含有宿主防御肽的多功能支架設計用于牙髓再生，是理想的牙科納米生物技術工具。在此，該課題組測試了在牙髓血管再生過程中使用的不同支架，包括聚（乙烯醇）-PVA水凝膠或樹脂、膠原蛋白水凝膠和聚（乙烯醇）PVA/殼聚糖（PVA/CS）納米纖維。根據降解時間（21 day），選擇納米纖維與環丙沙星和IDR-1002（各為50 mg/g）結合。含有環丙沙星和IDR-1002的納米纖維除了具有抗炎活性外，還對糞腸球菌、金黃色葡萄球菌和多物種的口腔生物膜具有抗生物膜活性。與空牙片相比，體內皮下組織對填充有納米纖維的牙片的反應顯示出類似牙髓的組織形成。因此，該課題組設計了一個強大的抗菌、免疫調節和再生的候選材料，用于牙髓血管再造和再生程序。

01、研究內容簡介

牙外傷可能是由于對牙齒和支持結構的急性沖擊性傳遞，這可能會引發牙齒元件和周圍組織的骨折。在世界范圍內，大約20-30%的12歲以下兒童已經遭受過某種程度的牙外傷。與未成熟恒牙的牙髓壞死有關的主要病因是創傷/損傷和齲齒。牙外傷可影響牙髓組織，破壞血管，導致無菌性壞死。此外，受創傷的牙齒可能更容易被微生物侵入牙髓環境，從而導致不可逆轉的牙髓炎和牙髓壞死。 不可逆的牙髓炎是一種促炎癥的牙髓反應，涉及幾種微生物，刺激與牙髓壞死有關的細胞因子和介質。一些著名的菌種，如糞腸球菌和金黃色葡萄球菌在牙髓感染中被發現。然而，有600多個物種與口腔生物膜有關，包括革蘭氏陽性和陰性細菌，甚至還有真菌。這些異質性的微生物群落在生物膜中組織起來，從根管系統中消除這種生物膜群落是非常具有挑戰性的。此外，殘留的細菌分子被認為可以上調促炎癥細胞因子，如IL-1β、IL-6和TNF-α，并誘發強烈的炎癥和組織壞死。

傳統的牙髓治療包括用化學和物理方法來清潔和清除大部分微生物，然后用惰性材料填充失去的牙髓空間。然而，由于特殊的解剖學原因，在治療未成熟的恒牙時，傳統的治療方案變得具有挑戰性?；谏锛夹g和納米技術的替代性治療方法正在出現，成為牙醫學中很有前途的選擇。再生牙髓療法已經在牙髓病學中廣泛使用，特別是在未成熟的恒牙上。由于與先端化療法相關的病例失敗，最近的臨床程序尋求再生牙髓療法。這種療法基于組織工程原則，取決于三個因素，包括細胞、修復生物分子和支架的存在。關于細胞，許多研究表明，來自根尖乳頭的干細胞（SCAPs）在牙齒再生和牙根形成中具有重要作用。關于修復生物分子，生長因子和生物分子的存在對新組織的形成也是至關重要的。其中，轉化生長因子-β（TGF-β）似乎與成纖維細胞的招募和牙體生成有關。

據報道，宿主防御肽（HDPs）也是一種生物分子，可以刺激其他修復介質的產生，并具有抗菌和免疫調節的活性。HDPs是有前途的牙髓治療的替代品[20]。我們最近證明，IDR-1002和環丙沙星在體外對金黃色葡萄球菌和糞腸球菌有協同抗菌作用。

組織工程的另一個重要因素是有一個支架。理想的牙髓血管再造支架應該是靈活和可吸收的，同時具有抗菌、免疫調節和再生的特性。這樣一來，許多用于牙髓重建的支架已經被開發出來，包括水凝膠、納米管和納米纖維。例如，納米纖維是用于牙髓再生程序的有前途的支架。它們的成分與細胞外基質相似，再加上它們的大接觸面，使它們成為良好的組織工程替代品。

殼聚糖（CS）是一種由葡萄糖胺和N-乙酰葡萄糖胺組成的線性多糖，來自甲殼動物、昆蟲和甲殼動物相關的細菌或真菌的骨骼結構。由于其容易獲得且成本低，這種聚合物已被研究為一種有吸引力的來源，可用于創建組織工程中的支架。聚乙烯醇(PVA)是另一種低成本的合成聚合物，具有生物相容性。這種聚合物在藥物輸送方面有許多應用，也用于膜的制備、聚合物回收和食品包裝。PVA在醫學上已被用作人工胰腺的支架，以及血液透析、植入式醫療設備和藥物輸送系統。PVA和CS的組合已經顯示出一些優勢，如改善其生化特性和降解時間。

