郭雅萱 尚佳鑫 薛智鈞

近年來，口腔生物材料的發(fā)展已成為口腔各個學(xué)科發(fā)展的重要組成部分，其在防治口腔各類疾病以及修復(fù)各類口腔病損等方面均有較重要的作用[1，2]。其中，透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA）是一種由N-乙酰氨基葡萄糖和D-葡糖醛酸雙糖單位反復(fù)交替而形成的一種聚合物，具有較好的生物相容性。1934年，有學(xué)者首次從牛眼玻璃體中提取得到HA，隨后被廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域，均展現(xiàn)出良好的治療效果[3，4]。HA單一應(yīng)用時，其性質(zhì)存在著較多不足，如機(jī)械性能差、在體內(nèi)易降解等。因此，國內(nèi)外學(xué)者開始嘗試對其進(jìn)行改性，制成HA復(fù)合材料，以期進(jìn)一步改善其生物學(xué)及材料學(xué)性能，并使其在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。本文將對口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中常見的HA復(fù)合材料及其應(yīng)用進(jìn)行討論。

一、HA復(fù)合材料的種類及性能特點(diǎn)

HA復(fù)合材料在保障HA生物學(xué)及材料學(xué)性能的前提下，通過物理、化學(xué)改性使HA與其他生物活性材料相結(jié)合，克服了HA機(jī)械性能差和體內(nèi)易降解等缺點(diǎn)，提高了復(fù)合材料本身的穩(wěn)定性及其他生物學(xué)和材料學(xué)性能。Seker等[5]以京尼平為交聯(lián)劑制備了富血小板血漿/氨基功能化透明質(zhì)酸（PL/HANH2）復(fù)合材料，其體外降解速率緩慢，支架完整性基本保持為21天，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在PL/HANH2復(fù)合材料上黏附增殖良好。Dae等[6]通過3D打印技術(shù)制備了透明質(zhì)酸/納米金剛石（HA/Nd）復(fù)合水凝膠材料，與單純的HA納米復(fù)合水凝膠相比，HA/Nd復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度提高了1.29倍，Nd的加入顯著提高了HA復(fù)合材料的機(jī)械性能。因此，改性形成的HA復(fù)合材料在機(jī)械強(qiáng)度和生物相容性等方面均有所提升。

目前HA復(fù)合材料種類繁多，其主要以水凝膠、支架形式為主[7，8]。根據(jù)在口腔中的應(yīng)用功能可大致分為藥物緩釋類、成骨類等。近年來關(guān)于HA復(fù)合材料在口腔治療中的研究已經(jīng)取得較大進(jìn)展。

二、HA復(fù)合材料在口腔治療中的應(yīng)用

1.牙周治療方面

牙周炎是由局部或全身因素引起的牙周組織的慢性感染性炎癥，是較為常見的口腔疾病。機(jī)械清創(chuàng)及牙周外科手術(shù)是牙周治療的主要方法[9]，但由于牙齒解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通常需要生物活性材料作為輔助治療，徹底清除病原體，以促進(jìn)牙周組織再生。有研究發(fā)現(xiàn)，HA對牙周致病菌有抑制作用，在輔以HA的非手術(shù)及手術(shù)治療中患牙的探診深度及探診出血均有所減少[10]。但由于其作用時間短、易降解等缺點(diǎn)，常導(dǎo)致作用效果不穩(wěn)定，限制了HA在臨床中的應(yīng)用。

近年來有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)HA與其他生物材料復(fù)合后，可通過藥物緩釋作用顯著增加材料的抗菌效果。Kanwal等[11]通過制備多西環(huán)素/巰基化殼聚糖/透明質(zhì)酸復(fù)合膜，復(fù)合膜具有較高的孔隙率，7天內(nèi)藥物緩釋率達(dá)80%以上；體外抗菌實(shí)驗(yàn)顯示該復(fù)合膜有較好的抗菌效果，可作為牙周局部給藥的候選材料。Chang等[12]制備了明膠/透明質(zhì)酸/扁柏醇復(fù)合膜，利用京尼平進(jìn)行交聯(lián)，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合膜的交聯(lián)度達(dá)84%以上，復(fù)合膜與NIH-3T3共培養(yǎng)24 h后，細(xì)胞生存率高達(dá)70%以上，表明復(fù)合膜有良好的生物相容性；另外HA顯示出較強(qiáng)的載藥能力和殺菌效果，隨著HA載藥量的增加，HA對金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的抑制性逐漸增強(qiáng)；該復(fù)合膜降解時間為一周左右，可充分保證牙周膜成纖維細(xì)胞的附著、增殖及分化。

