碳点(Carbon Dots，CDs)是由离散的准球形纳米粒子构成的一种新型荧光碳纳米材料，粒径小于10 nm，展示出广泛的应用前景 [1] 。CDs最初是在2004年的单壁碳纳米管纯化过程中从荧光纳米颗粒的组分中发现的 [2] ，直到2006年，这些碳纳米颗粒才被Sun等人命名为“碳点” [3] 。CDs可分为四类：石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots, GQDs)、碳量子点(Carbon Quantum Dots, CQDs)、碳纳米点(Carbon Nanodots, CNDs)和碳化聚合物点(Carbonized Polymer Dots, CPDs) [4] 。含碳结构的材料在一定条件下通过自上而下法或自下而上法均可合成CDs，因此其来源非常广泛 [3] [4] 。碳点材料因其具有良好的生物相容性、水溶性、独特的荧光性质，且其表面极易被生物活性物质、金属离子、杂原子等多种物质进行钝化和功能化处理等优点 [5] - [9] ，目前已广泛应用于离子检测 [10] 、分子探针 [11] 、生物成像 [12] 、生物传感 [13] 、骨组织工程 [14] 、药物载体和肿瘤治疗等 [15] 生物医学领域的应用研究中。基于这些优势，碳点在口腔医学领域的应用也逐渐增多，受到学者的广泛关注。本文综述了碳点材料在口腔医学各方面的应用及其作用，旨在为其在牙体牙髓病学、牙周病学、口腔癌治疗、颌面部骨缺损修复等领域的应用提供思路和帮助。

口腔癌是头颈部常见的恶性肿瘤，其生长速度较快，具有较强的侵袭性及转移性，严重威胁人们的生命与健康，近年来，碳点纳米材料在口腔癌的诊断治疗中展现出巨大的应用前景。现有研究不仅展示了碳点在诊断中的高效成像能力，还揭示了其在多种治疗方法中的优势，如药物输送、光动力治疗和光热疗法等。

碳点在口腔癌诊断中的应用主要集中在其优异的成像性能上。Peng等 [39] 以乙二胺、硝酸和甲酸为原料，采用微波法制备了两种新型碳点。这些CDs具有良好的水溶性和光致发光性能，在荧光显微镜下可清晰区分正常口腔组织和病理组织，成像效果优于传统的苏木精–伊红(HE)染色法，且操作简单，适用于快速检测口腔癌。此外，Sri等 [40] 采用微波辅助热裂解法合成了良好生物相容性、光稳定性和高荧光性能的含氮、硫的新型两性离子碳点，其能快速地扩散进入细胞质，在FaDu (人咽癌)和Cal-27 (人舌癌)细胞中能有效成像，为早期癌症检测提供了一种可靠且快速的方法。

在治疗方面，碳点材料展示了多种优势。Samantara等 [41] 将阿霉素(Doxorubicin, DOX)成功负载在具

有良好光致发光性能的CQD上，形成的复合物更容易被癌细胞内化，并具备优异的胞内pH触发释放能力，显示出比裸DOX更强的癌细胞抑制效果。这为生物成像、药物输送和口腔癌症治疗提供了新的可能性。碳点在光动力治疗和光热疗法中的应用也备受关注。例如，Das等 [42] 报道了一种富氮中孔碳纳米球(NCQD-HCS)，在980 nm近红外激光照射下对人类咽鳞状细胞癌细胞诱导显著的热消融效应。Li等人 [43] 合成了具有高单线态氧(¹O₂)产率的硫掺杂碳点(S-Cds)作为纳米光敏剂，体外实验结果表明，小剂量S-CDs在光动力治疗中具有良好的安全性和治疗效果。Kong等人 [44] 以柠檬酸和乙二胺为原料，采用传统的水热法合成了CDs，研究发现这些CDs在光照下能诱发口腔鳞癌细胞系Cal-27和UM1中的活性氧生成，诱导癌细胞凋亡。同样，Nasrin团队 [45] 通过叶酸和姜黄素合成了新型共轭碳点(CDCF)，该碳点通过叶酸受体介导途径与癌细胞相互作用，并在细胞核内产生定位，在双光子激发下，增强了活性氧的产生，提高了口腔癌光动力治疗的效率。。

此外，研究还显示碳点本身也具备直接杀伤口腔癌细胞的能力。例如，维生素C碳点能够有效地抑制口腔鳞癌细胞的增殖，并能诱导其自噬和凋亡，而抗坏血酸碳点可通过促进自噬对舌鳞癌细胞Cal-27发挥杀伤作用 [46] [47] 。

综合上述研究可以看出碳点材料在口腔癌诊断和治疗中的多功能性和潜在优势。未来的研究应进一步探讨其具体机制和优化应用方法，以提高诊断准确性和治疗效果。

在口腔临床工作中，由创伤、感染、畸形等所导致的颌骨缺损或骨量不足常常会影响治疗效果，在种植和义齿修复中尤为明显。骨组织工程通过结合种子细胞、支架材料和生长因子来促进骨组织再生 [48] ，碳点材料因其优异的物理和生物学特性在这一领域得到了广泛关注。Shao团队 [49] 早在2017年就使用柠檬酸和乙二胺通过水热法制备了CDs，其可通过活性氧介导的MAPK途径促进基质矿化，从而促进大鼠BMSCs的成骨分化。刘一戈等人 [50] 以庆大霉素和叶酸为原料合成了具有双重作用的碳点，这些碳点既能促进大鼠BMSCs的成骨分化，又能抑制细菌生长，有望应用于未来的口腔感染处的骨缺损再生。

