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【AFM】含氟COF双功能膜用于龋齿防治
摘要
北京大学口腔医学院邓旭亮、郭亚茹教授团队与北京化工大学刘友星老师团队报道的Adv. Funct. Mater. 2026,研究中，提出使用氟化共价有机框架F-COFs构建双功能人工获得性膜的新策略。
1) F-COFs对牙釉质的亲和力强于唾液蛋白氨基酸序列SN15，可优先在牙面形成人工获得性膜，从源头阻断唾液蛋白吸附，抑制致龋菌黏附定植；
2) 同时在光照下产生大量活性氧ROS，高效杀灭致龋菌。该双功能策略对初期龋预防效率达94.61%，对中度和广泛龋损预防效率达100%，优于已报道的其他防龋生物材料。
研究背景
1. 行业问题：
龋齿是人类最常见的口腔疾病之一，而获得性膜的形成是牙菌斑成熟的前提条件。现有临床策略（氟化物、氯己定、银离子、抗菌肽等）主要聚焦于抑制致龋菌黏附和代谢；氟化物防龋效果有限、与牙面结合力弱、作用时间短；
2. 现有方案：
学者们尝试通过释放活性成分破坏细菌膜结构或抑制代谢酶活性来实现抑菌，但这些方法多为静态杀菌或短期抑菌，无法从获得性膜形成这一上游环节进行干预，难以实现对菌斑生物膜的动态调控。
3. 本文创新：
提出利用氟化F-COFs构建双功能人工获得性膜，一方面通过F-COFs与羟基磷灰石（HAP）表面的强氢键相互作用优先占据牙面，从源头阻断唾液蛋白吸附和获得性膜形成；另一方面利用F-COFs在光照下产生ROS的能力杀灭致龋菌，实现"防-治"的协同。
实验部分
1. F-COFs合成与表征：
作者设计合成了含氟共价有机框架材料，通过氟化基团的引入增强材料与牙釉质（羟基磷灰石）表面的相互作用。F-COFs对HAP (001)面的相互作用能高于SN15，证实其具有更强的牙面亲和力。
2. 人工获得性膜构建实验：
将F-COFs应用于牙面，验证其可优先于唾液蛋白在釉质表面形成人工获得性膜，有效阻断后续唾液蛋白的吸附，从源头抑制天然获得性膜的形成
3. 抗菌性能测试：
在光照条件下，F-COFs产生大量ROS，对致龋菌（如变形链球菌等）展现出高效的杀菌活性，有效抑制致龋菌的黏附和定植。
4. 防龋效果评估：
通过龋齿模型评估F-COFs的防龋效率，结果显示对初期龋损预防效率达94.61%，对中度及广泛龋损预防效率达100%，性能优于已报道的其他防龋生物材料。
实验突破：首次从获得性膜形成这一上游环节切入，实现了"源头阻断+光动力杀菌"的双功能协同防龋策略，防龋效率显著优于现有方案。
机理分析
1. 优先吸附机理：
F-COFs中氟原子的强电负性使其与HAP表面形成更强的氢键相互作用，相互作用能高于天然唾液蛋白SN15，因此可竞争性优先占据牙面位点，形成人工获得性膜
2. 双功能协同机理：
人工获得性膜从物理层面阻断唾液蛋白吸附和致龋菌定植（"防"），同时F-COFs在光照下产生ROS实现化学杀菌（"治"），两者协同实现高效防龋。
3. 源头抑制策略：
不同于传统"先形成菌斑再杀菌"的被动策略，本文从获得性膜形成这一菌斑成熟的起始步骤进行干预，实现了从上游阻断龋齿发生链路的精准防治。
总结
1. 本文报道了一类氟化共价有机框架（F-COFs）用于构建双功能人工获得性膜的新策略。
2. F-COFs凭借与牙面的强氢键作用优先形成人工膜，从源头抑制获得性膜形成和致龋菌定植，同时在光照下产生ROS高效杀菌，实现了"防"与"治"的协同。
文章标题：Fluorinated Covalent Organic Frameworks Based Dual-Functional Pellicle for Synergistic Prevention and Treatment of Dental Caries
文章作者： Shuai Ding, Yaru Guo, Qinqin Li, Shihan Zhang, Yixuan Lu, Dandan Wang, Fangyong Liu, Boon Chin Heng, Yanpei Wang, Jiuhui Jiang, Youxing Liu, Xuliang Deng
DOI：10.1002/adfm.77613
文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.77613
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北京大学口腔医院邓旭亮、郭亚茹与北京化工大学刘友星团队在AFM报道了氟化共价有机框架（F-COFs）构建双功能人工获得性膜的新策略，从源头阻断获得性膜形成并光动力杀菌，对龋损预防效率最高达100%。
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