种植体周围炎是一种由线粒体功能障碍和氧化应激驱动的慢性炎症性疾病，会导致进行性骨质流失和种植体失败。为应对这一挑战，本文开发了CS/SS31-SeNPs纳米系统，这是一种整合壳聚糖（CS）、线粒体靶向肽SS31和抗氧化硒纳米颗粒（SeNPs）的双靶向纳米系统。该平台结合了膜电位依赖性（正电荷驱动）和独立策略（SS31介导的心磷脂结合），以确保精确的线粒体递送，克服了疾病状态下单一靶向方法的局限性。该纳米系统表现出均匀的50 nm球形结构、元素硒核心以及稳定的胶体特性（ζ 电位+48 mV）。体外实验中，CS/SS31-SeNPs能有效清除活性氧（ROS）、恢复线粒体膜电位、降低线粒体ROS，并通过将葡萄糖代谢转向氧化磷酸化来促进M2型巨噬细胞极化。此外，它们在氧化应激条件下增强了骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨分化，提高了Runx2表达、碱性磷酸酶活性和矿化水平。体内实验中，该纳米颗粒在大鼠种植体周围炎模型中减少了骨吸收、改善了骨体积、抑制了破骨细胞活性，并促进了骨成熟和软组织修复，且未观察到全身毒性。通过协同发挥硒纳米颗粒（SeNPs）的谷胱甘肽过氧化物酶样活性与SS31的线粒体保护作用，这种以线粒体为核心的策略为种植体周围炎及其他氧化还原相关疾病提供了极具前景的治疗方案，实现了抗氧化功效与组织再生代谢重编程的有机结合。

种植体周围炎是口腔种植修复后的常见并发症，全球患病率维持在较高水平，其核心病理特征为致病菌引发的持续性炎症反应，伴随活性氧（ROS）过量产生与线粒体功能紊乱，进而导致种植体周围软组织损伤和不可逆骨吸收，严重威胁种植体长期存留。当前临床治疗手段存在显著局限，机械清创难以彻底清除种植体表面复杂结构中的生物膜，系统性抗生素应用易诱发细菌耐药性且破坏口腔微生态平衡，现有治疗策略缺乏对炎症微环境的精准调控能力，无法同时解决抗菌、抗氧化及组织修复等多重临床需求，亟需开发兼具靶向性与多功能协同作用的新型治疗平台。

该研究针对种植体周围炎治疗中 “抗菌不彻底、炎症难调控、组织修复弱” 的核心痛点，构建了可同时靶向线粒体并清除活性氧的 CS-SS31-SeNPs 纳米平台，为种植体周围炎的精准治疗提供了创新技术路径。其意义在于突破传统单一治疗模式的局限，通过多功能纳米载体实现抗菌、抗氧化、线粒体保护及炎症调控的协同作用，既为解决种植体周围炎的临床治疗困境提供了新方案，也为口腔领域多功能纳米治疗平台的研发提供了重要参考，对推动口腔种植修复的长期疗效提升具有重要的临床转化价值。

研究成功制备了生物活性 CS-SS31-SeNPs 纳米平台，该纳米系统具有良好的生物相容性与稳定性；体外实验证实其可高效清除种植体周围炎病理微环境中的过量活性氧（ROS），减轻氧化应激损伤；同时能够特异性靶向受损线粒体，改善线粒体功能紊乱，抑制促炎因子释放，调节局部炎症微环境；此外，该纳米平台对种植体周围炎主要致病菌具有显著的抑制或杀伤作用，可减少生物膜形成；体内实验进一步验证了其在缓解种植体周围软组织炎症、减少骨吸收、促进组织修复方面的积极效果，为后续临床应用奠定了基础。

图1.CS/SS31-SeNPs用于治疗种植体周围炎的制备及治疗机制示意图

上图由西西智研制作

图2.CS/SS31-SeNPs的合成与表征

(A)CS/SS31-SeNPs的合成流程示意图。(B)CS/SS31-SeNPs的透射电子显微镜（TEM）图像及元素分布图；（C，D）CS/SS31-SeNPs的粒径分布与zeta电位；(E)CS/SS31-SeNPs的紫外-可见吸收光谱；（F，G）CS/SS31-SeNPs的 XPS 宽扫描光谱及Se3d高分辨光谱；(H)CS/SS31-SeNPs的傅里叶变换红外光谱（FT-IR）。

图3.壳聚糖/SS31-Se纳米颗粒的分子对接与分子动力学模拟

(A) 壳聚糖、SS31和硒的三维分子对接结构。(B) 壳聚糖、SS31和硒的二维分子对接结构。(C) 壳聚糖、SS31和硒的表面静电作用力。(D) 壳聚糖、SS31和硒在100纳秒动力学过程中的自组装过程代表性快照。(E) 壳聚糖、SS31和硒在100纳秒动力学过程中的自组装过程代表性快照。(F) 壳聚糖、SS31和硒的均方根偏差（RMSD）、(G) 均方根涨落（RMSF）、(H) 能量及(K) 摩尔回转半径（Rg）的100纳秒动力学过程。(I) 总溶剂可及表面积（SASA），(J) 硒溶剂可及表面积变化（Se-SASA）在100纳秒动力学过程中的变化。

