بیماری‌های پیشرفته لثه تنها به عفونت باکتریایی محدود نمی‌شوند. در این بیماری‌ها، پاسخ التهابی بدن نیز می‌تواند به تخریب بافت‌های نگهدارنده دندان، از جمله بافت همبند و استخوان آلوئولار اطراف دندان، منجر شود. به همین دلیل، درمان مؤثر باید علاوه بر کنترل عوامل میکروبی، التهاب را نیز مهار کند و تا حد امکان شرایط لازم برای ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده را فراهم آورد.
در همین راستا، پژوهشگران یک سامانه نانویی چندمنظوره با نام NMm@MINO توسعه داده‌اند که برای ترکیب سه عملکرد طراحی شده است: انتقال موضعی آنتی‌بیوتیک، تنظیم پاسخ التهابی و کمک به فرایندهای بازسازی بافت. در این ساختار، هسته‌ای از جنس ژلاتین حاوی داروی مینوسایکلین (Minocycline) با یک غشای زیست‌تقلیدی ترکیب شده است. هدف از این طراحی، اثرگذاری هم‌زمان بر چند سازوکار دخیل در پیشرفت بیماری‌های لثه است.
مینوسایکلین از خانواده آنتی‌بیوتیک‌های تتراسایکلین است و می‌تواند در کنترل عفونت‌های باکتریایی نقش داشته باشد. بااین‌حال، رویکرد پژوهشگران به استفاده از این دارو محدود نمانده است. آن‌ها با طراحی یک حامل نانویی تلاش کرده‌اند اثرات ضدباکتریایی را با قابلیت‌های تنظیم ایمنی و ترمیم بافت همراه کنند.
در آزمایش‌های سلولی، این فرمولاسیون علاوه بر اثرات ضدباکتریایی، بر رفتار سلول‌های فیبروبلاست نیز تأثیر مثبت نشان داد. فیبروبلاست‌ها از سلول‌های مهم بافت همبند هستند که در تولید و سازمان‌دهی اجزای ماتریکس خارج‌سلولی، از جمله کلاژن، نقش دارند. مهاجرت این سلول‌ها به ناحیه آسیب‌دیده و فعالیت آن‌ها از مراحل مهم ترمیم بافت محسوب می‌شود.
نتایج آزمایشگاهی نشان داد که در حضور فرمولاسیون NMm@MINO، مهاجرت فیبروبلاست‌ها افزایش یافته و شدت سیگنال فلورسانس مربوط به کلاژن نوع یک نیز بیشتر شده است. کلاژن نوع یک از پروتئین‌های اصلی ساختاری در بافت همبند و استخوان است. افزایش این نشانگر می‌تواند بیانگر تقویت فعالیت‌های سلولی مرتبط با بازسازی بافت پریودنتال باشد؛ هرچند به‌تنهایی اثبات‌کننده بازسازی کامل و عملکردی بافت نیست.
پژوهشگران برای بررسی عملکرد سامانه در شرایط نزدیک‌تر به بیماری واقعی، آن را در مدل حیوانی موش صحرایی مبتلا به پریودنتیت نیز آزمایش کردند. در این مدل، بیماری با استفاده از لیگاتور یا نخ مخصوص در اطراف دندان ایجاد شد. محققان بیماری را در سه مرحله زمانی سه، هفت و چهارده‌روزه بررسی کردند و پس از خارج‌کردن لیگاتور، مواد درمانی را هر سه روز یک‌بار به‌صورت موضعی تزریق کردند.
بررسی‌های بافت‌شناسی و مولکولی نشان داد که درمان با NMm@MINO با کاهش برخی شاخص‌های التهاب همراه بوده است. از جمله، سیگنال‌های مربوط به اینترلوکین-۶ (IL-6) و پروتئین واکنشی C یا CRP کاهش یافتند. همچنین، بیان ژن‌های Il6، Crp و Il1b که با پاسخ التهابی ارتباط دارند، کمتر شد. این تغییرات با کاهش شدت التهاب در بافت‌های مورد بررسی سازگار است.
برای ارزیابی وضعیت بافت و بازسازی ساختار آن، پژوهشگران از روش‌های رنگ‌آمیزی بافت‌شناسی شامل هماتوکسیلین و ائوزین (H&E) و تری‌کروم ماسون استفاده کردند. نتایج این بررسی‌ها به بهبود سازمان‌یافتگی بافت و بازآرایی کلاژن پس از درمان اشاره داشت. افزایش بیان ژن Col1a1 نیز شواهد دیگری از تقویت فرایندهای مرتبط با تولید کلاژن فراهم کرد.
