本文是一篇医学论文，本研究提出了一种简单安全的抗菌声动力平台，即在钛种植体表面制备金纳米粒子修饰的二氧化钛纳米管（Au-TNT），Au-TNT作为声敏剂可以被US激活，研究其对口腔单菌种生物膜和多菌种生物膜的抗菌作用，同时研究了其在大鼠种植体周围炎模型中的抗菌作用，旨在为aS DT治疗种植体周围炎提供启示。
第1章绪论
1.1种植体周围炎
目前，种植体修复成为牙齿缺失患者替代缺牙的有效治疗手段，随访调查显示，钛种植体存活率较高（94.6%），具有广阔的应用前景[1]。然而相较于天然牙周组织，种植体周围的结缔组织缺乏垂直于种植体的胶原纤维，细胞数量和血管也相对较少，使其更容易受到细菌入侵，造成感染性疾病的发生[2]。种植体周围炎是种植体周围的感染性疾病，主要表现为种植体周围黏膜组织的炎症和进行性骨吸收，其发病率高达20%～47%，成为导致种植体失败的主要原因[3,4]。
1.1.1种植体周围炎的微生物因素
报道显示，细菌生物膜是导致种植体周围炎的主要原因[5]。生物膜是一个复杂的、高度结构化的微生物群落，细菌嵌入到由细胞外多糖（extracellularpolysaccharides,EPS）、DNA和蛋白质组成的细胞外基质中[6]。一般来说，如图1.1，生物膜的形成通常需要以下步骤：粘附、不可逆性粘附、定植、成熟、脱离[7]。细菌对种植体表面的初始粘附力很弱，微生物可以很容易地粘附和分离。接下来，细菌产生EPS，EPS将细菌包裹起来，外界液体产生的剪切力清除生物膜较为困难，粘附为不可逆的。在定植阶段，微生物开始形成更复杂的三维结构，细菌分泌化学信号并相互交流。随着生物膜成熟，菌落数量和厚度达到顶峰，生物膜内的细菌根据其位置发挥不同的作用，在不利的环境条件下，如营养有限或低氧水平，仍然能存活。在最后阶段，随着营养物质和氧气的消耗，细菌开始脱离生物膜，然后分散，在新的位置形成新的生物膜。生物膜内的不同细菌相互作用，表达更多的毒力因子，并受到细胞外基质的保护，使其对化学制剂和物理方法具有超强的抵抗力[8]。此外，种植体周围的生物膜微环境是一个缺氧环境，这不仅为更多致病厌氧菌的定植提供了有利的环境，而且还降低了抗菌剂的效率[9]。因此，生物膜的彻底根除对于成功治疗种植体周围炎具有决定性意义。
1.2种植体周围炎的治疗现状
目前并无特定的治疗种植体周围炎的方式，其基本的治疗原则是去除菌斑生物膜、控制感染、防止疾病进一步进展以及促进骨恢复[10]。临床上的治疗方式主要依靠非手术疗法和手术疗法。
非手术疗法包括机械疗法、抗生素治疗、化学疗法、激光治疗和口腔卫生指导。机械清创术通过清除种植体表面的菌斑来减轻炎症反应，常用的器械包括塑料刮刀、带金属尖端的超声波刮刀、金属刮刀、空气磨料和金属（钛）刷[11]。上述器械在使用过程中可能会在种植体表面造成划痕损害种植体[12]，而且一些缝隙狭窄的部位常用的器械往往不能探及以至于无法彻底清除菌斑。抗生素疗法是机械疗法的辅助治疗，通过局部或全身应用抗生素来抑制或杀死细菌达到控制感染的目的。在种植体周围炎的治疗中，最常用的局部抗生素是米诺环素、多西环素、庆大霉素和头孢唑啉[13]，但由于种植体周围炎是多种致病菌共同作用的结果，临床上常需多种药物联合应用，容易导致细菌耐药性的增强。另外，局部输送抗菌剂等化学方法也用来辅助去除菌斑生物膜，常用的化学试剂包括柠檬酸、乙二胺四乙酸、过氧化氢等。激光疗法作为一种有潜力的治疗方式也被应用于种植体周围炎的治疗领域，具有减轻患者痛苦，提高舒适度，局部定位患处等优点。研究使用的激光器主要包括掺铒钇铝石榴石（Er：YAG）激光器、二极管激光器和二氧化碳激光器[14]。研究表明，激光治疗可以减少探诊出血，增加临床附着水平、降低菌斑指数[15]。然而在激光治疗过程会产生高温，不仅对种植体造成损害还会引起周围组织灼伤或坏死。