上述研究可見，將HA材料復(fù)合改性后，可有效增強(qiáng)材料的抗菌性能，并且保持材料在合適時間降解，為牙周細(xì)胞的再生提供時間，對牙周治療的發(fā)展具有重要的意義。

2.口腔黏膜治療方面

口腔黏膜病是口腔發(fā)病率較高的一種疾病，可見于舌、唇頰等各部位，其治療方法以藥物治療為主，但其治療藥物大都起效較慢、作用時間不持久，大大影響了治療效果。有研究表明HA對口腔黏膜疾病顯示出較好的療效，與其它藥物復(fù)合形成HA復(fù)合材料后可起到藥物緩釋作用。Khaled M等[13]評估了基于HA的口腔凝膠制劑對鵝口瘡的治療效果，體外釋放曲線顯示，其初始釋放速率有所延遲，隨著時間的推移藥物的釋放速度加快，并保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)。與市售凝膠相比，基于HA的口腔凝膠制劑3 h的累積釋藥率高達(dá)72%，抗真菌性能提高了1.72倍。HA復(fù)合凝膠制劑良好的抗菌性能及有效促進(jìn)黏膜的愈合能力均顯示了其在鵝口瘡藥物治療方面的潛力。另外，Domenico等[14]評估了基于HA的漱口水以及局部凝膠制劑對復(fù)發(fā)性阿弗他潰瘍的治療效果，臨床研究發(fā)現(xiàn)，所有患者病損顏色、大小均有所好轉(zhuǎn)，疼痛程度有所減輕?？梢娀贖A的漱口水以及局部凝膠制劑均能有效的促進(jìn)復(fù)發(fā)性阿弗他潰瘍的愈合。氧自由基（reactive oxygen species，ROS）是導(dǎo)致放射性口炎的重要因素。Nicola等[15]制備了一種富含氨基酸的HA凝膠，研究發(fā)現(xiàn)其可阻止ROS的產(chǎn)生并且能夠保護(hù)成纖維細(xì)胞不受放射治療產(chǎn)生的ROS的損傷，并能夠促進(jìn)放射性口炎的愈合，此舉為放射性口炎的治療提供了一個新的思路。

當(dāng)下，HA常被制成凝膠型復(fù)合材料有望作為新型黏膜軟組織修復(fù)材料，解決復(fù)發(fā)性阿弗他潰瘍、白色念珠菌病等臨床問題。此外，基于良好的生物相容性、促愈合性，HA有望在治療口腔黏膜其它類型疾病方面發(fā)揮重要作用。

3.牙體牙髓治療方面

神經(jīng)、細(xì)胞和血管是牙齒牙髓組織的主要成分，當(dāng)各種因素導(dǎo)致牙體組織破壞時，細(xì)菌便可侵入并感染牙髓造成牙髓組織的不可逆性炎癥，但臨床上目前尚未存在實(shí)現(xiàn)牙髓再生的有效方法。有研究表明HA可與其它生物材料復(fù)合，促進(jìn)牙髓干細(xì)胞的增殖分化。Silva CR等[16]研發(fā)了一種可注射性透明質(zhì)酸/纖維素納米晶體/血小板裂解液（HA/CNCS/PL）水凝膠，該復(fù)合水凝膠較為整齊、致密，具有均勻的多孔結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料改善了水凝膠的穩(wěn)定性，對人牙髓干細(xì)胞的活性有顯著的支持作用。該水凝膠通過持續(xù)釋放促血管生成因子，促進(jìn)了牙髓來源細(xì)胞的聚集并且對細(xì)胞增殖和代謝活性有著積極的影響，其緩釋時間高達(dá)11天左右。同時該水凝膠具有良好的流動性，可輕松注射到任何部位，因此該水凝膠在未來牙髓再生的治療中具有較大的應(yīng)用潛力。牙髓干細(xì)胞在根管牙本質(zhì)壁上的穩(wěn)定粘附是重建牙髓再生中的關(guān)鍵要素。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，Liu[17]等制備了多巴胺/透明質(zhì)酸（DA/HA）復(fù)合涂層材料，與未涂層牙本質(zhì)組相比其親水性明顯增強(qiáng)，牙髓干細(xì)胞在DA/HA涂層的牙本質(zhì)切片上的黏附性優(yōu)于未涂層的牙本質(zhì)切片，且在培養(yǎng)48 h后牙髓干細(xì)胞生長良好，細(xì)胞數(shù)明顯增加。這些研究結(jié)果為牙髓再生提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