یکی از مهم‌ترین بخش‌های مطالعه، بررسی تأثیر درمان بر استخوان آلوئولار بود. این استخوان بخشی از استخوان فک است که ریشه دندان‌ها را در بر می‌گیرد و نقش اساسی در نگهداری دندان دارد. در بیماری پریودنتیت، التهاب مزمن می‌تواند به تحلیل این استخوان منجر شود و در مراحل پیشرفته، پایداری دندان را به خطر بیندازد.
محققان برای ارزیابی تغییرات استخوانی از تصویربرداری میکروتوموگرافی رایانه‌ای (Micro-CT) استفاده کردند. این روش امکان بررسی سه‌بعدی ساختار استخوان را در مقیاس میکروسکوپی فراهم می‌کند. شاخص‌هایی مانند فاصله محل اتصال مینای دندان به سمان ریشه تا لبه استخوان آلوئولار، نسبت حجم استخوان به حجم کل، تعداد و ضخامت تیغه‌های استخوانی و فاصله میان آن‌ها اندازه‌گیری شدند.
نتایج نشان داد که استفاده از NMm@MINO در مقایسه با شرایط بیماری درمان‌نشده، میزان تحلیل استخوان آلوئولار را کاهش داده و برخی شاخص‌های ریزساختاری استخوان را بهبود بخشیده است. این یافته در کنار کاهش نشانگرهای التهاب و بهبود وضعیت کلاژن، نشان می‌دهد که سامانه طراحی‌شده ممکن است فراتر از کنترل عفونت عمل کند و بر فرایندهای تخریب و ترمیم بافت نیز اثر بگذارد.
پژوهشگران همچنین زیست‌سازگاری اولیه فرمولاسیون را بررسی کردند. آزمون‌های زنده‌مانی سلولی، سازگاری با خون و مشاهدات ایمنی در حیوانات، در دوزهای آزمایش‌شده با تحمل‌پذیری کوتاه‌مدت سامانه سازگار بودند. بااین‌حال، این نتایج برای قضاوت درباره ایمنی بلندمدت یا پیامدهای مصرف مکرر کافی نیستند.
اهمیت این رویکرد در تلاش برای ترکیب چند عملکرد درمانی در یک سامانه واحد است. درمان‌های متداول بیماری‌های لثه عمدتاً بر کنترل پلاک میکروبی، کاهش عفونت و مدیریت التهاب متمرکزند؛ درحالی‌که در مراحل پیشرفته بیماری، حفظ یا بازسازی بافت‌های نگهدارنده دندان نیز اهمیت دارد. یک سامانه نانویی که بتواند دارو را به‌صورت موضعی منتقل کند و هم‌زمان بر پاسخ ایمنی و فرایندهای ترمیمی اثر بگذارد، از نظر طراحی درمان‌های آینده قابل‌توجه است.
البته این فناوری هنوز در مرحله پژوهش‌های پیش‌بالینی قرار دارد و نتایج حاصل از مدل حیوانی را نمی‌توان مستقیماً به اثربخشی در انسان تعمیم داد. بررسی ایمنی بلندمدت، پیامدهای مصرف مکرر آنتی‌بیوتیک، احتمال ایجاد مقاومت میکروبی و تأثیر درمان بر ترکیب میکروبی دهان از جمله موضوعات ضروری برای مطالعات بعدی هستند.
همچنین، باید مشخص شود که نانوذرات تا چه اندازه به‌طور اختصاصی در بافت پریودنتال باقی می‌مانند، سازوکار دقیق عملکرد غشای زیست‌تقلیدی چیست و آیا این سامانه در مقایسه با روش‌های تثبیت‌شده انتقال موضعی دارو برتری دارد یا خیر. تولید تکرارپذیر، امکان افزایش مقیاس ساخت، پایداری در زمان نگهداری و یکنواختی کیفیت میان بچ‌های تولیدی نیز از چالش‌های مهم پیش از ورود به کاربرد بالینی هستند.
در مجموع، این پژوهش نشان می‌دهد که مهندسی نانوحامل‌های چندمنظوره می‌تواند راهی برای پیوندزدن کنترل عفونت با تنظیم التهاب و حمایت از بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده باشد. بااین‌حال، اثبات بازسازی کامل بافت پریودنتال و تبدیل این دستاورد به یک درمان قابل استفاده برای بیماران، به مطالعات تکمیلی و ارزیابی‌های بالینی نیاز دارد.