关键词：硫辛酸（LA）、聚硫辛酸基聚合物（pLAP）

Biodegradable poly(lipoic acid)-based adhesive orchestrates tunable antibacterial activity and controlled H2 release for peri-implant soft tissue integration

Biomaterials，Article: 124618，Volume: Volume 338, Part A

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2026.124618

一、研究背景

钛基种植体目前已在口腔及骨科植入领域得到广泛应用，然而植入后局部持续性炎症反应与细菌定植是诱发种植体周围炎、软组织结合不良以及植入物松动失效的核心因素。钛材料本身具有生物惰性，既无法主动抵御细菌的黏附与定植，也不能调控病灶部位的氧化应激与免疫失衡状态。现有单一功能抗菌涂层仅可实现细菌抑制，无法有效改善炎症微环境，难以实现软组织的再生整合。分子氢作为一种安全性较高的生物活性气体，具备活性氧（ROS）清除、抗氧化以及调控巨噬细胞表型的生物学功能。本研究以聚硫辛酸高分子为骨架，构建同时具备基底黏附、抗菌、生物降解与可控氢气释放功能的多功能黏附材料，该材料可在杀灭致病菌的同时调控局部免疫微环境，协同促进软组织与种植体的界面整合，为解决植入物相关感染问题提供新的研究思路。

二、材料设计与制备

本研究通过硫辛酸单体聚合制备得到聚硫辛酸主链，并引入氨基、苯酯侧基，合成了一系列组分可调控的聚硫辛酸基黏附高分子（pLAP）。将负载氢气的TiO₂纳米管（H₂@TNT）与pLAP复合，成功构筑H₂@TNT/pLAP复合涂层。pLAP高分子可通过二硫键网络实现黏附与可降解特性，其侧基可与细菌细胞膜结合发挥抗菌效应；随着pLAP逐步降解，内嵌于H₂@TNT中的氢气可持续缓慢释放，形成延迟、长效的释氢行为。通过调控氨基/苯酯的摩尔比例，可同步调节涂层的黏附强度、细胞相容性与抗菌活性，实现材料性能的按需调控。

三、主要研究结果

1、理化性质与界面表征：傅里叶变换红外光谱（FTIR）与X射线光电子能谱（XPS）结果证实，pLAP已成功修饰于TiO₂纳米管基底；水接触角测试与原子力力学测试结果表明，不同配比的pLAP可对材料表面润湿性与界面黏附力进行调控，优化后的pLAP₃P₁样品可同时兼顾黏附性能、生物相容性与抗菌性能。扫描电子显微镜（SEM）表征结果验证，该复合涂层可均匀覆盖于纳米管表面。

2、体外抗菌与细胞实验：实验结果表明，pLAP对金黄色葡萄球菌与牙龈卟啉单胞菌均具有高效杀伤效果；pLAP的强黏附特性使其可稳定结合于种植体基底并靶向结合细菌细胞膜，维持长期稳定的抗菌活性。涂层释放的H₂可有效清除ROS，降低氧化应激水平，调控巨噬细胞向M2修复型极化，进而促进成纤维细胞的增殖与迁移。

3、体内动物实验验证：植入动物模型结果证实，H₂@TNT/pLAP涂层可有效抑制种植体周围细菌感染，下调局部炎症反应，调控JAK-STAT相关信号通路，改善局部组织微环境，显著提升软组织在种植体表面的整合程度。

四、结论

本研究开发了一种聚硫辛酸基生物可降解黏附高分子pLAP，将其与载氢二氧化钛纳米管复合，构筑了兼具界面黏附、可调抗菌、长效可控释氢功能的植入物涂层。该材料在高效杀灭种植体相关致病菌的同时，可借助缓释氢气拮抗氧化应激、调控巨噬细胞M2极化，进而改善炎症微环境，促进软组织与植入物的界面整合。该多功能高分子策略稳定性强、通用性好，为种植体周围炎以及各类植入物相关炎症的防治提供了新思路。

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