HA復(fù)合材料作為一種凝膠制劑，流動性高、可塑性強(qiáng)、根管內(nèi)操作方便，為牙髓再生的實(shí)現(xiàn)提供一種新的可能途徑。但由于在牙體內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，HA復(fù)合材料能否在牙體內(nèi)實(shí)現(xiàn)生物活性物質(zhì)的穩(wěn)定釋放，仍需要進(jìn)一步研究。

4.顳下頜關(guān)節(jié)修復(fù)治療方面

顳下頜關(guān)節(jié)紊亂?。═MD）是由于顳下頜關(guān)節(jié)或咀嚼肌病理性改變導(dǎo)致的疾病。目前TMD受多種因素影響且臨床治療較為復(fù)雜[18]。HA在顳下頜關(guān)節(jié)治療中起到潤滑、消炎和止痛的作用。同時HA對顳下頜關(guān)節(jié)中軟骨細(xì)胞的分布、數(shù)量及細(xì)胞核的形態(tài)均產(chǎn)生明顯的影響[19]。但由于HA易降解等缺點(diǎn)，有學(xué)者將HA與其它材料復(fù)合形成藥物緩釋系統(tǒng)，延長HA作用時間，提高TMD的治療效果。Zhu等[20]通過制備載有HA和帕瑞昔布的聚乳酸羥基乙酸共聚物（poly lactic-co-glycolic acid，PLGA）微球作為藥物遞送系統(tǒng)用于治療TMD，其微球形態(tài)規(guī)則、表面光滑、相互之間無粘性，具有較高的載藥量和包封率。體外釋藥實(shí)驗(yàn)表明，緩釋微球可持續(xù)釋放藥物達(dá)28天，且24 h突釋量為總釋量的19.98%。同時該復(fù)合材料降低了關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞中IL-1β、TNF-α等炎性因子的表達(dá)。帕瑞昔布-透明質(zhì)酸PLGA微球具有良好的緩釋效果及抗炎活性，為臨床TMD的治療提供了新思路。Talaat W等[21]設(shè)計(jì)的殼聚糖/透明質(zhì)酸溫敏水凝膠藥物緩釋系統(tǒng)可使HA在關(guān)節(jié)腔內(nèi)保留較長時間，從而最大限度地減少關(guān)節(jié)內(nèi)重復(fù)注射的需要，并減少潛在的并發(fā)癥。7 d后水凝膠支架在兔顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)的平均保留率為35.61%±6.68%，明顯高于僅注射HA的對照組?？梢姎ぞ厶?透明質(zhì)酸溫敏水凝膠藥物緩釋系統(tǒng)可有效地延長藥物保留的時間，是一種有效的TMD藥物緩釋系統(tǒng)，并有可能克服目前關(guān)節(jié)內(nèi)制劑的許多局限性。

HA復(fù)合材料治療TMD，能夠避免短時間內(nèi)反復(fù)注射藥物，有效緩解炎癥，安全性高，進(jìn)一步提升患者的生活質(zhì)量，應(yīng)用效果理想，值得在臨床推廣應(yīng)用。

