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研究背景:牙周炎是由龈下菌斑引起并由宿主介导的、具有高发病率的口腔炎症性疾病。牙周炎严重威胁人类生理和心理健康。牙菌斑生物膜被认为是牙周炎的始动因素。致病性的牙菌斑生物膜可以导致牙周组织的显著破坏、骨吸收加速以及抑制宿主的保护机制等。从病因学分析,牙周致病菌刺激免疫细胞形成超敏反应,分泌大量的炎症因子诱导宿主反应,从而造成牙周组织的破坏,进而导致牙周炎的发生。因此,对于牙周炎的治疗有两个难以解决的问题:一是牙周病原菌形成的致病性菌斑生物膜难以清除,二是产生的大量炎症因子难以控制。目前临床上常用的治疗手段为机械清创和抗生素辅助治疗。然而,机械清创往往仅能够去除大块炎性肉芽组织,对于复杂的牙周袋内尤其是深部的牙菌斑生物膜难以彻底去除。此外,长期使用抗生素治疗可导致抗生素耐药性。近年来,抗菌光动力疗法（Antimicrobial photodynamic therapy,a PDT）和光热疗法（Photothermal therapy,PTT）因其具有非侵入性,快速杀菌,无细菌耐药性等优势,引起了学者的广泛关注。a PDT/PTT的联合应用在抗菌领域已经取得较好的效果。然而,a PDT/PTT的联合应用仍存在一些问题:一方面,菌斑生物膜形成的致密结构可对细菌产生保护作用,其成分细胞外聚合物可大大限制活性氧（Reactive oxygen species,ROS）和热的扩散深度,导致菌斑生物膜不能被彻底清除。另一方面,牙周炎中微生物引起的免疫过激的问题仍未解决。气体分子作为炎症免疫的第二信使,具有可控释放和高效调节的优点,是免疫调节的新手段。例如一氧化氮（Nitric oxide,NO）不但具有抗菌、分散生物膜的作用,还可以通过硫醇亚硝基化作用,影响NLRP3炎症小体组装的关键蛋白如NLRP3,caspase-1等,从而调节牙周病中过度激活的NLRP3炎症小体。研究目的:针对牙周组织深部感染治疗的难题,本研究设计一种由近红外光（Near infrared light,NIR）触发的兼具a PDT/PTT/NO释放的多模态纳米治疗平台。该多功能纳米平台一方面具有杀灭细菌、抑制生物膜形成和消散作用;另一方面同时具有炎症免疫调节的特性。进一步,我们深入探究了多功能纳米平台的抗菌抗生物膜的潜在机制以及所涉及的牙周炎症免疫调节通路。研究方法:在第二章中,首先制备GNRs@m Si O2光热载体,在其表面修饰NO供体S-亚硝基硫醇（S-nitrosothiols,SNO）,最后上载吲哚菁绿（Indocyanine green,ICG）,构建集成a PDT/PTT/NO释放的GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台。透射电子显微镜（Transmission electron microscope,TEM）、元素分布图、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱等表征证实多功能纳米平台的结构。随后测试体外光热性能、光动力性能、NO释放性能以及评估模拟微环境中的纳米平台的稳定性。最后,检测纳米平台的生物安全性。在第三章中,首先通过在OD260处检测核酸泄漏情况研究各治疗组对细菌膜通透性的影响。随后通过细菌活/死染色、菌落形成单位（Colony-forming units,CFU）计数探究各治疗组对单菌种生物膜形成的抑制作用以及对单菌种成熟生物膜的消散作用。接下来通过荧光原位杂交、CFU计数、TEM、扫描电子显微镜研究各治疗组对多菌种成熟生物膜的消散作用。最后,通过实时荧光定量PCR（Quantitative real-time polymerase chain reaction,q PCR）从基因水平挖掘纳米平台抗菌、抗生物膜的潜在机制。在第四章中,通过q PCR、细胞免疫荧光（Immunofluorescence,IF）染色以及Western Blot分别从分子水平以及蛋白水平探究GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台的炎症免疫调节的性能。在第五章中,首先评价体内光热性能。随后通过CFU计数评价多功能纳米平台体内的抗菌性能。通过小动物荧光成像、H＆E染色、Masson染色、免疫组织化学染色（IHC）以及q PCR验证纳米平台体内炎症免疫调节的性能。研究结果:（1）成功构建分散性、稳定性以及生物相容性良好的GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台。GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台具有良好的光热性能。在NIR照射5 min后,纳米平台温度可达到42.5 oC,光热转换效率为52.76%。GNRs@m Si O2-SNO/ICG在NIR照射10 min后,可使DPBF探针吸收峰强度降低约60%,证明ROS的产生。（2）GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台可以改变细菌膜通透性来杀灭细菌。活/死细菌染色图像可观察到该多功能纳米平台具有明显的生物膜消散作用。该多功能纳米平台可使单菌种成熟生物膜CFU下降约4 log,多菌种成熟生物膜CFU下降超过3 log。此外,与对照组相比,该多功能纳米平台显著下调所有测试的黏附分子相关基因fim A、Hag A、Hag B和毒力因子相关基因PPAD、Kgp、Rgp A、Rgp B（P＜0.0001）。（3）q PCR、IF染色以及Western Blot结果显示GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台通过抑制NLRP3炎症小体组分NLRP3和caspase-1的表达影响NLRP3炎症小体的组装。此外,NF-κB/p65亚基核易位实验表明多功能纳米平台还可通过抑制NF-κB的激活间接影响炎症因子表达和NLRP3炎症小体激活。（4）体内实验中GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台可使细菌CFU下降约1.5 log。小动物荧光成像、H＆E染色结果显示多功能纳米平台组局部炎症减轻,炎症细胞浸润较少。Masson染色结果显示,与对照组相比,多功能纳米平台组胶原降解无显著性差异（P＞0.05）。IHC染色和q PCR结果显示,与对照组相比,多功能纳米平台组炎症因子的表达下调。研究结论:（1）集成a PDT/PTT/NO释放的GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台具有良好的光热、光动力、以及NO可控性释放性能。（2）GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台具有优异的杀菌作用、生物膜形成的抑制作用。GNRs@m Si O2-SNO/ICG通过下调细菌的黏附分子相关基因和毒力因子相关基因的表达抑制生物膜形成,同时降低其抗原性。（3）GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台通过抑制NLRP3炎症小体组分NLRP3、caspase-1的表达影响NLRP3炎症小体的组装,抑制NF-κB的激活间接影响炎症因子的表达,从而起到炎症免疫调节的作用。（4）GNRs@m Si O2-SNO/ICG多功能纳米平台具有良好的体内杀菌效果,通过下调炎症因子的表达以及减少胶原降解来减轻牙周炎症。