科技日报记者 雍黎
糖尿病、牙周炎患者想种牙，常常面临“种得上、留不住”的困境。就像在不稳固的地基上盖楼，风险极高。如何让种植牙能在这种“不友好”的口腔里牢牢扎根，是口腔医学界多年来的重大挑战。
3月16日，记者从重庆医科大学获悉，该校口腔医学院陈陶教授团队取得关键突破。他们利用人工智能（AI）“创智”设计出一种具有“变色龙”特性的智能新材料，成功破解了种植体周软硬组织再生难题，让脆弱的“危房”口腔环境，变成了能让种植牙稳固生存的“堡垒”。相关成果近期在期刊《德国应用化学（国际版）》发表。
AI“算”出材料“智”变
“对于糖尿病或牙周炎患者来说，种牙的难点核心在于：疾病破坏了口腔的‘土壤’环境，使种植体难以与牙槽骨长牢（即‘骨结合’）。”陈陶解释，对糖尿病患者来说，高血糖如同让“土壤”盐碱化。它会导致血流不畅，伤口难愈合；身体抵抗力下降，极易发生感染；还会抑制新骨生长，使得种植体“根基”不稳。对牙周炎患者来说，口腔则像一片“炎症火场”。致病菌持续存在，随时可能侵袭种植体周围引发发炎；同时，牙槽骨已被大量破坏，骨量不足，相当于“地基”被掏空，需要先费力“填土加固”。
陈陶长期深耕口腔种植修复生物材料领域。在前期研究中，团队敏锐地捕捉到了“金属—多酚网络（MPN）”这一新型材料体系。他们已成功开发出多种MPN改性的种植体与基台，验证了其在促进细胞黏附、抗菌等方面的潜力。然而，随着研究的深入，一个巨大的挑战横亘在团队面前——MPN体系由金属离子与多酚分子构成，自然界中金属离子种类繁多，多酚分子结构各异，两者的理论组合多达数十万种。
传统研究想找到一种既能强力抗菌、又能高效促生长的理想涂层材料，如同大海捞针。因为可能的材料组合高达数十万种，靠人工实验筛选几乎不可能。
团队转换思路，让AI来当“超级星探”。陈陶带领团队构建了一个包含数万种金属离子与多酚分子组合的虚拟数据库，利用机器学习模型，从海量可能性中快速锁定最优解。在AI的助力下，团队迅速锁定了铈、铁等金属离子与单宁酸等天然多酚分子的最佳配对。
“变色龙”涂层打造智能“防弹衣”
实验证明，这种由AI“算”出来的新型涂层材料，拥有神奇的“变色龙”特性，相当于为种植体穿上了一层智能“防弹衣”。
在感染环境下，当细菌大量繁殖、局部环境变酸时，这种纳米材料会迅速切换到“战斗模式”：一方面像过氧化物酶/氧化酶一样产生活性氧，另一方面在近红外光照射下产生热效应，协同清除细菌及其释放的致炎信号，平息炎症风暴。当材料进入细胞内部、处于相对中性的环境时，它立即“变脸”，切换到“修复模式”：模拟抗氧化酶清除过量线粒体活性氧，同时帮助恢复线粒体稳态，阻断炎症小体过度激活，创造一个有利于骨骼和软组织生长的友好免疫环境。
“这就像给种植体穿上了一层智能‘防弹衣’。”陈陶形象地比喻道。这层“防弹衣”不仅能根据环境变化自动调整功能，还兼具黏附性，能像强力胶水一样，吸引牙龈成纤维细胞“锚定”在种植体表面，大大增强了种植体的密封性和稳定性。
复杂的动物实验中，其成效显著：在糖尿病模型大鼠体内，涂层显著提升了种植体的骨结合率，新生骨量丰富。同时，它更诱使牙龈软组织紧密“拥抱”种植体，形成了一道密封屏障，实现了软组织与硬组织再生的双重增强。该系列研究成果先后发表于《生物活性材料》《美国化学学会·纳米》《先进医疗保健材料》等领域内高影响力期刊。
陈陶表示，目前，团队正致力于打通“AI设计—材料制备—临床应用”的全链条，推动这项智能技术真正造福患者。
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