牙周炎是全球第六大常见疾病，由口腔微生物群失衡和免疫系统异常所引发。虽然抗生素和龈下刮治在牙周感染的治疗中具有一定效果，但由于牙周袋深部结构的复杂性，治疗效果常常受限。此外，抗生素的使用可能引发耐药菌的产生，增加疾病复发的风险。因此，迫切需要针对牙周炎的特殊病理环境，设计出更加精准的抗菌治疗策略。

  值得关注的是，牙周炎的微环境中，氧化应激和菌斑生物膜内病原体的过度生长导致活性氧（ROS）大量积累，这为靶向抗菌治疗提供了重要的战略机会。近年来，ROS响应性药物递送系统凭借其靶向递送和控制释放的优越性能，在生物医学领域受到了广泛关注。然而，现有的ROS响应性材料往往缺乏对炎症环境中低浓度生物ROS的敏感性，反应不够迅速，难以实现药物的完全释放或激活。此外，内源性ROS与ROS敏感物质的持续相互作用可能耗尽ROS水平，进而影响药物递送系统的临床可行性。

  在这项创新研究中，研究团队将光催化技术与ROS响应性药物递送系统相结合，开发出一种具备自我供应和选择性放大ROS的抗菌平台。他们利用柱芳烃基共价有机框架（PCOF）作为药物载体，搭载ROS响应性抗菌前药硫缩醛（TA），构建了抗菌治疗平台PCOF-TA。PCOF-TA的抗菌机制如下：

  1. PCOFs作为一种强的光敏剂，融合了柱芳烃与共价有机骨架的优势，其显著多孔结构提高了光催化活性，并增强了细菌与聚合物材料中活性氧的相互作用。在光照条件下，PCOF作为一个“开关”，能够快速生成ROS，显著提高ROS在感染部位的浓度，不仅实现了aPDT的功能，还促进了抗菌前药的激活；

  2. 外源性ROS的剧增加速了抗菌前药TA的裂解，释放出具有天然抗菌作用的肉桂醛（CA），有效清除生物膜；

图1 PCOF-TA作为自供应ROS药物传递平台抵抗牙周炎的示意图。

图2 PCOF的ROS生成能力及ROS反应性的药前降解机制。

图3 PCOF-TA对牙周细菌生物膜的分散作用。

  通过大量体外实验验证，PCOF-TA仅在光照与H₂O₂的双重作用下，显示出显著的抗菌能力，有效清除细菌生物膜（见图3）。然而，在实际应用中，尤其是在复杂的牙周炎微环境下，由于唾液的冲刷和口腔环境的独特性，难以有效维持牙周炎症部位ROS的浓度。与体外实验相比，实际应用中抗菌前药的降解率明显降低，进一步凸显了外源性ROS在治疗中的关键作用。在结扎诱导的大鼠牙周炎模型的治疗中得到了同样的治疗效果。这些现象表明，在可见光激活后，PCOF-TA可以有效缓解牙周感染。

研究亮点

  1.靶向精准释放：PCOF-TA平台能够精准响应牙周炎病变部位的微环境，快速生成ROS，促进药物的靶向释放，有效清除牙周致病菌；

  2.持续抗菌效应：通过ROS的自我供应和正反馈循环，持续释放药物并保持抗菌活性，减少了耐药性的产生，显著提高了治疗效果；

  3.双重作用机制：PCOF不仅作为药物载体，还通过光催化生成ROS，进一步增强抗菌效果。这种协同作用不仅提高了药物的利用率，还减少了副作用。

  原文链接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c03788