图4.CS/SS31-SeNPs的线粒体靶向性及功能改善能力

(A) TEM检测RAW264.7细胞经4小时预处理后，CS/SS31-SeNPs（Se:60 μM）的细胞摄取情况及其与线粒体的空间关系。比例尺=2 μm（左）和1 μm（右）。(B) 4小时孵育后RAW264.7细胞中CS/SS31-SeNPs（Se:60 μM）与线粒体的多信号共聚焦显微成像及(C)共定位分析（绿色：香豆素6标记的CS/SS31-SeNPs；红色：线粒体，mitoTracker染色）。比例尺=10 μm 。(D) 不同处理后RAW264.7细胞 JC -1荧光染色典型图像及(F)线粒体膜电位（MMP）红/绿相对荧光强度。比例尺=100 μm 。(E) MitoSOX标记后不同处理对BMSCs中mtROS荧光强度及(G)相对定量分析。比例尺=20 μm 。误差线表示均值±标准差（n=3）。组间显著性差异标注为*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001，ns：无显著性。(H) TEM检测不同处理后RAW264.7细胞的线粒体形态与功能分析。比例尺=1 μm 。（I–K）通过GO富集分析显示CS/SS31-SeNPs与抗氧化过程、免疫应答及巨噬细胞调控的相关性。(L)通过 KEGG 富集分析揭示CS/SS31-SeNPs与炎症信号通路的关联。(M)热图展示CS/SS31-SeNPs通过GPx酶、CAT酶和SOD酶等抗氧化酶系统激活的机制。（N，O）CS/SS31-SeNPs及其各组分对RAW264.7细胞中抗氧化酶（GPx和CAT）活性的影响。(P)CS/SS31-SeNPs抗氧化作用的示意图。

图5.能量代谢组学分析及CS/SS31-SeNPs对巨噬细胞抗炎能力的调控

(A) 过氧化氢组与过氧化氢+CS/SS31-SeNPs组间差异代谢物的火山图谱。(B) 过氧化氢组与过氧化氢+CS/SS31-SeNPs组间前Fc条形代谢物。(C) 过氧化氢组与过氧化氢+CS/SS31-SeNPs组间差异代谢物的 KEGG 分析。（D，E）差异代谢物的相关性分析与雷达图分析目录。(F) 过氧化氢组与过氧化氢+CS/SS31-SeNPs组间与碳水化合物代谢相关的差异代谢物热图。（GJ）过氧化氢组与过氧化氢+CS/SS31-SeNPs组间与碳水化合物代谢相关的代谢物相对表达量。（K，L）采用海马系统实时监测的H2O2诱导的RAW264.7细胞在有无CS/SS31-SeNPs处理下的OCR。采用OCR作为线粒体呼吸的标志物(K)，并评估基础呼吸、ATP生成及最大呼吸量（L，n=5个独立生物学重复）。(M) Western blot分析H2O2诱导的RAW264.7细胞中HIF1A蛋白水平，实验组经CS/SS31-SeNPs处理，对照组未处理。(N) 对(N)图所示印迹的蛋白水平进行定量分析。（O-Q）CS/SS31-SeNPs对RAW264.7细胞中M1型巨噬细胞（iNOS）与M2型（CD206）比例的影响。(R) 通过CD86和CD206染色流式细胞术评估RAW264.7细胞中巨噬细胞亚群，模型组采用LPS+ IFN 双重刺激构建的经典M1极化模型。(S) CS/SS31-SeNPs抗炎作用示意图。

图6.CS/SS31-SeNPs治疗种植体周围炎的体内疗效评估

(A)种植体周围炎模型构建及CS/SS31-SeNPs治疗示意图。(B)种植体周围骨结构的代表性微CT重建图像，包括冠状面（上）、横断面（中）和矢状面（下），n=6。骨小梁定量分析指标包括：(C) MBL ，(D)骨密度（BMD），(E)骨体积分数（BV）/骨表面积比（TV），(F)骨小梁厚度（Th），(G)骨小梁中值厚度(N)，(H)骨小梁标准厚度（Sp），n=6。

图7.种植体周围牙龈组织的组织学与免疫荧光染色

(A) 牙龈组织的H&E与Masson染色。比例尺=500和100 μm 。(B) 牙龈组织Masson染色的相对胶原含量。(C) 种植体周围牙龈组织中巨噬细胞极化的免疫荧光染色：iNOS（M1）、CD206（M2）和CD68。(D) 种植体周围牙龈组织 α -SMA、Vinculin和CD61的免疫荧光染色。比例尺=500和100 μm 。（E-J）各组相对荧光强度：(E) iNOS，(F) CD206，(G) CD68，(H) α -SMA，(I) Vinculin，(J) CD61。生物学独立样本（n=6）的显著性通过ANOVA后S-N-K多重比较计算。

图8.种植体周围骨组织的组织学染色

(A)种植体周围骨组织的H&E染色。(B)种植体周围骨组织的Masson染色。(C)种植体周围骨组织的Trap染色。比例尺=200 μm（上）和100 μm（下）。(D)骨-种植体表面的典型Goldner染色。

图9.种植体周围骨组织的免疫荧光染色

(A)种植体周围骨组织中Runx2、 OPN 和Sp7的免疫荧光染色。(B)种植体周围骨组织中巨噬细胞极化的iNOS（M1）、CD206（M2）和CD68的免疫荧光染色。比例尺=200 μm 。（C-H）相对荧光强度对比：(C)Runx2、(D) OPN 、(E)Sp7、(F)iNOS、(G)CD206、(H)CD68。生物学独立样本（n=6）的显著性通过ANOVA后进行S-N-K多重比较计算。

本文内容来自期刊Chemical Engineering Journal 525 (2025) 17017，以Bioactive CS/SS31-SeNPs nanoplatform for dual mitochondrial targeting and ROS scavenging in peri-implantitis therapy为题的文章。原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.170172

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