Advanced Functional Materials | 装饰纳米管的纳米颗粒：阳极氧化纳米工程钛植入物的先进局部疗法

钛基牙科和骨科种植体在患者状况不良时面临长期成功挑战。通过 Ti 植入物表面修饰实现局部药物释放，是提升植入物临床成功的有吸引力的策略。在各种表面地形和化学改造中，电化学阳极氧化钛植入物与钛（TiO-2）纳米管或 TNT 可增强植入物-组织整合，并能直接在植入微环境中加载和洗脱强效治疗剂。基于 Ag、Au、Ga、Cu、Zn 等的纳米颗粒（NP）已被纳入 TNT/Ti 植入物中，以实现包括骨整合、免疫调节和杀菌疗效在内的协同疗法。然而，NP 装饰 TNT 的治疗与毒性平衡尚不充分，亟需进一步研究。在这项全面综述中，详细考察了掺入 TNTs 的 NPs 是否在不引发细胞毒性的情况下达到优越治疗潜力。综述强调了该领域的关键研究空白和未来方向，以确保此类新型可定制治疗植入物的临床可迁移性。

钛因其优异的生物相容性和机械性能，成为牙科与骨科植入的首选材料。但在老年、糖尿病等复杂病况下，其长期成功率仍面临挑战。核心在于实现骨整合、控制炎症和防止感染。表面改性技术为此提供了关键解决方案，其中电化学阳极氧化技术因其成本低、可扩展性强而备受关注。该技术能在钛表面形成二氧化钛纳米管，这些中空结构不仅能增强生物活性，还能作为药物载体，实现局部精准治疗。

将银、铜、锌等纳米粒子载入纳米管，可形成“纳米粒子修饰的纳米管”复合结构。与传统抗生素相比，纳米粒子具有多重抗菌机制，对耐药菌更有效，并能通过功能化实现靶向或联合治疗。阳极氧化过程通过平衡钛的氧化与溶解，自组装形成纳米结构。调控工艺参数可定制其尺寸形貌，这些结构能促进细胞黏附、加速骨愈合，并调节免疫反应。

纳米管作为“仓库”，能实现纳米粒子的高负载与可控缓释，将治疗集中于植入界面，避免全身副作用。载银纳米管抗菌性强，载钙磷纳米管促进骨再生，载镓或锶则能协同抗感染与促整合。

然而，该技术走向临床仍需克服关键障碍。首要是平衡疗效与毒性：纳米粒子可能通过离子释放或氧化应激损伤细胞，必须精确控制其尺寸、表面修饰和释放动力学，避免初期突释导致毒性。其次需要优化工艺，实现复杂植入体的均匀改性、纳米粒子的稳定负载，并确保灭菌和长期使用中的性能与机械耐久性。

未来研究将聚焦于更智能的个性化植入体。通过生物涂层降低纳米粒子毒性，设计响应局部环境（如pH、酶）的触发释放系统，并探索多种纳米粒子的协同治疗，有望为复杂病例提供更优解决方案。

电化学阳极氧化结合纳米粒子负载，代表了植入体表面工程的前沿方向。尽管在安全性、工艺和临床转化方面仍有挑战，但随着对纳米-生物界面理解的深化，这种可定制的植入体有望为更多患者带来长期可靠的疗效。

参考消息：

https://www.x-mol.com/paper/1966020049845907456/t?adv