浙江大学Biomaterials：揭示钛颗粒通过激活巨噬细胞自噬驱动种植体周围炎

深度解析医学证据，DeepEvidence为你支撑决策

种植体周围炎是口腔种植学领域最常见的生物学并发症之一，发病率高达20-47%，是导致种植体失败的主要原因。与牙周炎相比，种植体周围炎表现出更剧烈的炎症细胞浸润和更快速的骨破坏。尽管2017年世界种植体周围炎研讨会曾提示钛或金属颗粒可能在疾病进展中发挥作用，但缺乏确凿的临床证据和机制解析。目前治疗策略多聚焦于种植体表面改性以减少细菌黏附，但未能全面应对钛颗粒释放带来的不良影响。

研究思路

近日，浙江大学医学院附属口腔医院姒蜜思研究员、陈谦明教授团队在生物材料领域权威期刊 《Biomaterials》 上发表了一项突破性研究Potential role of titanium particles in peri-implantitis: Evidence from an integrated clinical, in vivo, and in vitro study，通过整合临床样本分析、动物模型建立和细胞机制解析，首次系统阐明了钛颗粒在种植体周围炎中的致病作用。

研究团队首先收集了种植体周围炎患者的病变组织样本，检测到显著升高的钛颗粒水平。由于现有动物模型无法模拟钛颗粒诱导的种植体周围炎，团队在经典的丝线结扎诱导模型基础上进行改良，成功建立了钛颗粒诱导的种植体周围炎小鼠模型。随后，通过转录组学测序对临床标本和细胞模型进行分析，初步锁定致病机制，并通过体外实验验证了钛颗粒通过调控巨噬细胞自噬加剧炎症反应的关键通路。

图片解析

图1展示了临床样本分析结果。在种植体周围炎患者的病变部位，研究团队观察到黑色沉积物，并通过检测证实钛颗粒水平显著高于健康对照位点，提示钛颗粒与局部炎症的密切关联。

图2呈现了动物模型的建立与验证。通过向种植体周围注射钛颗粒，成功诱导出与临床特征一致的种植体周围炎模型，表现为炎症细胞浸润增加和牙槽骨吸收加速，为后续机制研究提供了可靠的体内平台。

图3展示了转录组学测序结果。临床样本和细胞模型的转录组分析显示，钛颗粒刺激后炎症相关通路和破骨细胞分化通路显著上调，而成骨相关通路被抑制。进一步的通路富集分析提示，自噬通路在钛颗粒诱导的炎症反应中可能发挥关键作用。

图4通过体外细胞实验验证了核心机制。与LPS刺激主要通过氧化应激途径不同，钛颗粒处理巨噬细胞后，自噬相关蛋白表达显著增加，自噬流增强。使用自噬抑制剂后，钛颗粒诱导的炎症因子释放被显著抑制，证实钛颗粒通过过度激活巨噬细胞自噬来加剧炎症反应。

结论与展望

本研究通过临床样本-动物模型-细胞机制的完整证据链，首次证实钛颗粒是种植体周围炎的重要致病因素，并揭示其通过过度激活巨噬细胞自噬驱动炎症进展的核心机制。这一发现不仅阐明了长期以来被忽视的钛颗粒致病作用，也为种植体周围炎的防治提供了全新靶点——调控自噬通路。

研究团队指出，未来种植体设计和治疗策略应更加关注材料源性颗粒的影响，通过开发抗磨损涂层、优化表面处理或联合自噬调节剂等手段，从源头上减少钛颗粒的致病风险。该研究为口腔种植学的生物材料创新和临床治疗开辟了新方向。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014296122600092X