近期，南昌大学王小磊教授团队和南昌大学第一附属医院廖岚教授团队合作，受钟乳石酸响应矿化/溶解过程启发，构建NIR/pH响应可视化纳米平台CIMA。该平台可在种植体周围炎酸性骨缺损微环境中释放药物并产生荧光预警，兼具抗菌、抗炎、免疫调控和促骨再生作用，为感染性骨缺损治疗提供新策略。
种植体周围炎是一种以进行性种植体周围骨吸收为特征的炎症性疾病，对种植体的长期存活构成重大挑战，并带来沉重的治疗负担。由于种植体周围炎早期通常无症状且难以检测，最佳干预时机常被错过。当前的重建方法主要依赖侵入性清创术或骨移植技术，这凸显了开发一种兼具诊断功能、抗炎作用和成骨潜能的多功能治疗策略的必要性。
围绕这一临床问题，南昌大学王小磊、廖岚团队受钟乳石“矿化沉积—酸性溶解”过程启发，构建了一种近红外/pH响应可视化纳米平台CIMA（ACC@ICG/AZM@ALD）。该材料以无定形碳酸钙（ACC）作为酸响应矿物载体，将近红外荧光/光热分子吲哚菁绿（ICG）和兼具抗菌、免疫调节潜力的阿奇霉素（AZM）共同封装其中，并进一步利用具有骨矿物亲和能力的阿仑膦酸盐（ALD）进行表面修饰，从而赋予材料骨靶向能力。中性环境下，ACC外壳可相对稳定地包载功能分子；当种植体周围炎局部酸化并伴随骨吸收时，CIMA发生响应性解体，释放ICG和AZM，并激活近红外荧光信号，由此形成“病灶预警—协同治疗—骨缺损修复”的一体化策略（图1）。图1：CIMA纳米平台的构建及其用于种植体周围炎骨缺损“监测—治疗—再生”的示意图。
一、仿钟乳石CIMA纳米平台的合成与表征
首先，团队通过气体扩散法制备了无定形碳酸钙纳米颗粒（ACC NPs），随后将 ICG 与 AZM 共负载以获得ACC@ ICG / AZM（CIM）。随后通过双膦酸盐配体ALD进行表面修饰，得到靶向骨的最终产物ACC@ ICG / AZM @ALD（CIMA）。通过透射电镜、傅里叶变换红外光谱、荧光光谱、紫外-可见光谱和X射线光电子能谱等证明了CIM和CIMA的成功合成(图2)。二、材料的pH与NIR响应及ROS调控特性
接着，通过紫外-可见光谱等证明了CIMA兼具酸响应性、荧光稳定性及良好的选择性，使其适用于酸性骨吸收微环境中的成像与治疗。通过光热性能测试显示，808 nm NIR照射下CIMA升温迅速，经多次激光开关循环，温度可稳定在42-50℃安全区间，光热稳定性良好。通过光动力实验证实，NIR可触发CIMA生成单线态氧（¹O₂），实现ROS可控生成(图3)。图3：CIMA的NIR 响应性及活性氧（ROS）调控。
三、材料的体外抗菌性能
随后，该团队验证了CIMA显著破坏金黄色葡萄球菌和变形链球菌的生物膜结构。通过实验结果表明CIMA的疗效优于CIA，证明 ICG 与 AZM 具有协同增强杀菌及抗生物膜作用的效果。接着，使用临床环境中获取的严重感染牙种植体在体外培养多菌种种植体周围炎生物膜，实验证明CIMA即使在复杂的临床来源多菌种生物膜环境中仍展现出显著的抗生物膜功效(图4)。四、材料的促成骨能力
采用MC3T3-E1细胞通过细胞骨架染色、ALP染色、茜素红S染色、qRT-PCR检测等实验证实了CIMA材料的成骨潜力。随后，采用了经M-CSF+ RANKL 诱导7天的RAW 264.7细胞进行实验证实了其抑制破骨细胞活性，促进了成骨分化(图5)。 五、材料在大鼠牙槽骨种植体周围炎模型中的治疗效果
构建Sprague-Dawley（SD）大鼠拔牙后种植体相关性种植体周围炎模型，然后进行苏木精-伊红（H&E）染色、Masson染色、TRAP染色等实验，接着将混合细菌悬液与CIMA共同孵育10分钟，并使用 NIR -I系统进行成像，最终实验证明CIMA可通过诱导更大量的 ICG 释放来响应骨缺损处的低pH微环境，使其成为种植体周围炎监测的理想候选材料(图6)。图6：CIMA纳米颗粒在大鼠种植体周围炎模型中的治疗效果。
针对种植体周围炎引发的炎症性骨缺损治疗难题，研究受钟乳石结构启发，构建了兼具NIR/pH双重响应、可视化激活功能的CIMA纳米诊疗平台。该平台集病变早期可视化预警、抗菌抗生物膜、调控炎症氧化应激、促进炎症性骨再生于一体，实现了种植体周围炎监测-治疗-修复一体化诊疗。未来可探索更简化、可规模化生产的制备策略，以推动此类多功能平台的临床转化。