在這里，我們的目的是為牙髓再生過程中的環丙沙星和IDR-1002的藥物遞送制作一個合適的支架。最初，我們制作了不同的支架，包括PVA水凝膠、PVA樹脂、膠原水凝膠和PVA、CS或PVA/CS納米纖維。根據支架的降解特性，我們選擇了PVA/CS納米纖維來加入環丙沙星、IDR-1002或兩者。此外，我們還表征了這些支架，并評估了它們在體外和體內的生物活性（圖1）。我們的數據表明，設計一種多功能的納米纖維支架用于牙髓再生手術。

Fig. 1. Schematic workflow of the sequence of experiments developed. Initially, different scaffolds such as PVA hydrogel, PVA resin, collagen hydrogel and nanofibers were produced. Based on their degradation, nanofibers were chosen to be incorporated with ciprofloxacin and IDR-1002. The anti-biofilm, biocompatibility and immunomodulation of nanofibers were evaluated in vitro. Furthermore, a 3D scaffold containing nanofibers and stem cells from apical papilla were inserted on the back of C57BL/6 mice. Parts of this figure were made with Biorender.com (2020).

2. 納米纖維在介質環境中是穩定的支架

由于牙髓重建是一個復雜的過程，需要時間，在選擇最合適的支架與環丙沙星和IDR-1002結合時，降解的速度被評估為一個關鍵因素。據觀察，PVA水凝膠的降解速度（15分鐘內）比其他支架快（圖S3）。相反，用10%的CS制作的納米纖維在培養基中表現出更高的穩定性，能夠維持更長的時間（45天）（圖S3）。當CS與PVA結合在納米纖維中時，有一個中間/平衡的降解時間。因此，5%的PVA與5%的CS結合，導致納米纖維在25天內降解，而7%的PVA/3%的CS納米纖維在21天內降解（圖S3）。根據它們的降解時間，后一種混合PVA/CS（7%/3%）的納米纖維被選擇用于加入環丙沙星和肽IDR-1002進行后續實驗。這一決定是基于PVA/CS納米纖維在牙髓組織重建的時間內有可能降解。

Figure S3. Different scaffold degradation. Scaffolds were produced, such as PVA hydrogel (a), PVA resin (b), Collagen hydrogel (c) and PVA/CS nanofibers (d). (e) represents the reminiscent weight over time of PVA hydrogel, PVA resin, Collagen hydrogel, PVA nanofibers (10%, 12.5% and 20% wt), CS nanofibers (10% wt) and PVA/CS (5% of each PVA 3% and CS 3% wt). Analysis was performed up to 45 days.

3. 納米纖維對浮游細菌的抗菌活性是由于環丙沙星的作用

含有不同環丙沙星或IDR-1002比例的PVA/CS納米纖維對浮游金黃色葡萄球菌和糞腸球菌進行了測試。金黃色葡萄球菌與牙髓炎癥有關，而糞腸球菌是在大多數牙髓感染中發現的一種持久性微生物。我們注意到，含有0.5%或1%重量的環丙沙星的納米纖維對金黃色葡萄球菌和糞腸球菌具有殺菌活性（表1）。然而，測試的最低濃度的環丙沙星（0.25%）并不影響金黃色葡萄球菌的生長，對糞腸球菌只有殺菌作用（表1）。相反，僅含有IDR-1002的納米纖維在培養24小時后不影響金黃色葡萄球菌或糞腸球菌的生長（表1）。在PVA/CS納米纖維中同時加入環丙沙星（0.5%）和IDR-1002（0.5%）可以保持環丙沙星的殺菌活性（表1）。因此，IDR-1002的存在并沒有干擾納米纖維中每個分子0.5%濃度的環丙沙星的殺菌活性。因此，選擇融入環丙沙星和IDR-1002 0.5%的納米纖維進行以下實驗。

Table 1 Antimicrobial activity of PVA/CS nanofibers incorporated with different concentrations of ciprofloxacin, IDR-1002 or both against S. aureus (ATCCC 25923) and E. faecalis (ATCC 19433). The results were expressed according to the percent of inhibition. sd represents the standard deviation for 3 different biological triplicates and statistical significance are represented by ** (p < 0.01), *** (p < 0. 001) and **** (p < 0.0001) compared to the control groups (ampicillin 20 μg mL 1 represents 100% of inhibition and only bacteria 0% of inhibition).

