作者：盧靜一，楊軍星，王雷，吉林大學口腔醫院
慢性牙周炎是是以牙周結締組織破壞和牙槽骨吸收為特點的一種慢性炎症性疾病，其發病率高達80%以上，是成人失牙的主要原因。雖然口腔衛生指導、齦上潔治術、齦下刮治術和根面平整（scaling and root planing，SRP）等是牙周病最基本而有效的治療方法，但受到牙齒解剖條件如根分叉病變、牙周袋深度等影響，單純SRP常不能徹底消除菌斑微生物，故局部藥物治療成為慢性牙周炎重要的輔助治療手段之一。為了使局部牙周袋內藥物濃度始終穩定保持在有效濃度範圍內，且維持更長的作用時間，控釋給藥的方式較為理想。微球製劑是目前常用的控釋給藥方法，用於包載小分子藥物、多肽蛋白質等生物大分子藥物以及疫苗等。
藥物微球化後，能對藥物進行控釋，提高藥物的穩定性和利用率，降低副作用，且由醫師給藥，提高了患者依從性，減少給藥次數。作為一種新型的藥物載體，緩釋載藥微球具有極大的發展潛力，現就其在慢性牙周炎治療的應用研究進展綜述如下。
1.載藥微球材料
根據載藥微球材料的生物學性質可分為兩類：非生物可降解的載體材料，如聚丙烯、乙基纖維素和聚苯乙烯等；生物可降解的載體材料，包括天然高分子材料如明膠、澱粉、白蛋類、殼聚糖、海藻酸鈉和合成高分子材料如聚乳酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物等。其中生物可降解的載體材料因其安全、無毒，在輔助治療慢性牙周炎中受到研究者的廣泛關注。
1.1殼聚糖（chitosan）
殼聚糖是天然聚陽離子鹼性多糖，是自然界廣泛存在的甲殼素脫乙醯化的產物。無毒，具有良好的生物相容性、生物可降解性和黏膜黏性，並具有抗菌消炎、促進傷口癒合、抗酸、降血脂等多重作用，被廣泛應用於藥物控釋系統、醫用敷料、血液抗凝劑、軟骨和骨組織工程支架材料等。殼聚糖不溶於水，但可溶於醋酸、酒石酸、檸檬酸的稀釋酸溶液，其基團上的陽離子可與黏膜表面、牙菌斑生物膜表面的陰離子反應，因此在牙周袋酸性環境中對黏膜、牙菌斑生物膜表面具有選擇依附性和電中和性。另有學者體外研究發現5mg/ml殼聚糖抑制牙齦卟啉單胞菌和伴放線聚集桿菌的生長，50μg/ml殼聚糖通過影響C-Jun氨基末端激酶通路調節PE2水平，進而表現出其抗炎特性。
1.2海藻酸鈉（alginate）
海藻酸鈉是從海帶或海藻中提取出的一種水溶性陰離子多聚糖，是由古洛糖醛酸（G段）與其立體異構體甘露糖醛酸（M段）2種結構單元以三種方式（MM段/GG段/MG段）通過α-（1，4）糖苷鍵連結而成的一種線性嵌段共聚物。當海藻酸鈉與水接觸時，能夠形成具有粘附性的溶液，由此可以用來製備微球。由海藻酸鈉形成的凝膠具有PH敏感性，在酸性環境中幾乎不溶脹，而在弱鹼環境下能夠發生溶脹，並且溶脹到最大溶脹比後開始溶解，這更有利於封裝在內部的藥物釋放出來。
1.3聚乳酸（polylactic acid，PLA）
PLA由植物發酵產物乳酸在特定條件下縮水聚合而成，易溶於氯仿、丙酮、乙腈等有機溶劑，在水、乙醇、乙酸乙酯及烷類溶劑中不溶。無毒無刺激性，具有良好的生物相容性、生物可降解性，在生物體內經過水解或酯解，最終形成二氧化碳和水。隨著科學不斷發展，發現儘管PLA有許多優點，但降解速度慢，藥物釋放不易控制，因此，研究其微球的製備方法以改善其性能也成為很熱門的課題。
1.4聚乳酸-羥乙酸共聚物（polylactic-co-glycolic acid，PLGA）
PLGA由乳酸和羥乙酸聚合而來，可以通過改變兩單體的比例和聚合條件來調節聚合物在體內的降解速度，從而控制所載藥物的釋放速度。PLGA具有如下優良特性：①生物相容性和生物可降解性；②易溶於三氯甲烷、二氯甲烷等有機溶劑，容易製備；③通過美國FDA檢查認證，美國藥典將其收錄可以作藥用輔料；④緩控釋藥物；⑤易於調節表面特性，從而更好地與藥物結合；⑥有良好的熱塑性；⑦能夠靶向結合到特定的組織和細胞。採用PLGA作為骨架材料包載多肽、蛋白質藥物製成藥物緩釋微球，成為製劑研究的熱點。
