口腔修復學學術(shù)會議論文匯編[C];2017年

10 白艷杰;馬寧;鄭旭;王霄;魏世成;;Er:YAG激光對種植體-骨界面生物學效應的體外研究[A];中華口腔醫(yī)學會全科口腔醫(yī)學專業(yè)委員會第六次學術(shù)會議暨廣東省口腔醫(yī)學會全科口腔醫(yī)學專委會2015年年會論文集[C];2015年

相關(guān)博士學位論文 前6條

1 劉子豪;構(gòu)建新型融合肽預防種植體周圍炎的研究[D];天津醫(yī)科大學;2019年

2 張?zhí)焓?基于二氫卟吩e6抗菌光動力療法抑制種植體周圍炎相關(guān)致病菌的研究[D];吉林大學;2019年

3 高曉蔚;生物標記物與種植體周圍炎的相關(guān)性研究[D];吉林大學;2018年

4 張春寶;口腔種植體周圍炎免疫機制的研究[D];第四軍醫(yī)大學;2000年

5 林映荷;白細胞介素-1基因多態(tài)性和種植體周組織結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)研究[D];四川大學;2005年

6 周鑫才;等離子體射流聯(lián)合刮治術(shù)治療犬種植體周圍炎的實驗研究[D];華中科技大學;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 周琳怡;光動力抗微生物化學療法在口腔種植體周圍炎預防中的應用及其機理研究[D];上海交通大學;2018年

2 吳佩佩;維藥買朱尼對犬種植體周圍炎骨改建的實驗性研究[D];新疆醫(yī)科大學;2019年

3 姑則麗努爾·阿布都克力木;買朱尼對犬種植體周圍炎齦溝液中MMP-13及COL-Ⅱ水平影響的實驗研究[D];新疆醫(yī)科大學;2019年

4 朱白雪;MMP-8和MMP-13在種植體周圍炎齦溝液中表達水平的研究[D];新疆醫(yī)科大學;2019年

5 許香娜;半導體激光輔助治療種植體周圍炎的臨床效果觀察[D];山東大學;2019年

6 孫澤華;種植體周圍炎幾種引發(fā)因素的Meta分析[D];吉林大學;2019年

7 譚建蘋;光動力療法輔助治療種植體周圍炎療效的meta分析[D];重慶醫(yī)科大學;2019年

8 劉曉曉;光動力療法輔助治療種植體周圍炎的療效研究[D];鄭州大學;2018年

9 林Y弔D;應用復方奧硝唑大黃口腔緩釋膜治療種植體周圍炎的臨床病例研究[D];大連醫(yī)科大學;2018年

10 劉飛飛;種植體周圍炎影響因素的Meta分析[D];天津醫(yī)科大學;2018年

本文編號：2765403