综述：甲基丙烯酸酯化透明质酸（HAMA）/陶瓷复合材料在口腔与牙科再生治疗中的最新进展与临床潜力

　　本综述系统探讨了甲基丙烯酸酯化透明质酸（HAMA）与陶瓷材料（如羟基磷灰石HAp、磷酸三钙TCP及生物活性玻璃）复合物在口腔再生医学中的前沿应用。文章重点分析了该类复合材料在力学性能调控（如压缩模量提升）、生物活性（如促成骨分化与抗菌离子释放）及临床应用（如引导骨再生GBR、牙周缺损修复及种植体涂层功能化）方面的突破性进展，同时指出其在规模化生产、长期稳定性及临床转化中面临的挑战。

　　

引言

甲基丙烯酸酯化透明质酸（HAMA）作为一种化学修饰的天然糖胺聚糖衍生物，因其优异的生物相容性、可控降解性和可调节力学性能，近年来在口腔与牙科再生治疗领域备受关注。通过将陶瓷组分（如羟基磷灰石HAp、磷酸三钙TCP、生物活性玻璃）引入HAMA基复合材料中，可协同增强材料的机械强度、生物活性和成骨能力，从而拓展其在牙科组织工程、牙周再生和种植体表面功能化中的应用潜力。

HAMA的合成与功能化

HAMA的合成涉及将甲基丙烯酸酯基团引入透明质酸（HA）骨架，使其能够通过化学或光化学交联形成稳定水凝胶。这一修饰不仅保留了天然HA的生物相容性和生物活性，还显著提高了材料的稳定性和加工灵活性。HAMA的关键特性包括：

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  生物相容性：HAMA保持非免疫原性，支持细胞粘附、增殖和分化，尤其适用于与骨、牙龈和牙周韧带等口腔组织的相互作用。

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  可调控降解性：通过调节交联密度和分子量，可精确控制HAMA水凝胶的降解速率，以适应不同临床需求（如短期支撑或长期稳定）。

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  力学可调性：HAMA水凝胶的刚度、弹性等力学性能可通过交联策略（如光聚合、酶介导交联）进行定制，以匹配天然组织的力学行为。

功能化策略进一步提升了HAMA的性能：

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  生物活性分子负载：如骨形态发生蛋白-2（BMP-2）、血管内皮生长因子（VEGF）及抗菌剂（如银纳米颗粒），可实现定向组织再生和感染控制。

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  陶瓷填料复合：HAp、TCP等陶瓷的加入显著增强复合材料的压缩模量（最高提升200%）和成骨导性。

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  表面修饰与3D打印：通过RGD肽修饰或微加工技术，可优化细胞-材料相互作用，并实现个性化支架的精准制造。

陶瓷添加剂在HAMA复合材料中的作用

陶瓷材料的引入弥补了纯HAMA水凝胶在力学强度和生物活性方面的局限：

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  羟基磷灰石（HAp）：化学成分类似骨矿物相，显著提升复合材料的成骨导性和机械强度。

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  磷酸三钙（TCP）：具有更高的生物降解性，适用于需逐步被新生骨替代的应用场景。

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  生物活性玻璃：通过释放钙、磷、硅离子促进血管生成和骨整合。

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  其他陶瓷：如氧化锆（增强耐磨性）和双相磷酸钙（BCP），进一步拓宽了材料的应用范围。

纳米化陶瓷颗粒（如nHAp）因高比表面积而展现出更强的力学增强效应和生物活性。然而，碳纳米材料（如碳纳米管CNTs）的长期生物安全性仍需深入评估。

复合材料的关键性能

HAMA/陶瓷复合材料通过以下特性支持其口腔应用：

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  机械性能：陶瓷颗粒作为增强填料，有效分散应力并抑制裂纹扩展，使复合材料适用于承重环境（如骨移植）。

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  生物活性与表面特性：陶瓷组分促进羟基磷灰石层形成，增强细胞粘附与分化；表面粗糙度和亲水性进一步优化生物响应。

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  降解行为与离子释放：复合材料可设计为降解速率与组织再生同步，同时释放的Ca²⁺、PO₄^3?等离子助力矿化过程。

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  细胞响应：复合材料的协同效应显著促进间充质干细胞（MSCs）成骨分化和血管生成。

口腔与牙科治疗中的应用

骨再生

HAMA/陶瓷复合材料在引导骨再生（GBR）和骨缺损修复中表现突出：

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  临床前研究：例如，负载烟酰胺单核苷酸（NMN）的HAMA/nHAp复合材料在大鼠颅骨缺损模型中使骨体积增加15%；3D生物打印的HAMA/β-TCP支架支持人源性细胞高存活率（80%）和血管化骨形成。

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  机制研究：材料通过激活SIRT1/RUNX2等信号通路促进成骨基因表达（如ALP、OPN）。

牙周治疗

复合材料通过多功能设计应对牙周炎复杂病理：

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  抗菌与抗炎：载米诺环素的HAMA/介孔生物活性玻璃（MBG）水凝胶可持续释放药物（120 mg/g），并抑制IL-6等炎性因子；聚多巴胺涂层纳米颗粒赋予光热抗菌能力（对牙龈卟啉单胞菌抑制率达90%）。

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  组织再生：锶掺杂生物活性玻璃复合材料促进血管生成（VEGF表达上调2倍）和牙槽骨保留。

种植体涂层

HAMA/陶瓷涂层显著提升种植体 osseointegration 和抗感染能力：

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  成骨与抗菌：锌掺杂HAp涂层抑制变形链球菌（S. mutans）达99%；磺化HA修饰涂层增强软组织整合。

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  临床潜力：初步研究显示涂层种植体在减少细菌黏附（75%）的同时改善骨结合。

其他应用

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  牙髓再生：HAMA/钙硅酸盐复合材料促进牙髓干细胞（DPSCs）向成牙本质细胞分化。

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  软组织工程：HAMA/硅纳米粒子粘合剂在湿态环境下展现3倍于GelMA的剪切强度，适用于牙龈修复。

挑战与未来展望

尽管HAMA/陶瓷复合材料前景广阔，仍面临以下挑战：

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  规模化生产：工艺复杂性、成本控制及批次一致性亟待优化。

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  长期稳定性：界面结合强度、降解同步性及生物活性维持需进一步研究。

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  临床转化：缺乏标准化评估体系和大规模临床试验数据。

  未来方向包括开发智能响应材料（如pH/酶触发释放）、整合免疫调节因子，以及通过3D打印实现个性化治疗。

结论

HAMA/陶瓷复合材料通过融合高分子与陶瓷材料的优势，为口腔再生医学提供了突破性解决方案。其在成骨、抗菌及功能化方面的卓越性能，加之先进制造技术的赋能，有望推动下一代牙科治疗模式的变革。然而，跨学科合作与临床验证仍是实现其广泛应用的关键。