四、生物活性离子诱导牙周再生

牙周组织主要包括牙骨质、牙龈、牙周膜和牙槽骨等，这些组织将牙齿牢牢地固定在颌骨上。牙周病是由细菌引起的牙周组织的感染，这种感染会引起炎症，从而造成牙龈萎缩、牙槽骨的渐进性吸收，最终导致牙齿松动、脱落。目前常见的牙周组织再生术，就是先在牙槽骨中功能丧失部位使用含胶原成分的骨粉或骨替代材料进行修复，然后在骨粉上覆盖诱导牙槽骨组织生长的生物膜，促进骨再生。与此同时，包裹在外面的牙龈也会沿着牙槽骨生长。大约两三个月以后，松动的牙齿就会重新稳固，恢复正常的咀嚼功能，因此采用能够快速诱导牙周组织再生的生物材料或活性离子对于恢复牙齿功能至关重要。

据报道，锶（Sr）离子具有促进牙周再生的作用。Wu等证明，从溶胶-凝胶基的介孔生物玻璃中释放出来的锶离子可促进细胞增殖和成牙分化，从而促进牙周组织再生。同时他们制备了含Sr的介孔生物活性玻璃（Sr-MBG）支架并研究了在组织工程支架系统中Sr的添加是否能刺激牙周膜细胞（PDLC）的成骨/成牙分化。该团队对Sr-MBG支架的组成、微观结构和介孔性质（比表面积、纳米孔体积和纳米孔分布）进行了表征，并系统地研究了PDLCs在不同Sr-MBG支架上的增殖情况、碱性磷酸酶（ALP）活性和成骨/牙骨质发生相关基因表达（ALP、Runx2、ColⅠ、OPN 和CEMP1）。 结果表明，Sr对MBG支架材料的介孔结构有重要影响，Sr含量较高会降低有序介孔及表面积与孔容比。材料中锶离子可以以可控的方式从Sr-MBG支架中释放，且Sr的掺入显著刺激了PDLC的ALP活性以及成骨、牙骨形成相关的基因表达。此外，该材料在模拟体液环境中仍保持优良的磷灰石矿化能力。该研究表明将Sr掺入MBG支架是刺激PDLC生物反应的可行方法。因此，Sr-MBG支架是一种很有前途的牙周组织工程应用的生物活性材料。

最新的设计概念是将锶离子和药物组成治疗复合物并通过介孔生物活性玻璃纳米粒子（MBN）共同递送以刺激牙周再生。其中，Sr离子在结构上掺杂到MBN中，而药物Phenamil作为BMP信号转导的小分子活化剂装载在外部，用于刺激源自牙髓的人类间充质干细胞骨/牙齿形成和矿化。两者可通过Trb3依赖性BMP信号通路协同作用形成刺激。

Qu等制备了一种三维纳米纤维明胶/磷酸镁的混合支架。这种支架不仅可以模仿天然牙基质的微观纳米结构和化学组成，还可以不断地向牙髓干细胞（DPSC）控释化学信号——镁（Mg）离子，从而提供理想的微环境以促进DPSC的增殖、分化和生物矿化。在体外研究中发现，该混合支架明显促进DPSC的增殖、ALP活性以及牙源性分化基因表达。体内研究进一步证实，该三维纳米纤维明胶/磷酸镁的混合支架促进更多的细胞外基质沉淀、硬组织形成以及牙源性分化的标记蛋白的表达。因此我们可以得出结论：这种仿生纳米结构杂化支架中释放金属离子的方法可以用来帮助牙周组织再生。