4. 環丙沙星和IDR-1002合成的納米纖維在其組成中顯示了這兩種分子。

根據選擇加入0.5%環丙沙星、IDR-1002或兩者的PVA/CS納米纖維，通過掃描電子顯微鏡（SEM）確定其尺寸、密度和孔隙面積。納米纖維的直徑和其孔隙面積是可以影響其生物活性的重要參數。據觀察，大多數對照的納米纖維的直徑在250到450納米之間，孔隙面積在5到25μm2之間（圖2a-c）。環丙沙星的加入并沒有改變納米纖維的結構（平均直徑在250和450納米之間，孔隙面積在5和25μm2之間）（圖2d-f）。有趣的是，IDR-1002的存在改變了其直徑，但沒有改變其孔隙面積（圖2g-i）。因此，含有IDR-1002或環丙沙星加IDR-1002的納米纖維具有較小的直徑（大部分在100和250納米之間），但孔隙面積相似（在5和50 μm2之間）（圖2j-l）

Fig. 2. SEM micrographs of nanofibers (a–c), nanofibers containing ciprofloxacin (d–f), IDR-1002 (g–i) or both (j–l) showing nanofiber morphology and porous structure. Nanofiber diameter size and nanofiber porous size distribution were calculated using Image J software 3.0. Scale bar 20 μm.

5. IDR-1002存在時間評估

納米纖維在21天后普遍降解，并表現出類似的腫脹情況（圖S6a-b）。相比之下，對照組的納米纖維在14天后表現出相當大的腫脹率（P < 0.0001）（重量為6.2 mg，腫脹率為581.25%）（圖S6a-b）。在24小時內，與所有其他納米纖維相比，包含環丙沙星和IDR- 1002的納米纖維呈現出更高的腫脹率（P < 0.0001），平均重量為1.96毫克，百分比為184.3%（圖S6a-b）。在第十四天，與所有組相比，這些纖維顯示出膨脹減少（P < 0.0001），平均重量為0.6 mg，膨脹率為65.6%（圖S6a-b）。關于降解，隨著時間的推移，所有組之間沒有明顯差異（圖S6c-d）。在實驗的第21天，觀察到納米纖維的完全降解（圖S6c-d）。膨脹是與生物材料相互作用和吸收液體的能力有關的一個重要因素。在牙髓血管再生過程中，這種特性可能是有利的，因為它可以有利于控制出血，并創造一個支持性的微環境來吸收細胞和生長因子。然而，高腫脹可能會對牙本質壁產生內部壓力。

關于環丙沙星和IDR-1002的釋放情況，實驗在水中和PBS中都進行了。在牙髓重塑過程中，抗菌劑分子的釋放對于確保無菌環境是至關重要的。因此，我們的結果顯示，在水中的釋放更快（圖S7）。此外，納米纖維在水中迅速降解，這也解釋了它們在這種溶劑中的釋放比在PBS中更快（圖S7）。從這個意義上說，在水中1天后，99.3%的環丙沙星（CIP）從CIP-納米纖維中釋放出來（圖S7a），在PBS中（圖S7b），3天后，84.7%。關于IDR-1002，在水中1天后，38.4%的這種生物分子從IDR-納米纖維中釋放出來（圖S7c）。相比之下，21天后只有0.5%的這種肽從PBS中的IDR-納米纖維中釋放出來（圖S7d）。這也表明，當纖維被降解時，IDR-1002仍然留在表面上。含有兩種分子的納米纖維的釋放情況似乎與含有單個分子的納米纖維一樣。因此，對于CIP-IDR-納米纖維，兩種分子在水中迅速釋放（79.5%的環丙沙星和40.2%的IDR-1002）（圖S7e）。在PBS中，83.7%的環丙沙星在2天內被釋放，而IDR-1002仍然與納米纖維結構相關，甚至在21天后（0.8%的釋放）（圖S7f）。這些結果證實，對浮游細胞的抗菌活性與環丙沙星有關，因為盡管肽存在于納米纖維表面，但它沒有釋放出來與水介質中的細菌相互作用。 可能與支架內氫鍵特性和微觀結構的變化有關。相反，殼聚糖允許AMPs的緩慢和線性釋放，這可能解釋了從PVA/CS納米纖維釋放IDR-1002的低速率。

Figure S7. Ciprofloxacin and IDR-1002 release profile. Graphics represent the release percentage in water (a, c, and e) or PBS (b, d, and f) through high-performance liquid chromatography (C18 column, injection rate of 0.6 mL.min-1) up to 21 days. Ciprofloxacin (a,b,e, and f) and IDR-1002 (c,d, e, and f) concentrations were determined based on a standard curve (10-500 µg).

