《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》:Evaluation of Photodynamic Therapy Using Indocyanine Green Loaded Chitosan Nanoparticles, as an Adjunct to Non-Surgical Periodontal Therapy In Patients with Stage I and II Periodontitis”. A Randomized Controlled Trial
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为解决传统机械清创难以彻底清除龈下生物膜及光敏剂生物利用度低的问题,本研究评估了壳聚糖纳米粒负载吲哚菁绿(ICG-CS-NPs)介导的光动力疗法(PDT)作为龈上洁治与根面平整(SRP)辅助治疗慢性牙周炎的效果。结果表明,联合疗法在探诊深度(PPD)、临床附着水平(CAL)及牙龈卟啉单胞菌(Pg)、伴放线聚集杆菌(Aa)菌落形成单位(CFU)方面均显著优于单纯SRP,为牙周炎辅助治疗提供了新策略。
牙周炎,这个困扰全球数亿人的慢性炎症性疾病,就像一个隐藏在牙龈下的“沉默破坏者”。它由复杂的微生物感染引发,导致牙周组织的进行性破坏——牙槽骨被侵蚀,牙齿逐渐失去支撑。传统的基石疗法是龈上洁治与根面平整(Scaling and Root Planing, SRP),即通过专业的器械刮除牙根表面的菌斑和牙石。然而,面对龈下深处结构复杂的生物膜,单纯的机械清创有时力不从心,难以彻底清除病原体,尤其是像牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis, Pg) 和伴放线聚集杆菌(Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Aa) 这样的关键致病菌。微生物的持续存在和抗生素耐药性的增加,呼唤着更有效、更精准的辅助治疗手段。
正是在这样的背景下,光动力疗法(Photodynamic Therapy, PDT) 进入了研究者的视野。这是一种利用特定波长的光激活光敏剂,在有氧环境下产生具有细胞毒性的活性氧物种(Reactive Oxygen Species, ROS),从而杀灭病原体的局部疗法。它不诱导细菌耐药,极具潜力。其中,近红外光敏剂吲哚菁绿(Indocyanine Green, ICG) 因其组织穿透性好、安全性高而备受关注。但ICG自身存在“短板”:在水溶液中不稳定、容易发生光漂白、在体内清除速度快,这些限制了其疗效的充分发挥。
如何扬长避短?科学家们想到了纳米技术这个“增效器”。他们将ICG装载进壳聚糖纳米粒(Chitosan Nanoparticles, CS-NPs) 中。壳聚糖是一种源自海洋的天然生物聚合物,不仅生物相容性好、可生物降解,还具有固有的抗菌性和黏膜黏附性。CS-NPs就像一个智能的“纳米快递车”,不仅能保护ICG,增强其稳定性和在病灶部位的滞留时间,还能利用自身正电特性更好地附着在带负电的细菌表面,尤其在发炎的酸性牙周袋环境中效果更佳。这为解决牙周袋深处生物膜的清除难题提供了新思路。
那么,这种基于ICG-CS-NPs的PDT,作为SRP的辅助疗法,在实际治疗I、II期牙周炎患者中效果究竟如何?能否在临床和微生物学层面都带来显著改善?为了回答这些问题,由Pratibha Shashikumar等人开展了一项严谨的随机对照试验,其研究成果发表在专业期刊《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》上。
为了验证ICG-CS-NPs介导的PDT的辅助疗效,研究人员主要采用了以下几项关键技术方法:首先,通过离子交联法制备并表征了ICG-CS-NPs,使用Zeta电位分析仪评估了其稳定性与粒径分布。其次,研究设计为随机、单盲、平行对照临床试验,共纳入40名来自印度JSS牙科学院与医院的I、II期牙周炎患者,随机分为试验组(SRP+PDT)和对照组(仅SRP)。试验组的PDT操作包括将ICG-CS-NPs溶液局部注入牙周袋,随后使用810 nm二极管激光进行照射激活。最后,在基线和治疗后3个月,系统评估了菌斑指数(Plaque Index, PI)、牙龈指数(Gingival Index, GI)、探诊深度(Probing Pocket Depth, PPD)、临床附着水平(Clinical Attachment Level, CAL) 等临床参数,并通过厌氧培养法对龈下菌斑样本中的Pg和Aa进行了菌落形成单位(Colony Forming Units, CFU) 计数分析。
研究结果
3.1. 基线特征
两组患者在年龄、性别分布以及所有基线临床参数上均无统计学差异,确保了组间的可比性。
3.2. 临床参数
从基线到3个月,两组的所有临床参数(PI、GI、PPD、CAL)均出现显著改善。然而,在组间比较时,试验组(SRP+PDT)在探诊深度(PPD) 和临床附着水平(CAL) 的改善程度上显著优于对照组(仅SRP),具有统计学意义。例如,试验组的PPD从4.30±0.46 mm降至1.74±0.11 mm,CAL从4.27±1.62 mm降至1.32±1.11 mm,降幅远大于对照组。PI和GI的改善在两组间则无显著差异。
3.3. 微生物学参数
两组患者的Pg和Aa的CFU计数在3个月后均显著下降。但试验组的下降幅度极大且显著大于对照组。试验组Pg的CFU从113.89±39.39降至12.50±9.27,Aa从106.39±26.16降至11.39±5.89,表明ICG-CS-NPs介导的PDT对这两种关键牙周致病菌具有强大的清除能力。
3.4. 不良事件
在整个研究期间及3个月随访中,两组均未报告任何疼痛、肿胀、敏感或过敏等不良反应,证明了该疗法的良好安全性。
结论与讨论
本研究证实,将壳聚糖封装的吲哚菁绿纳米粒(CS-ICG-NPs)介导的光动力疗法(PDT)作为龈上洁治与根面平整(SRP)的辅助手段,用于治疗I、II期牙周炎,能够在临床和微生物学参数上带来显著且更优的改善。其意义在于:
- 1.
协同增效:CS-NPs不仅作为ICG的优良载体,解决了其自身不稳定、滞留时间短的问题,其自身的抗菌性和黏膜黏附性还与PDT的杀菌作用产生协同,更有效地破坏顽固的龈下生物膜结构。
- 2.
精准打击:疗法针对牙周袋局部进行,避免了全身用药的副作用,通过产生ROS特异性杀灭细菌,不诱导耐药性。
- 3.
临床转化潜力大:研究结果为PDT在牙周炎治疗中的应用提供了高级别的循证医学证据(随机对照试验)。CS-ICG-NPs可作为传统光敏剂的有效替代品,尤其适用于对常规治疗效果不佳或深牙周袋的患者。
- 4.
促进愈合:壳聚糖本身还具有抗炎和促进组织再生的潜力,这可能部分解释了试验组在临床附着水平(CAL)获得上更佳的表现,暗示该疗法可能有助于牙周组织的修复。
当然,研究也存在一些局限,如3个月的随访期相对较短,未能评估长期疗效;仅针对了两种特定病原体。未来的研究可以延长随访时间、扩大微生物检测范围、并探索不同ICG浓度或与其他疗法的联合应用。尽管如此,这项研究无疑为开发更有效、更安全的牙周炎辅助治疗方案点亮了一盏明灯,展现了纳米技术与光动力疗法结合在口腔医学领域的广阔前景。