负载阿奇霉素的聚多巴胺纳米粒子用于牙周炎治疗

doi:10.7503/cjcu20240257

高等学校化学学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (1): 20240257.doi: 10.7503/cjcu20240257

负载阿奇霉素的聚多巴胺纳米粒子用于牙周炎治疗

王璐¹, 叶强¹, 王秀丽¹, 赵明璨¹, 李毅¹(), 侯宇川²()

^1.吉林大学口腔医院儿童口腔科，长春 130021
^2.吉林大学第一医院泌尿外科，长春 130021

收稿日期:2024-05-27 出版日期:2025-01-10 发布日期:2024-06-19
通讯作者: 李毅 E-mail:lyi99@jlu.edu.cn;houyc@jlu.edu.cn
作者简介:侯宇川，男，博士，教授，主要从事纳米材料的医学应用研究. E-mail： houyc@jlu.edu.cn
基金资助:
吉林省财政厅医疗卫生人才建设项目(JCSZ2021893-30);中国博士后科学基金(2023M741344)

Azithromycin-loaded Polydopamine Nanoparticles for the Treatment of Periodontitis

WANG Lu¹, YE Qiang¹, WANG Xiuli¹, ZHAO Mingcan¹, LI Yi¹(), HOU Yuchuan²()

^1.Department of Pediatric Dentistry，Hospital of Stomatology，Jilin University，Changchun 130021
^2.Department of Urinary，the First Hospital of Jilin University，Changchun 130021，China

Received:2024-05-27 Online:2025-01-10 Published:2024-06-19
Contact: LI Yi E-mail:lyi99@jlu.edu.cn;houyc@jlu.edu.cn
Supported by:
the Medical and Healthcare Talent Construction Project of the Finance Department of Jilin Province, China(JCSZ2021893-30);the China Postdoctoral Science Foundation(2023M741344)

摘要/Abstract

摘要：

利用二甲基咪唑与六水合硝酸锌之间的配位作用制备了正十二面体形貌的ZIF-8；再以ZIF-8为模板，多巴胺盐酸盐为原料，利用配位竞争诱导聚合法制备了中空结构的聚多巴胺纳米粒子(PDA NPs)；进一步以PDA NPs为载体负载药物，制备了负载阿奇霉素（AZM）的聚多巴胺纳米粒子(AZM@PDA NPs). 研究结果表明， PDA NPs的中空结构有助于阿奇霉素的大量负载，载药率高达20.2%. AZM@PDA NPs的生物相容性高，对正常细胞的毒性极低，能够促进细胞中抗炎因子的表达. AZM@PDA NPs实现的药物缓释能够有效治疗牙周炎，对抗牙槽嵴吸收，并且在体内的生物安全性良好，应用前景广阔.

关键词: 阿奇霉素, 聚多巴胺, 载药, 药物缓释, 牙周炎治疗

Abstract:

By the coordination between dimethylimidazole and ZnNO₃·6H₂O， the dodecahedral ZIF-8 were prepared first. Using ZIF-8 as template and dopamine hydrochloride as raw material， polydopamine nanoparticles（PDA NPs） with hollow structure were then prepared by chelation competition induced polymerization（CCIP） method. Furthermore， by using PDA NPs as drug carrier， azithromycin loaded PDA NPs（AZM@PDA NPs） were finally prepared. The hollow structure of PDA NPs contributed to high azithromycin loading with a drug loading rate of up to 20.2%. AZM@PDA NPs have high biocompatibility and low cytotoxicity， and can promote the expression of anti- inflammatory cytokines in cells. The sustained release of azithromycin achieved by AZM@PDA NPs can effectively treat periodontitis and resist alveolar ridge resorption， with good biosafety in vivo and broad application prospects.

Key words: Azithromycin, Polydopamine, Drug loading, Sustained drug release, Treatment of periodontitis

中图分类号:

O631

TrendMD:

王璐, 叶强, 王秀丽, 赵明璨, 李毅, 侯宇川. 负载阿奇霉素的聚多巴胺纳米粒子用于牙周炎治疗. 高等学校化学学报, 2025, 46(1): 20240257.

WANG Lu, YE Qiang, WANG Xiuli, ZHAO Mingcan, LI Yi, HOU Yuchuan. Azithromycin-loaded Polydopamine Nanoparticles for the Treatment of Periodontitis. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(1): 20240257.

图/表 10

Table 1 The primer sequences used for qRT-PCR

Gene		Primer sequence
IL⁃10	Forward	5'⁃ATGCTGCCTGCTCTTACTGACTG⁃3'
IL⁃10	Reverse	5'⁃CCCAAGTAACCCTTAAAGTCCTGC⁃3'
TGF⁃β	Forward	5'⁃CTTCAGCCTCCACAGAGAAGAACT⁃3'
TGF⁃β	Reverse	5'⁃TGTGTCCAGGCTCCAAATATAG⁃3'

Fig.1 TEM images of ZIF⁃8(A) and AZM@PDA NPs(B)

Fig.2 UV⁃Vis absorption spectra of azithromycin at 0.1—0.5 mg/mL(A), standard curve of absorbance versus concentration(B) and the release rate curve of azithromycin at 0, 1, 3, 5 and 7 days(C)

Fig.3 Relative cell viability of L929 cells after incubation with different concentrations of AZM@PDA NPs for 24 h

Fig.4 Relative gene expression of IL⁃10(A) and TGF⁃β(B) in RAW264.7 after co⁃cultured with AZM@PDA NPs for 24 h

Fig.5 Major liver and renal functions indexes of the rats after the injection of AZM@PDA NPs(24 h) in periodontologyThe control group is age⁃matched healthy mice. (A) AST; (B) ALT; (C) ALP; (D) total protein; (E) ALB; (F) uric acid; (G) creatinine; (H) urea.

Fig.6 H&E stained major organ slices of the rats after the injection of AZM@PDA NPs(2 weeks) in periodontologyThe control group is age⁃matched healthy mice. Magnification times: 400 for heart, liver and kidneys; 100 for spleen; and 200 for lungs.

Fig.7 MicroCT images of the maxillae after different treatments(A) Negative control group; (B) PDA NPs group; (C) AZM@PDA NPs group; (D) positive control group.

Fig.8 H&E stained slices of the maxillae after different treatments(A) Negative control group； (B) PDA NPs group； (C) AZM@PDA NPs group； (D) positive control group. Magnification times： 200.

Fig.9 Immunofluorescent stained slices of the maxillae after different treatments(A) Negative control group; (B) PDA NPs group; (C) AZM@PDA NPs group. The scale bar is 100 μm.

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Azithromycin-loaded Polydopamine Nanoparticles for the Treatment of Periodontitis

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