インプラント周囲病変の治療のためのサーミオン効果を有するカップロリバイト／ハーディストナイト／アルジネート複合ハイドロゲル

Cuprorivaite/hardystonite/alginate composite hydrogel with thermionic effect for the treatment of peri-implant lesion.

抄録

インプラント周囲病変は、インプラントを埋入した多くの患者を悩ませる深刻な病態である。インプラント周囲病変は、歯周病菌の持続的な蓄積によりインプラント周囲に炎症を引き起こし、インプラントのゆるみ、ひいてはインプラントの喪失につながる。初期のインプラント周囲病変は、インプラント周囲の歯肉の腫れ、発赤、出血など、歯周病に似た症状を示します。これらの徴候は、インプラント周囲組織の感染と炎症を示しており、その結果、骨が失われ、インプラントが機能しなくなる可能性があります。この問題に対処するため、光熱性とCu/Zn/Si多重イオン放出特性を有するキュプロリバイト・ハルジストナイト・バイオセラミック/アルジネート複合ハイドロゲルを設計することにより、熱電子戦略が適用された。この革新的なアプローチは、近赤外光照射による複合ハイドロゲルの光熱効果により、複合ハイドロゲルからの生体活性イオン（CuとZnと）の放出と温和な熱環境による熱イオン効果を生み出す。この熱効果による最も特徴的な利点は、歯周病原性細菌を実質的に除去し、炎症を抑制すると同時に、インプラント周囲のオッセオインテグレーションを促進することである。このユニークな特性により、このコンポジットハイドロゲルの使用は、歯周病学の臨床的課題であるインプラント周囲病変への介入後のインプラントの生存率を著しく改善する上で非常に有効である。本研究は、インプラント周囲病変に対する新しいバイオマテリアルを用いたアプローチの可能性を明らかにするものである。このアプローチは、感染や炎症を除去するだけでなく、インプラントのオステオインテグレーションを促進するものであり、生理活性機能材料を用いて早期のインプラント周囲病変を予防・管理するための理論的洞察と実践的指針を与えるものである。

Peri-implant lesion is a grave condition afflicting numerous indi-viduals with dental implants. It results from persistent periodontal bacteria accumulation causing inflammation around the implant site, which can primarily lead to implant loosening and ultimately the implant loss. Early-stage peri-implant lesions exhibit symptoms akin to gum disease, including swelling, redness and bleeding of the gums surrounding the implant. These signs indicate infection and inflammation of the peri-implant tissues, which may result in bone loss and implant failure. To address this problem, a thermionic strategy was applied by designing a cuprorivaite-hardystonite bioceramic/alginate composite hydrogel with photothermal and Cu/Zn/Si multiple ions releasing property. This innovative approach creates a thermionic effect by the release of bioactive ions (Cu and Zn and ) from the composite hydrogel and the mild heat environment though the photothermal effect of the composite hydrogel induced by near-infrared light irradiation. The most distinctive advantage of this thermionic effect is to substantially eliminate periodontal pathogenic bacteria and inhibit inflammation, while simultaneously enhance peri-implant osseointegration. This unique attribute renders the use of this composite hydrogel highly effective in significantly improving the survival rate of implants after intervention in peri-implant lesions, which is a clinical challenge in periodontics. This study reveals application potential of a new biomaterial-based approach for peri-implant lesion, as it not only eliminates the infection and inflammation, but also enhances the osteointegration of the dental implant, which provides theoretical insights and practical guidance to prevent and manage early-stage peri-implant lesion using bioactive functional materials.