综述:钛表面生物活性及抗菌肽涂层的功能化——一项系统性综述与荟萃分析

【字体: 时间:2025年09月22日 来源:Journal of Dental Sciences 3.1

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  本综述系统评价了钛(Ti)表面肽涂层功能化机制,证实其通过抗金黄色葡萄球菌(S. aureus)及促MC3T3-E1细胞成骨分化(如增强骨矿化与相关基因表达),显著提升植入体抗菌性与骨整合能力,为口腔种植体感染防控与疗效优化提供理论依据。

  

背景

钛及其合金因低密度、高机械强度和耐腐蚀性被广泛应用于牙科植入体,但自身缺乏抗菌性且可能存在细胞毒性。种植体周围感染(如黏膜炎和种植体周围炎)主要由机会性病原体如金黄色葡萄球菌(S. aureus)引发,导致植入失败。近年来,通过肽涂层对钛表面进行功能化改造成为研究热点,旨在同步赋予其抗菌与成骨活性。

方法

本研究遵循PRISMA指南与PICOS原则,检索Embase、PubMed/MEDLINE等7大数据库,纳入43项符合标准的in vitroin vivoex vivo研究。聚焦于抗菌肽(AMP)涂层对S. aureus及成骨前体细胞MC3T3-E1的作用,排除非肽涂层或混合涂层研究。采用RoBDEMAT和Syrcle工具评估偏倚风险,并运用随机效应模型进行荟萃分析。

结果

体外实验显示,肽功能化钛表面显著降低S. aureus黏附与增殖(效应值:-8.10,95% CI [-13.33至-2.86],p= 0.002),但对MC3T3-E1细胞有轻度细胞毒性(0.67 [0.37–0.98], p< 0.001)。同时,它显著促进骨矿化(4.63 [2.44–6.81], p< 0.001)及成骨基因表达(如RUNX2、ALP,效应值2.30 [1.89–2.71], p< 0.001)。

体内实验证实,功能化植入体可增加新骨形成(7.81 [5.44–10.18], p< 0.001)、骨小梁数量(11.22 [3.78–18.66], p= 0.003)与厚度(6.38 [3.05–9.71], p= 0.0002)。

讨论

肽涂层通过分子机制直接干扰细菌膜完整性(如AMP的阳离子特性)并激活成骨细胞信号通路(如BMP/Smad通路),实现抗菌-成骨协同效应。尽管存在细胞毒性风险,但其整体收益显著,尤其适用于高感染风险的口腔植入环境。

结论

钛表面肽功能化通过双重机制——抑制S. aureus感染和促进骨整合——有效提升种植体性能,降低失败率,为口腔康复治疗提供创新策略。

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