刺激响应型空心Cu2O@C/N复合膏体在正畸治疗中防治白垩斑的协同抗菌-再矿化机制研究

（编辑推荐）本研究创新性开发了Cu/GS复合膏体，通过空心双壳结构Cu2O@N/C纳米酶（H-Cu2O@N/C）的pH响应性过氧化物酶活性，实现酸性生物膜微环境触发·OH杀菌；同时借助明胶甲基丙烯酰胺（GelMA）-海藻酸钠（SA）基质捕获唾液Ca2+/PO43-，促进仿生羟基磷灰石（HAP）再生，为正畸相关白垩斑（WSLs）提供"抗菌-矿化"双功能解决方案。

　　

Highlight

本研究创新性地开发了具有抗菌和再矿化双重功能的Cu/GS复合膏体，用于解决正畸治疗中高发的釉质白垩斑（WSLs）问题。通过一步水热法合成的空心双壳结构Cu₂O@N/C纳米酶（H-Cu₂O@N/C），其氮掺杂碳壳显著增强了材料稳定性，同时降低氧化亚铜纳米晶体的系统毒性。

Synthesis of Hollow Cu₂O@C/N (H-Cu₂O@C/N)

H-Cu₂O@C/N的合成基于改良的水热法：将90 mg Cu(NO₃)₂·3H₂O溶于40 mL二甲基甲酰胺（DMF），超声处理20分钟后磁力搅拌60分钟，随后在160°C反应18小时、200°C反应38小时。离心收集的产物经乙醇洗涤后，60°C真空干燥获得最终材料。

Synthesis and Physicochemical Characterization

材料形成经历三个阶段（如示意图1所示）：DMF分子首先缩合为高分子中间体，在高温高压下分解产生氮掺杂碳基自由基；这些自由基将Cu²⁺还原为Cu⁺，驱动Cu₂O纳米晶核形成；最终自组装成具有空心结构的稳定纳米酶。

Conclusions

Cu/GS膏体突破现有单功能材料的局限：酸性菌斑生物膜激活H-Cu₂O@N/C的类过氧化物酶活性，催化低剂量H₂O₂生成高毒性·OH实现靶向杀菌；同时SA基质作为成核模板，通过羧酸根（COO^-）交联Ca²⁺并富集PO₄^3-，促进釉质表面仿生HAP再生。体外模型证实其能同步抑制WSL进展并修复早期釉质缺损。