6. 納米纖維的抗生物膜活性是由于環丙沙星和IDR-1002的作用。

金黃色葡萄球菌（ATCC 25923）和糞腸球菌（VP3-181）。生物膜是牙髓治療的一個重大挑戰，因為其中包含的微生物可以引發促炎癥過程，并損害松散結締組織的形成。在進行抗生物膜活性實驗之前，確定了金黃色葡萄球菌和糞腸球菌的支架抑制區。羥基磷灰石盤被用來模仿牙本質壁，而牙本質壁是根管系統中生物膜形成的主要目標。因此，觀察到在培養24小時后，IDR-納米纖維（減少72%）（p < 0.01）和CIP-IDR-納米纖維（減少75%）（p < 0.01）能夠顯著減少金黃色葡萄球菌生物膜的代謝細胞（圖3a）。相反，對于糞腸球菌生物膜，只有含有環丙沙星和IDR-1002的納米纖維能夠減少這種生物膜（減少80%）（P < 0.05，P < 0.01，圖3b）。盡管IDR-1002從PVA/CS納米纖維中釋放得很少，但它具有抗生物膜和/或抗菌活性，可能是由于直接接觸。此外，我們以前證明，IDR-1002與環丙沙星的結合提高了其抗菌潛力。

Fig. 3. Anti-biofilm activity of PVA/CS nanofibers incorporated with ciprofloxacin (CIP-nano), IDR-1002 (IDR-nano) or both (CIP-IDR-nano), against S. aureus (ATCC 25923) (a) and E. faecalis (ATCC 19433) (b) after 24 h of incubation. Bars represent the absorbance averages in 500 nm of the TTC stain. Statistical differences were represented by * p < 0.05 and **p < 0.01, after one-way ANOVA post Bonferroni test. Parts of this figure were made with Biorender.com (2020).

評估了納米纖維對多物種人類口腔生物膜的影響。人類口腔生物膜由數百種微生物組成，包括革蘭氏陽性和陰性細菌，以及真菌。為了模擬體外的口腔生物膜，我們使用了人類志愿者唾液中的微生物，并在厭氧條件下，在羥基磷灰石盤上預制了多種類的生物膜，這種實驗模型更接近于根管系統的臨床情況。通過共聚焦顯微鏡分析的結果也可以更好地評估形成和殺死的生物膜結構（圖4a-k）。因此，由于殼聚糖的抗菌特性，對照組納米纖維顯示出溫和的抗生物膜活性（減少18%）（P < 0.01，圖4c，h）。CIP-納米纖維（減少60%）（p < 0.001）（圖4d和i）和IDR-納米纖維（減少60%）(p < 0.001)（圖4e和j）都能顯著根除口腔生物膜。此外，含有環丙沙星和IDR-1002的納米纖維根除了78%（p < 0.001）的口腔生物膜，使它們成為最有效的生物材料（圖4f和k）。

Fig. 4. Anti-biofilm activity of PVA/CS nanofibers incorporated with ciprofloxacin (CIP-nano), IDR-1002 (IDR-nano) or both (CIP-IDR-nano) against human multispecies oral biofilm. Live cells were stained with SYTO 9 (green signal), and dead cells were stained with propidium iodide (red signal). (a) represents the percentage of live cells treated with nanofibers. (b–f) represents confocal microscopy images (100 µm) after 24 h of incubation while (g–k) represents 3D biofilm constructions using Imaris 7.2. Statistical differences were represented by #p < 0.0001 (compared to the untreated group), *p < 0.0001 (compared to the nanofiber group) and $p < 0.0001 (compared to the CIP-nano and IDR-nano groups) after one-way ANOVA post Bonferroni test. Parts of this figure were made with Biorender. com (2020).