1.5明膠（gelatin）
明膠是半透明、易碎、並且無色無味膠原蛋白，通常從魚、豬、牛的皮、骨骼或者結締組織中提取出來，作為膠凝劑廣泛應用於食品、醫藥以及化妝品製造等領域。明膠不溶於冷水．加冷水後緩慢地吸水、膨脹、發生軟化，最多可吸收5倍甚至10倍重量的水；在熱水中溶解，冷卻後溶液即凝結成膠塊。明膠不溶於乙醇、氯仿等有機溶劑，但溶於乙酸和甘油，具有凝膠性、持水性、成膜性等特點，並且價格便宜，載藥量高，組織相容性良好，被廣泛用於生物醫學材料。
2.微球的製備
緩釋載藥微球的常用製備方法主要有四種：噴霧乾燥法、乳化-溶劑揮發法、乳化交聯法、相分離法。
2.1噴霧乾燥法
噴霧乾燥法是將藥物加入到載體材料中攪拌分散均勻，再通過霧化器將製成的分散液快速霧化並噴入乾燥、高溫的惰性氣體中，有機溶劑在高溫下迅速蒸發，被霧化器分散的液滴快速凝固收縮、完成、乾燥。製取微球時需要控制好溶劑與溶質的比例、溶液粘度、噴霧和噴氣的速率、溫度等。該方法具有操作簡單、包封率高、製得微球粒徑均勻、一步成球等特點，不需要使用大量有機試劑，受高聚物性質影響小，微球包封率較高，批間重現性好。但是製備過程中所需的溫度較高（＞100℃），不適於多肽類等對溫度敏感的藥物。
2.2乳化交聯法
乳化交聯法是經典製備殼聚糖微球的方法。藥物與高分子材料連續攪拌形成穩定的乳液後，加入交聯劑製得微球，微球逐漸固化，經過過濾、洗滌和乾燥等操作得到最終的載藥微球。交聯劑中的活性基團醛基可以和高分子材料的氨基或醇基發生縮合反應，常見的交聯劑包括陰離子交聯劑、甲醛、戊二醛等。根據乳化和交聯方式不同可以將乳化交聯法分為乳化離子交聯法、乳化化學交聯法和復相乳化法。該製備方法簡單，易於操作，缺點是藥物釋放率受交聯度影響很大，且微球在體內降解後釋放的少量交聯劑是否對人體有害仍受質疑。
2.3乳化-溶劑揮發法
乳化-溶劑揮發法是應用最廣泛的微球製備方法，是將互不相溶的兩相通過攪拌或超聲製備成乳劑，再通過不斷攪拌使有機溶劑揮發，最終乳滴逐漸變硬製成微球的方法，此法是製備PLA、PLGA微球最常用的方法。其操作簡單，所制微球成球率高、球形圓整、表面光滑。乳化法可簡單分為單乳法（包括W/O乳化法、O/W乳化法）、復乳法（W/O/W乳化法）。該法製備微球需要控制好以下幾點：聚合物濃度、溶劑的性質、攪拌方式、攪拌速率、反應時間、內外分散相溶劑及體積比等。該方法可以避免過高溫度和可能引起相分離的凝聚劑，得到的微球粒徑可在納米範圍內。但是由於溶劑蒸發可能導致藥物洩漏在外相中，所以會使包封率與實際包封率有較大誤差。
2.4相分離法
相分離法是利用聚合物的物理化學性質，在含有藥物和聚合物的混合液中加入對聚合物是非溶媒的液體，使聚合物的溶解度降低，聚合物包裹著藥物從混合液中凝聚出來，在混合液中產生一個新相（凝聚相）的過程。此法分為四類：單凝聚法、復凝聚法、溶劑-非溶劑法、溫度改變法。相分離的過程是十分複雜的，投料比、攪拌方式、攪拌速率、絮凝劑的加入時間、加入量等均對微球的載藥量和形態產生影響，進而影響藥物的釋放特性。該法操作簡單，易於實現工業化生產，製得微球球形圓整，缺點是載藥量低，微球較大，容易發生粘連。
3.緩釋載藥微球治療
慢性牙周炎慢性牙周炎是發生在口腔中最常見的疾病之一，菌斑中的細菌及其代謝產物是牙周炎發病的始動因子，宿主對其釋放的毒力因子產生的急性炎症反應直接導致牙齦組織和牙槽骨的破壞。考慮到牙周炎的病因和發病機制十分複雜，主要有三種不同的治療方法。①清除菌斑:是牙周炎治療的基礎；②調節宿主免疫反應，其目的是抑制破壞性的炎症反應；③牙周組織再生治療。藥物治療是牙周病輔助治療的重要方面，可有效控制慢性牙周炎的進展，近年來國內外學者對載藥微球製劑治療慢性牙周炎進行了大量研究。
3.1載四環素族藥物微球