第2章Au-TNT的合成与表征
2.1实验材料和仪器
2.1.1实验材料
2.2纳米材料的合成方法
2.2.1二氧化钛纳米管（TNT）的合成
将钛种植体（高度3.5 mm，直径1.8 mm）和钛片(直径10 mm，厚度1 mm)依次放在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗。二氧化钛纳米管的制备采用的是阳极氧化的方式，具体来说，采用铂片作为阴极、钛片作为阳极，电解液采用0.5 wt%NH4F+10 vol%H2O的甘油溶液。电解6小时（电压为40 v）后，冲洗干燥，450℃煅烧2 h得到二氧化钛纳米管标记为TNT。
2.2.2金纳米粒子（Au NPs）的制备
金纳米粒子的制备采用的是柠檬酸钠还原法，取1 wt%氯金酸溶液（HAuCl4）100 ml置于锥形瓶中，在恒温磁力搅拌油浴锅中加热搅拌至沸腾，加入1 wt%的柠檬酸钠溶液5 ml，继续加热30 min，溶液颜色逐渐变成酒红色。冷却至室温后得到了分散均匀的金纳米粒子溶液，标记为Au NPs。
2.2.3 Au-TNT复合纳米材料的制备
采用静电自组装技术制备Au-TNT，Au NPs与TNT间的连接剂是硅烷偶联剂3-氨基丙基三甲氧基硅烷（3-aminopropyl trimethoxy silane，APS）。将之前制备好的TNT放入1 vol%APS中超声30 min使APS接枝在TNT表面。随后用去离子水清洗，将其浸没于Au NPs溶液中常温静置12 h。溶液中APS含有带正电的-NH2基团，因而接枝APS的TNT表面呈现较高的正电性。柠檬酸钠还原法制备的Au NPs包覆了带负电的柠檬酸根离子，因此Au NPs能够通过静电吸引作用负载于接枝APS的TNT表面。
第3章Au-TNT的声动力性能评估以及生物相容性检测.................16
3.1实验材料及仪器...............................16
3.1.1实验材料................................16
3.1.2实验仪器..........................16
第4章Au-TNT的体外抗菌性能分析...........................24
4.1实验材料和仪器.............................24
4.1.1实验材料..................................24
4.1.2实验仪器...............................24
第5章基于Au-TNT的aSDT对大鼠种植体周围炎模型的影响....34
5.1实验材料和仪器..........................34
5.1.1实验材料.....................................34
5.1.2实验仪器.................................34
第5章基于Au-TNT的aSDT对大鼠种植体周围炎模型的影响
5.1实验材料和仪器
5.1.1实验材料
第6章全文结论
1.在钛种植体表面成功制备出具有高效声动力抗菌能力的Au-TNT纳米复合材料。
2.Au-TNT可以在超声作用下产生ROS和O2，并且具有良好的生物相容性。
3.体外实验表明Au-TNT介导的aS DT可以有效杀伤口腔单菌种生物膜和多菌种生物膜。
4.Au-TNT介导的aS DT在大鼠种植体周围炎模型中同样具有优异的抗菌效果，有利于炎症的消退，促进骨组织的恢复。
参考文献（略）