7. 納米纖維具有生物相容性并具有免疫調節作用 

牙髓再生程序的理想生物材料應該在必要的抗菌活性和對人體細胞缺乏毒性之間呈現出一種平衡。在這方面，有幾種細胞參與牙髓再生過程和新組織的形成，包括來自根尖乳頭的細胞、成纖維細胞、免疫細胞和紅血球。直接接觸所開發的納米纖維對這些細胞的細胞毒性潛力被確定。為了進行這些分析，用代謝染料MTT對人類成纖維細胞和人類根尖乳頭培養物的細胞進行了細胞活力測定（圖5a）。據觀察，在24小時的培養后，沒有任何一種納米纖維明顯降低細胞活力（圖5b-c）。為了確定納米纖維對PBMCs的細胞毒性，評估了LDH的釋放。結果顯示，所有的納米纖維都沒有毒性（圖5d）。此外，納米纖維沒有顯示出對人類紅血球的任何溶血潛力（圖5e）。這些支架的一個關鍵方面是，我們納入了較低的濃度，使其更適合于不同的細胞。雖然細胞活力和毒性是決定生物材料生物相容性的關鍵方面，但其他功能，如它們對免疫系統的影響，是選擇臨床使用的最佳生物材料的關鍵因素。關于免疫調節的發現，生物材料與免疫系統的相互作用可以成為組織工程的絕佳武器。即使在使用抗菌物質后，根管系統中持續存在的微生物的抗原殘余可以刺激細胞因子和介質的產生，調節干細胞分化在特異性組織中的作用，即促炎性細胞因子往往不鼓勵形成牙髓樣組織。因此，我們通過用LPS（代表革蘭氏陰性細菌）或LTA（模仿革蘭氏陽性細菌）刺激PBMCs來模擬體外感染系統。據觀察，在沒有LPS和LTA刺激的情況下，只有CIP-IDR-納米纖維不刺激促炎癥細胞因子（IL-1β、IL-6和TNF-α）（P < 0.05，P < 0.01，圖6a-c）。此外，CIP-IDR-納米纖維明顯（p < 0.05或p < 0.01）抑制了LPS + LTA誘導的促炎癥細胞因子（IL-1β和TNF-α幾乎完全被抑制，IL-6被抑制64%）（圖6a-c）。有趣的是，IDR-納米纖維或CIP-IDR-納米纖維只在LPS + LTA存在的情況下才會上調抗炎細胞因子IL-10（P < 0.01，圖6d）。對照納米纖維、IDR-納米纖維和CIP-IDR-納米纖維都在LPS + LTA存在的情況下上調了抗炎的TGF-β（p < 0.05, p < 0.01, 圖6e）?？偟膩碚f，這些數據表明，CIP-IDR-納米纖維具有免疫調節活性，可以有利于組織的形成，尤其是在LPS + LTA存在的情況下，可以下調促炎癥細胞因子（IL-1β、IL-6和TNF-α），上調抗炎癥細胞因子（IL-10和TGF-β）（圖6f）。眾所周知，殼聚糖可以調節免疫系統，這可能解釋了自由環丙沙星和IDR-1002與納米纖維相關的不同情況。

Fig. 6. Immunomodulatory activity of nanofibers. PBMCs were stimulated with nanofiber in the presence or absence of LPS and LTA. IL-1β (a), IL-6 (b), TNF-α (c), IL- 10 (d), and TGF-β (e) production was measured after 24 h of incubation by ELISA. Bars represent the average cytokine production in pg.mL-1 Statistical differences were represented by * p < 0.05, **p < 0.01, and ***p < 0.001 after one-way ANOVA post Bonferroni test. In (f) the heatmap is a summary of the general immunomodulatory activity of nanofibers (nano), nanofibers with CIP (CIP-nano), IDR-1002 (IDR-nano) or both (CIP-IDR-nano). Red areas illustrate higher cytokine production in pg.mL-1.

7. 納米纖維在體外與SCAPs發生物理作用并刺激了疏松結締組織在體內的形成

三維細胞模型使體外研究更接近于臨床現實。為此，納米纖維被塑造成適應根管的形狀，并與來自根尖乳頭的干細胞（SCAPs）和明膠（反映血液凝固過程中的纖維蛋白形成）進行體外培養（圖7a-d）。在這個實驗中，使用SEM評估了對照組和CIP-IDR-納米纖維的物理接觸情況。據觀察，在對照組納米纖維（7e-f）和CIP-IDR-納米纖維（圖7g-h）中，SCAPs可以粘附在納米纖維表面。據觀察，SCAPs的細胞延伸擁抱了納米纖維，創造了一個有利的復合體，在其上形成新的牙髓組織（圖7e-h）。

Fig. 7. Nanofiber interaction with SCAPs through SEM. Nanofibers were cut, 3D modeled and cultivated in vitro to interact for three days with SCAPs (a–d). These constructs involving SCAPs and nanofibers (e–f), or SCAPs and nanofibers containing ciprofloxacin and IDR-1002 (g–h) are shown with different length (5–200 µm).