四環素族藥物是抑制牙周致病菌最重要的藥物之一。其在慢性牙周炎中的作用機制主要包括①抗菌作用；②抑制膠原酶及其他基質金屬蛋白酶的活性，從而抑制牙周組織破壞；③促進牙周膜細胞再生，促進牙齦成纖維細胞和牙骨膜成纖維細胞中的蛋白、膠原合成。YaoW等採用復乳/溶劑揮發法製備載米諾環素的聚乙二醇-聚乳酸納米球（NP-MIN），粒徑大小98±12nm，載藥率和包封率分別為9.3%±0.2%和46.5%±0.9%。具有顯著的緩慢控釋特性，與鹽酸米諾環素軟膏（別名：派力奧）相比有效藥物濃度持續時間長達12天，顯著緩解了牙周炎的症狀。
許多學者研究發現與單純SRP相比，應用米諾環素微球作為輔助治療時，牙周袋探診深度（PPD）、探診出血（BOP）、附著水平（CAL）明顯改善，紅色微生物複合體數量明顯減少，效果優於前者。然而KilleenAC實驗研究得出結論是米諾環素微球作為輔助治療，上述參數明顯改善，但與單純SRP治療相比無統計學差別，與TabenskiL的研究結論相同。Oringer RJ在研究米諾環素微球對骨吸收標記物的影響中指出，局部應用米諾環素微球一個月後齦溝液中IL-1水平明顯下降，Killeen AC亦得出此結論，但長期效果有待研究。
MouraLA等通過復乳溶劑揮發法製備多西環素PLGA微球，獲得微球載藥量為16%，包封率達到80%，平均粒徑小於1μm，多西環素從該微球中緩慢穩定釋放時間長達15天。RaoSK研究多西環素微球藥效學實驗中指出，PPD從治療初期到6月減少大約2mm；CAL從治療初期到6月改善0.9mm，與對照組（單純SRP）相比臨床參數明顯改善，其差別具有統計學意義。除1到3月以外的其餘時間段，牙齦卟啉單胞菌數目明顯減少。
3.2載硝基咪唑類藥物微球
甲硝唑是一種高效廉價的、能殺滅專性厭氧菌的藥物，可有效殺滅牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌、具核梭桿菌、螺旋體及消化鏈球菌等，對由這些細菌引起的牙周炎具有良好的治療效果。Pichayakorn W以殼聚糖為載體用乳化交聯法製備甲硝唑微球，通過各種手段對不同製備條件下製得的微球包封率、粒徑大小、表面形態等性質進行評價，得出最佳組合為：5%戊二醛，30min交聯時間，投藥比1:1。所製備的微球球形圓整，有良好的黏膜粘性，平均粒徑大小為42.82μm，包封率為59.40%，具有明顯的緩釋作用，由該微球組成的凝膠其釋藥性能優於纖維。
奧硝唑和培氟沙星分別對厭氧菌和兼性厭氧菌抑菌效果明顯，兩者聯合使用可發揮高效抑菌效果。劉銳採用復乳-溶劑揮發法製備複方奧硝唑/培氟沙星PLGA微球，制出微球的成球形良好，光滑均勻，粒徑大小為21.60±6.41μm，奧硝唑和培氟沙星的包封率平均為68.15%±0.4%和64.07%±0.37%，載藥量分別為6.18%±0.15%和3.95%±0.21%。24h後奧硝唑在體外釋放率達25%左右，培氟沙星則達到35%左右，存在一定的「突釋效應」。隨時間推移，微球釋放藥物速率基本保持穩定，到20天藥物基本釋放完畢。
有學者在PLGA材料外再包裹一層殼聚糖，在很大程度上抑制了「突釋效應」，但這種符合載體材料不適合於注射劑型使用。「突釋效應」並不是沒有任何利用價值，適當的突釋會起到「首劑加倍」的作用，一定程度上對細菌的抑制效果產生了積極的促進作用。
3.3載他汀類藥物微球
他汀類藥物是一類降脂藥物，具有抑制3-羥基-甲基戊二醯輔酶A還原酶的作用，主要應用於高膽固醇的治療。此外還具有抗炎、抗氧化的特性，可通過增加骨細胞中BMp-2的表達刺激骨組織新生，故為牙周炎的治療提供了一個新的方向。HoMH採用o/w乳化法製備載洛伐他汀的PLGA微球，藥物/PLGA比為0.032時製備的微球3天後突釋70%，7天後藥物釋放量為97%。體外細胞實驗顯示應用此微球，細胞的鹼性磷酸酶（ALP）活性顯著增加，特別在第3、5、7、9天時。洛伐他汀＞4μg/ml時細胞ALP活性明顯下降甚至低於原來水平，用PLGA包載洛伐他汀則不會表現出此細胞毒性。