5.口腔骨組織修復(fù)方面

頜面部的腫瘤、外傷以及炎癥等是造成的頜面部骨缺損的主要原因，為促進(jìn)骨組織愈合，通常需要生物活性材料誘導(dǎo)成骨。但目前臨床上有效的成骨活性材料較少，使得骨組織修復(fù)效果欠佳。HA作為一種無致炎性且生物相容性較好的材料，其特有的結(jié)構(gòu)特性和理化性能對成骨細(xì)胞的增殖、黏附、分化提供良好效果[22，23]。當(dāng)與聚己內(nèi)酯(PCL)等生物活性物質(zhì)形成復(fù)合材料時可彌補(bǔ)其機(jī)械強(qiáng)度不足等缺點(diǎn)。Dana等[24]利用靜電紡絲技術(shù)制備PCL/HA復(fù)合材料，SEM顯示復(fù)合材料的纖維直徑范圍在100 nm至2 μm之間。MC3T3-E1成骨前體細(xì)胞在支架上顯示出良好的黏附性和增殖性，同時細(xì)胞與復(fù)合材料共培養(yǎng)16天后發(fā)現(xiàn)，與單一HA材料相比，復(fù)合材料ALP活性高，茜素紅染色強(qiáng)，具有明顯的成骨分化和鈣礦化作用，可作為骨組織工程支架的優(yōu)良的候選材料參與口腔治療。Hee等[25]通過沉淀法開發(fā)了一種基于PCL和HA的生物活性植骨材料，PCL/HA復(fù)合微球中HA包封率穩(wěn)定、分布均勻。研究表明，PCL/HA復(fù)合微球在體外人骨膜來源細(xì)胞（HPDCs）的增殖和成骨分化提供了適宜的環(huán)境，與未添加HA的PCL微球相比，可以顯著促進(jìn)體內(nèi)的骨再生。PCL/HA復(fù)合微球是一種簡單但具有臨床應(yīng)用價值的生物活性骨移植材料，可以作為一種簡單但臨床適宜的生物活性植骨材料，用于修復(fù)大面積骨缺損。

HA復(fù)合材料憑借其良好的機(jī)械性能和優(yōu)良的生物相容性，滿足了骨組織工程學(xué)的應(yīng)用需求，其在口腔骨組織工程學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，可能成為今后的研究熱點(diǎn)。

6.口腔整形美容方面

隨著人們生活水平提升，口腔整形美容以其微創(chuàng)有效的治療手段備受人們的喜愛。有學(xué)者認(rèn)為，HA作為一種可注射性填充劑，可用于軟組織填充使面部年輕化，因其具有許多優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的歡迎[26]，但其易吸收、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)限制了臨床應(yīng)用，因此有學(xué)者通過將其與其它生物材料復(fù)合，克服了局限性，使其作用效果更加顯著。如Amir等[27]研制的HA配合羥基磷灰石的皮膚填充劑用以修整頜線形態(tài)，羥基磷灰石的加入，刺激了皮膚天然膠原的產(chǎn)生，從而獲得持久的效果。通過應(yīng)用該皮膚填充劑，在避免外科手術(shù)的同時增強(qiáng)頜骨輪廓，提高了頜線的清晰度，創(chuàng)造出更年輕、更年輕的外觀。張維娜等[28]將HA與羥丙基甲基纖維素制備成復(fù)合材料，其中羥丙基甲基纖維素可延緩HA被人體中的酶快速降解而吸收，從而達(dá)到延長填充效果的目的。

隨著口腔整形美容技術(shù)和生物材料科學(xué)迅猛發(fā)展，HA復(fù)合材料以其獨(dú)特的優(yōu)勢逐漸受到越來越多的醫(yī)者及就醫(yī)者的青睞。因此HA復(fù)合材料的研發(fā)及應(yīng)用對未來頜面部美學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展具有更加重要的意義。

三、展望

HA復(fù)合材料在口腔醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域均展現(xiàn)出良好的生物學(xué)性能和機(jī)械性能，克服了單一使用HA材料的不足。因此，該復(fù)合材料受到眾多國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，但如何使材料的降解速率與細(xì)胞增殖速率相匹配，以及如何進(jìn)一步提高HA復(fù)合材料的生物學(xué)性能，仍需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。相信在各學(xué)科交叉發(fā)展的背景下，HA復(fù)合材料將會朝著更加個性化，更加智能化的方向大步發(fā)展。