南大口腔闫福华教授课题组与迪肯大学杨文荣教授团队联合发表:基于2D纳米材料的纳米建筑学在牙科传感器和药物递送中的新进展

健康   2025-01-10 17:47   北京  




口腔健康一直是全球重要的公共健康议题,而牙科治疗和诊断方法的创新对改善牙科保健至关重要。近年来,二维(2D)纳米材料因其优异的性能和广泛的应用潜力成为研究热点。通过纳米建筑学技术,这些材料为牙科保健提供了新视角,从早期疾病检测到精确药物递送,其功能和应用日益凸显。
近日,南京大学医学院附属口腔医院闫福华教授与澳大利亚迪肯大学杨文荣教授团队,在《胶体与界面科学进展》(Advances in Colloid and Interface Science(中国科学院1区和JCR分区Q1杂志,IF 16.0)上发表题为“Recent advances in nanoarchitectonics of two-dimensional nanomaterials for dental biosensing and drug delivery”的综述文章,全面总结了基于2D纳米材料的纳米建筑学在牙科生物传感与药物递送中的最新进展,并提出了未来的研究方向。



01

纳米建筑学与牙科的交汇


二维纳米材料因其独特的高表面积、优异的生物相容性及抗菌特性,成为牙科应用的理想选择。本文指出,通过先进的表面功能化,研究者能够优化这些材料在牙科中的应用。例如,氧化石墨烯(GO)表现出强大的机械强度和灵活性,非常适合用于牙周组织再生的涂层。此外,这些材料的抗菌性能也使其在口腔细生物膜控制方面表现出色


图1 基于2D纳米材料的纳米建筑学在牙科生物传感与药物递送中的概述


图2 示意图显示了2D纳米材料的合成方法和纳米建筑学的概念

表1 比较基于不同2D纳米材料的纳米建筑学牙科生物传感和药物递送中的应用



02

精准的诊断工具


传统的牙科诊断方法如X线成像和病理学检查,常受限于准确性和早期检测能力。而2D纳米材料提供了突破性解决方案。研究团队设计了基于石墨烯的无线纳米传感器,用于检测唾液中的特定病原体,展示了其高灵敏度和选择性。通过结合电化学与光学技术,这些生物传感器在提高早期疾病诊断效率方面具有巨大潜力。


图3 基于石墨烯的牙科无线传感器



03

革命性的药物递送平台


口腔环境的复杂性对药物递送系统提出了严峻挑战。然而,基于2D纳米材料的药物载体正在改变这一局面。研究者利用GO的表面特性,实现了药物的高效加载与控释。这些递送系统不仅能保护药物免受降解,还能在牙周袋等特定部位实现精准递送,从而显著提升治疗效果。此外,Ti3C2Tx-MXenes特别适用于组织再生。例如,2021年,闫福华教授课题组结合实验室研究和全原子模拟分析发现,Ti3C2Tx-MXenes与人牙周膜干细胞(hPDLCs)的细胞膜相互作用,通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进hPDLCs的成骨分化,加速牙槽骨缺损愈合。


图4 Ti3C2Tx-MXene促进hPDLC成骨分化加速牙周组织再生




04

研究的启示与展望


这篇综述强调了过去15年中,基于2D纳米材料的纳米建筑学在牙科保健应用中的重大进步,同时也提出了当前的巨大挑战,比如在提高材料稳定性和实现工业规模化中所面临的困难。未来,随着新技术的出现和研究的深入,这些纳米技术有望在牙科及其他医疗领域掀起更大的革新浪潮。


原文:https://authors.elsevier.com/c/1kNScRCIgu0j




(本文源于南京大学医学院附属口腔医院


 

本期编辑:CMT小米

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