儘管促進骨再生的最適藥物濃度不確定，但該微球在骨缺損治療中有很大的發展潛力。考慮到控制炎症和促進骨再生是治療牙周病的重要途徑，LeeBS等人採用復乳法製備載洛伐他汀、四環素的PLGA-殼聚糖製成納米粒，平均粒徑為111.5nm，在投藥比為0.1%、0.3%、0.5%的微球中洛伐他汀的包封率分別為69.1±4.0%、69.8±4.6%、70.3±4.3%，四環素的包封率分別為10.6±2.7%、22.4±3.1%、32.1±2.6%，微球經過起初的突釋後緩慢釋放藥物時間長達14天，洛伐他汀的控釋較四環素稍晚，可持續21天之久。利用微型CT對新生骨定量分析並測量其體積，結果表明該微球具有良好的骨再生潛能。
3.4載多肽和蛋白質類藥物微球
多肽和蛋白質類藥物已逐漸成為一類十分重要的治療用藥，但是其存在不少缺陷：如生物半衰期短，易受到酶降解影響，難以通過生物屏障等。因此製備其緩控釋製劑對改善生物大分子的臨床應用具有顯著優勢。
（1）調節宿主免疫：研究表明25（OH）D3可被不同的牙周細胞羥基化，通過與維生素D受體（VDR）結合行使生物功能。25（OH）D3可抑制炎症相關信號通路NF-kB、STAT3的表達，從而抑制過度炎症反應和牙周破壞。LiH等採用乳化溶劑揮發法製備出載25（OH）D3的PLA微球，微球粒徑為（42.3±5.8）μm，載藥量和包封率分別為（15.8±0.5）%和（79.2±1.9）%，藥物緩慢釋放持續時間長達70天。經體外模擬糖尿病性牙周炎環境和小鼠模型研究，發現25（OH）D3-PLA微球能夠抑制糖尿病型牙周炎的炎症反應，為其提供了有效的治療手段。GlowackiAJ以CCL22（趨化因子C-C-基元配體22）為藥劑製備了PLGA微球，體內、體外研究表明該微球可有效促進調節性T細胞（Treg）聚集，Treg細胞能影響免疫環境，維持內環境平衡。微球緩慢釋放CCL22，有效的減少了牙周組織中促炎性細胞因子的產生以及軟硬組織的破壞。
（2）促進牙周組織再生：多種不同的生長因子可促進牙周組織再生，例如骨形態發生蛋白（BMPs）、轉化生長因子、纖維母細胞生長因子等。SoranZ等先用電子噴霧技術製備BMP-6的明膠微球，再通過冷凍乾燥法在其外包裹一層殼聚糖支架，製得微球成球性良好，平均粒徑為360μm，控釋時間為6天。體外細胞培養結果表明由於BMPs的加入，骨髓源性大鼠間充質幹細胞的成骨細胞分化功能明顯提高。ChenFM等採用乳化-交聯法製備載釉質基質蛋白-右旋糖酐PLGA微球（EMPs-dex-MPs），微球平均粒徑為25μm，EMPs載藥量為32.8±1.2%，包封率為78.9±1.0%，第20天釋放總藥量的80%。體外實驗研究表明該微球明顯提高人牙周膜細胞的分化和鹼性磷酸酶活性，作用時間≥12日。
4.小結
近年來微球製劑已經成為藥物研發機構和生產企業的熱點劑型，其載藥種類多樣，載藥方式各異，在牙周炎的抗炎治療及牙周組織再生治療中均能取得了一定的療效，但大多為體外模擬實驗研究。總的來說，作為口腔衛生指導、齦上潔治、齦下刮治和根面平整術的輔助治療，局部應用緩釋載藥微球比單純機械性菌斑控制效果更好。然而微球製備方法較複雜，其理化特性如成球性、包封率、載藥量等易受影響，並引發突釋效應，牙周炎的治療效果易受影響。因此，今後還需逐步改良現有微球和研發新型微球，進一步幹預臨床試驗研究緩釋載藥微球長期治療效果，明確其在牙周炎治療中的應用價值。
來源：盧靜一,楊軍星,王雷.緩釋載藥微球在慢性牙周炎中的應用研究進展[J].現代口腔醫學雜誌,2018,32(03):176-180.
(本網站所有內容，凡註明來源為「醫脈通」，版權均歸醫脈通所有，未經授權，任何媒體、網站或個人不得轉載，否則將追究法律責任，授權轉載時須註明「來源：醫脈通」。本網註明來源為其他媒體的內容為轉載，轉載僅作觀點分享，版權歸原作者所有，如有侵犯版權，請及時聯繫我們。)