3個月后進行了體內測試?？盏钠魏椭缓毎钠伪挥米鲗φ眨▓D8a-d）。我們觀察到，支架的存在對組織的形成至關重要。只含有SCAPs的培養物在根部片段內沒有形成結締組織（圖8e-h）。相反，所有含有對照納米纖維、CIP-納米纖維、IDR-納米纖維和CIP-IDR-納米纖維的組在片段內呈現出較高的新結締組織形成（圖8i-y）（p < 0.01）（p < 0.05）。對照組納米纖維同時刺激了纖維組織和組織化組織以及松散結締組織（圖8y）。關于IDR-納米纖維（圖8q-t）和CIP-IDR-納米纖維（圖8u-x），都刺激了松散結締組織（圖8y）。這些支架能夠刺激富含血管的組織的形成。此外，含有納米纖維的組，特別是IDR-1002與空組（p < 0.01）和只有細胞組（p < 0.01）相比，呈現出較低的細胞炎癥數量（圖8z），這證實了它們在體外發現的免疫調節潛力。盡管用IDR-1002發現了這些有利的結果，但沒有證據表明這種HDP對SCAPs和牙髓血管再造/再生的作用。這種肽可能通過免疫系統促進新組織的形成[63]。使用宿主防御肽進行牙髓再生是一個很有前途的領域，應該加以探索。以前曾測試過宿主防御肽LL-37對SCAPs的再生潛力。這種cathelicidin能夠誘導細胞遷移和來自根尖乳頭的干細胞的odonto/osteogenic分化，可能是通過Akt/Wnt/β-catenin信號傳導途徑。

Fig. 8. Hematoxylin and eosin (HE) staining images of the pulp-like tissue formed inside teeth fragments implanted in mice after 3 months. (a–d) represents empty teeth, (e–h) only SCAPs cells, (i–l) nanofibers, (m–p) nanofibers containing ciprofloxacin, (q–t) nanofibers containing IDR-1002, and (u–x) nanofibers containing ciprofloxacin and IDR-1002. Images were processed and organized in four different scales: 10 µm (8a, 8e, 8i, 8 m, 8q, 8u), 20 µm (8b, 8f, 8j, 8n, 8r, 8v), 40 µm (8c, 8g, 8k, 8?, 8s, 8w) and 60 µm (8d, 8h, 8l, 8p, 8t, 8×). 8y represents the percentage of neotissue area formed with the different treatments (empty, cells, nanofibers, CIP-nanofibers, IDR-nanofibers or CIP-IDR-nanofibers). 8z represents the average of inflammatory infiltrate cells after 90 days of treatment with cells, nanofibers, CIP-nanofibers, IDR-nanofibers or CIP-IDR-nanofibers. Statistical differences are represented by * (p < 0.05), ** (p < 0.01), and *** (p < 0.001), after one-way Anova post Bonferroni test.

8. 結論

綜上所述，該課題組提出了用于牙髓再生過程的不同支架，并選擇了納米纖維作為這一過程中最合適的支架，選擇了在21天內降解的支架。此外，我們將環丙沙星（0.5%）和IDR-1002（0.5%）納入CS/PVA納米纖維。這些納米纖維對糞腸球菌和金黃色葡萄球菌的浮游體和生物膜都很有效。這些支架對口腔生物膜也很有希望。在再生過程中，所開發的支架對牙髓空間中的大多數細胞都是無毒的。此外，它們對不同的人類細胞沒有表現出任何程度的細胞毒性。作為一種多功能的生物材料，CIP-IDR-納米纖維呈現出一種有趣的抗炎特性。在體外三維細胞模型中培養時，它們允許來自根尖乳頭的干細胞強烈地粘附在其表面。體內數據顯示，所有與IDR-1002結合的納米纖維都刺激了牙齒碎片內的牙髓狀組織，并顯示出非常低的炎癥浸潤。智能抗生物膜和免疫調節納米材料的開發是一個重要的進展，它將不同的知識領域聯系起來，有利于人類健康。此外，這些結果有助于使HDPs更接近于工業應用，設計新的藥物輸送平臺。因此，這種多功能的納米纖維填充物原型可能有助于牙髓病的再生過程，在口腔內保留更多的牙齒元素，提高牙髓病患者的口腔健康質量。