随后，各种水凝胶复合碳点、杂原子以及金属离子掺杂碳点的研究显示了它们在体内外环境中优异的成骨能力 [13] [51] 。例如，Khajuria等 [52] 以氮掺杂碳点(NCDs)与羟基磷灰石(HA)纳米颗粒为原料，通过水热共沉淀法制备了NCDs-HA纳米颗粒。体外细胞和斑马鱼颌骨再生模型实验表明，NCDs-HA复合材料可通过增加碱性磷酸酶活性、钙沉积及成骨相关基因的表达，显著促进了成骨和骨再生，展示了其在骨再生治疗中的潜力。Geng等 [53] 通过紫外光激活的光聚合反应将带负电荷的GQD包裹在GelMA水凝胶中，获得3D可注射GQD/GelMA水凝胶支架，在小鼠颅骨缺损模型中，GQD/GelMA水凝胶支架显著加速了骨再生。这项研究表明，通过将碳点与生物材料结合，可以开发出具有高效成骨能力的复合材料，拓展了碳点在骨组织工程中的应用前景。

此外，CDs还可作为纳米载体，负载基因或生长因子来促进骨修复。例如，Bu等 [54] 使用微波辅助热解法制备的负载miR-2861的抗坏血酸-PEI碳点，体外实验表明，它能有效地将miR-2861递送入BMSCs，从而使BMSCs具有更强的骨再生能力，展示了碳点作为基因载体在骨修复中的潜力，为未来的临床应用提供了新的方向。

碳点在口腔种植、正畸和口腔黏膜病的治疗领域也展现出广泛的应用潜力。在临床正畸过程中，为了防止细菌附着在固定正畸托槽的表面，人们设计了多种抗菌涂层。然而，现有涂层存在结合力弱、耐药性差、细胞毒性高、持续时间短等问题。Wang等 [55] 以和厚朴酚为碳源，采用水热法制备了表面带正电荷的蓝色荧光碳点(HCDs)。研究表明其对大肠杆菌和变形链球菌具有良好的持续抗菌能力。在聚多巴胺(Polydopamine, PDA)涂层的帮助下，HCDs可共价修饰到正畸托槽表面，显示出优异的抗菌性能和良好的体外安全性，这种PDA-HCDs荧光涂层有望在口腔正畸领域得到广泛应用，解决了传统抗菌涂层的不足。

目前钛(Ti)种植体广泛应用于口腔种植科，然而细菌导致的种植体相关感染是导致种植失败的主要原因。赫东梅等 [56] 通过水热处理在Ti表面构建了TiO₂纳米棒阵列(TiO₂NR)，然后将CDs掺杂到TiO₂NR表面上得到C-TiO₂NR。体内外实验都表明，C-TiO₂NR显示出良好的生物相容性以及优良的抗菌能力，未来有望应用于种植体周围炎的治疗上。

口腔念珠菌病是临床上常见的口腔黏膜病，Shaikh等 [57] 通过溶剂热法从柑橘的果汁中合成胶体发光碳点，发现其在非常低的浓度下能有效地抑制了白色念珠菌生物膜的附着和形成。这一发现为治疗口腔念珠菌病提供了一种简单而有效的抗菌方法。Li等 [58] 通过在自制的红发射碳点(CD)上涂上带正电的胍基(Gu⁺)，然后与抗真菌药物两性霉素B (Amphotericin B, AmB)偶联，开发了一种治疗性纳米平台(CD-Gu⁺-AmB)。这种平台能够追踪抗真菌药物的渗透并干扰白色念珠菌对口腔上皮组织的侵袭，为口腔念珠菌病的早期干预提供了新的参考。

综上所述，CDs作为一种新兴碳基纳米材料，凭借其优异的生物相容性，以及抗菌、抗感染、抗肿瘤、促成骨的特性，在口腔医学各领域中展现出巨大的应用潜力。其卓越的性能为碳点材料在未来的口腔临床应用奠定了坚实的理论基础，使其成为具有光明前景的候选纳米材料。然而，目前碳点材料在口腔医学领域的临床应用尚处于初步阶段。尽管CDs来源广泛、合成策略丰富，但不同原料、反应条件以及不同的功能化修饰都可能会对CDs的生物学性能产生影响，因此，有必要系统地探讨碳前驱体的选择及反应条件(如温度、时间、pH值)对CDs性能的影响。针对口腔疾病的特点选择合适的碳点或其复合物，也需进一步研究和优化。其次，目前的研究主要集中在CDs及其复合材料的构建和应用上，而对其生物学效应相关的作用机制研究较少，未来研究应更加系统和深入地揭示碳点材料的作用机制，以便更精准地应用于口腔领域的疾病诊断和治疗。最后，目前碳点材料在口腔领域的研究大多仅局限于体外细胞水平和分子水平上，需要在体内建立相关的口腔疾病模型，以更加深入地探索其在口腔医学中的应用潜力。通过动物模型研究，能够更全面地评估碳点材料的安全性和有效性，为其临床转化提供更为坚实的证据。

总之，碳点材料在口腔医学中的应用前景广阔，但仍需大量的基础研究和临床研究来支持其最终应用于临床实践。随着研究的深入，碳点材料有望在口腔疾病的诊断和治疗中发挥重要作用，推动口腔医学的发展。

重庆市科学技术局项目基金(立项编号：CSTB2022BSXM-JCX0047)。

^*通讯作者。