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研究背景:牙周炎是人类口腔的常见病、多发病,其特征为牙支持组织受到累及,严重者最终导致牙齿的脱落。世界卫生组织统计结果显示,全球约有10%-15%的人口患有严重的牙周疾病,因此牙周炎给患者的生活质量和全身健康带来了极大的影响。目前,牙菌斑生物膜及其产物被认为是牙周炎的始动因子。因此,如何迅速有效的抑制牙周病原菌及其菌斑生物膜是阻止牙周炎发生和进展的核心问题。牙周基础治疗配合药物治疗是临床上牙周炎治疗的常见方法。然而,随牙周袋深度的增加,及各种牙源性障碍的产生,通过机械方法清除龈下菌斑变得更加困难。持续的药物治疗使形成龈下菌斑的细菌产生耐药性从而增加了治疗困难。近年来,抗菌光动力疗法（aPDT）逐渐应用于牙周炎的治疗中,具有易操作、范围广、效率高的优点,能够有效抑制菌斑生长。然而,目前商用光敏剂存在抗菌效果一般,牙龈染色等问题,其激发光源多为可见红光,其组织穿透力有限。近红外光（near-infared light,NIR）具有更大的组织穿透深度,对组织损伤小。因此,探索一种NIR激发的高效光敏剂对抗牙周炎致病菌,具有重要的临床意义。实验目的:制备一种NIR激发的具有核壳结构的上转换纳米粒子与二氧化钛复合物（UCNPs@TiO2）,通过aPDT研究其对牙周炎相关细菌的抑制作用,并比较了此种光敏剂与商用光敏剂的抗菌性能。实验方法:1.采用高温热分解法制备β-NaYF4:Yb3+,Tm3+,并采用水热法对其表面进行二氧化钛修饰。2.通过透射电子显微镜（TEM）,Zeta电位,XRD射线衍射,上转换荧光光谱,上转换纳米粒子的荧光寿命以及体外ROS的测定对材料进行表征。3.通过CCK-8法和细胞染色法评价了体外细胞暗毒性。4.探究了980 nm NIR激发下UCNPs@TiO2引发的aPDT效应。对3种牙周炎相关细菌:血链球菌（Streptococcus sanguinis,S.sanguinis）、牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis,P.gingivalis）和具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum,F.nucleatum）进行了研究。采用悬浮杀菌时间-杀菌曲线检测其对悬浮细菌的杀灭活性。通过活/死染色,菌落形成单位（CFU）计数和细菌代谢活性评价对单种菌种生物膜杀菌效果。5.比较了商用光敏剂甲苯胺蓝O（TBO）与UCNPs@TiO2对牙周炎相关细菌的杀菌效果。结果:1.六边形UCNPs@TiO2纳米粒子的平均直径为39.7 nm,表面带有正电荷（+12.4 mV）,具有较强的发光效率。2.UCNPs@TiO2纳米粒子具有良好的生物相容性,当药物浓度小于2 mM时,无明显的细胞毒性。3.悬浮菌时间-杀菌曲线结果显示所有的无辐射对照组无杀菌作用;低剂量UCNPs@TiO2-aPDT组三种悬浮菌在12 h内被杀死;高剂量UCNPs@TiO2-aPDT组三种悬浮菌在4 h内被杀死。4.细菌活/死染色结果显示:UCNPs@TiO2-aPDT组细菌几乎被杀死呈现红色,无辐射对照组细菌存活呈现绿色,商用aPDT组有一定的杀菌作用呈现橙色。5.与无辐射对照组相比,UCNPs@TiO2-aPDT组能够大幅减少生物膜细菌数（p<0.05）。近红外触发的aPDT使生物膜CFU降低大于3个数量级,明显高于所有的无辐射对照组和商用aPDT对照组。6.UCNPs@TiO2-aPDT组对三种细菌生物膜的杀菌效果排序为:S.sanguinis<F.nucleatum=P.gingivalis。UCNPs@TiO2-aPDT组也显著降低了生物膜的代谢活性（p<0.05）。结论:本研究合成的核/壳结构的UCNPs@TiO2纳米粒子大小均匀,表面带有正电荷,具有良好的生物相容性。UCNPs@TiO2纳米粒子对三种牙周炎相关细菌均具有较强的抑制作用。这项新的纳米技术显示了在抑制牙周炎方面的应用前景。