南昌大学附属口腔医院2023级博士研究生，主治医师。
江西科技师范大学副校长、南昌大学二级研究员、南昌大学博士生导师、江西省政协常委、江西省青年科技工作者协会名誉会长、九三学社南昌大学基层委员会主委、江西省九三学社青工委主任，南昌大学发改委生物工程药物及其技术国家地方联合中心副主任，南昌大学“光健康新材料技术国家一流学科特区”方向负责人，国家级人才，国家有突出贡献中青年专家，青年长江学者，获国务院特殊津贴。
主要研究方向为光响应材料在生物医药领域的应用。以第一作者或通讯作者在Science Advances、 Advanced Materials、Advanced Functional Materials、ACS Nano、Bioactive Materials等国际顶尖期刊发表论文140余篇。申请国际/国内专利44项，已授权22项，获2类医疗器械注册证一份。分别应美国化学会、英国One Central Press、Springer Nature出版社邀请撰写科技专著各一章。获吉林省自然科学学术成果奖一等奖、江西省自然科学奖二等奖、江西省医学技术一等奖、江西省青年科技奖等10余项省级以上科研奖励。南昌大学第一附属医院党委书记、教授、主任医师，南昌大学博士生导师、国际牙医师学院（ICD）中国区院士。担任中华口腔医学会口腔医学教育专委会常委、中华口腔医学会口腔修复专业委员会常委、中华口腔医学会第六届口腔颌面放射专业委员会委员、江西省口腔修复专委会主委、江西省口腔医学会副会长、江西省研究型医院学会第二届理事会副会长。江西省口腔生物医学重点实验室-口腔生物材料方向学科带头人，教育部学位与研究生教育发展中心评审专家、国家自然科学基金委会评审专家、国家留学基金委评审专家、《口腔疾病防治》编委。美国Temple大学牙学院和University of Washington牙学院访问学者。主要研究方向为口腔生物材料研发及口腔鳞癌基础与临床研究。近年主持国家自然科学基金课题3项，省重点自然科学基金1项，发表SCI论文30余篇,译著1部，参编著作2部，获国家发明专利2项。该研究得到了国家自然科学基金项目（32560229、82160194）、江西省重点研发计划重点项目（20243BBI91023、20212BBG73004）、江西省生物工程药物重点实验室项目（2024SSY07061）、南昌大学交叉创新基金项目（PYJX20230001）和南昌大学第一附属医院临床研究培育项目（YFYLCYJPY202401）的资助。
Ziyu Zhou, Qiaowen Zheng, Jiahui Yang, Yifan Cai, Zixun Lan, Yingying Xu, Xianglin Dai, Lan Liao*, Xiaolei Wang*. Stalactite-Inspired NIR/pH-Responsive Visualizable Nano-Platform for Microenvironment-Activated Therapy of Peri-Implantitis-Induced Bone Defects. Bioactive Materials, 63 (2026) 221-238.
DOI: 10.1016/j.bioactmat.2026.03.005
Bioactive Materials 创建于2016年，自2019年被SCIE检索收录以来影响因子实现跳跃式增长（IF 2019: 8.724；IF 2020: 14.593；IF 2021: 16.874；IF 2022:18.9; IF 2023: 18; IF 2024: 20.3）；JCR materials science, biomaterials 领域SCIE期刊国际排名连续五年第一。此外， 2020年到2025年连续五年入选中国科学院文献情报中心期刊分区表一区，Top期刊；入选材料科学综合类高质量科技期刊分级目录T1区。
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