混合層仿生再礦化機(jī)制及應(yīng)用研究.pdf

1、本文對混合層仿生再礦化機(jī)制及應(yīng)用進(jìn)行了研究。文章分為三個部分：
　　 第一章：仿生再礦化對混合層物理性質(zhì)與超微結(jié)構(gòu)的影響。
　　 目的：評估仿生再礦化技術(shù)的應(yīng)用對混合層剛度、礦物質(zhì)密度和超微結(jié)構(gòu)等方面的影響。
　　 方法：制備60個經(jīng)Clearfil Tri-S Bond，One-Step或Prime&Bond NT粘接劑滲透的混合層樣本，大小為7×3×0.3mm。將所有樣本浸泡于模擬體液(simulated b

2、ody fluid，SBF)內(nèi)一周并測量彈性模量基線值。隨后將各粘接劑組的20個樣本分為兩個亞組(N=10)，實驗組再礦化系統(tǒng)為含牙本質(zhì)磷蛋白類似物聚丙烯酸(polyacrylicacid，PAA)和聚乙烯基膦酸(polyvinylphosphonic acid，PVPA)的SBF/硅酸鹽水門汀，對照組為SBF/硅酸鹽水門汀。再礦化期間每周對樣本進(jìn)行一次三點彎曲測試，持續(xù)16周。再礦化第4個月后采用顯微CT和透射電鏡觀察法評估樣本再礦化

3、區(qū)域的分布和再礦化程度。
　　 結(jié)果：⑴與基線彈性模量相比，仿生再礦化四個月后實驗組樣本的彈性模量升高55-118％，對照組樣本的彈性模量與基線水平相似，仍保持于較低水平。⑵仿生再礦化四個月后，混合層宏觀樣本的骨密度值以樣本表面處最高，隨著向樣本中心推移逐漸降低，體現(xiàn)了再礦化過程中仿生再礦化物質(zhì)和磷灰石生成所需鈣磷離子在樣本內(nèi)部的擴(kuò)散梯度。⑶透射電鏡掃描結(jié)果顯示在樹脂滲透不良的管間牙本質(zhì)區(qū)域可觀察到纖維間和纖維內(nèi)再礦化的存在，同

4、時可見再礦化管周牙本質(zhì)的形成。
　　 結(jié)論：在無礦化牙本質(zhì)基底層存在的情況下，納米前體和仿生類似物對樹脂滲透牙本質(zhì)混合層的滲入使不含磷灰石籽晶的混合層管間牙本質(zhì)和管周牙本質(zhì)發(fā)生再礦化。
　　 第二章：脫礦牙本質(zhì)膠原對兩種磷蛋白類似物的吸附研究。
　　 目的：探討磷蛋白類似物即PVPA或三偏磷酸鈉(sodium trimetaphosphate，STMP)與牙本質(zhì)膠原分子間的吸附行為及其在仿生再礦化中的可能作用機(jī)制

5、。
　　 方法：收集300顆人第三磨牙制備礦化牙本質(zhì)粉末，經(jīng)0.2M/L的蟻酸脫礦溶液完全脫礦后采用凍干法干燥備用。以50mg∶1mL的粉液比將脫礦牙本質(zhì)粉末(demineralized dentin powder,DDP)與不同濃度的PVPA(0～20,000 mg/L)或STMP(0～30,000 mg/L，pH9.5)溶液混合均勻，分別于1分鐘、5分鐘、1小時或3小時后離心取出上清液，通過測量上清液的吸光度值計算脫礦牙本質(zhì)

6、膠原對PVPA或STMP分子的吸附量。然后采用五種不同的解吸劑即水、95％乙醇、95％丙酮、130mM氯化鈉和500mM氯化鈉溶液作用于吸附有PVPA或STMP分子的脫礦牙本質(zhì)粉末，并通過傅立葉變換紅外光譜術(shù)(Fourier transform-infraredspectroscopy,FT-IR)分析經(jīng)PVPA或STMP處理前后脫礦牙本質(zhì)的構(gòu)象變化，探討PVPA或STMP分子與脫礦膠原分子間的相互作用機(jī)制。
　　 結(jié)果：⑴PV

7、PA/STMP-DDP吸附平衡數(shù)據(jù)顯示，5分鐘為達(dá)到吸附平衡的最佳時間，延長PVPA、STMP與DDP的作用時間(1小時和3小時)均未能明顯提高基質(zhì)(膠原纖維)上吸附物(PVPA和STMP)的含量。PVPA-DDP吸附體系在本實驗濃度范圍內(nèi)(0～20,000mg/L)未能完全達(dá)到反應(yīng)平衡；而STMP-DDP吸附體系在STMP濃度達(dá)到25,000mg/L時，脫礦牙本質(zhì)膠原對STMP的吸附量達(dá)到平衡飽和。⑵解吸實驗結(jié)果顯示，95％乙醇和95

8、％丙酮對結(jié)合于脫礦牙本質(zhì)Ⅰ型膠原上的PVPA或STMP分子具有較弱或極弱的解吸作用；隨著氯化鈉濃度(離子強度)的升高，吸附于DDP上的PVPA解吸量逐漸增加，但STMP的解吸量未出現(xiàn)明顯變化。⑶紅外光譜分析結(jié)果顯示，脫礦牙本質(zhì)粉末經(jīng)25,000mg/LSTMP溶液處理后，位于1080，1030，1010和976 cm-1處與P=O和P-O-C伸縮振動相關(guān)的特征峰吸收強度均增加，提示膠原分子內(nèi)發(fā)生羥基氨基酸磷酯化反應(yīng)。
　　 結(jié)論

9、：PVPA與膠原分子間的可逆性靜電吸附作用使PVPA在含多種電解質(zhì)的再礦化系統(tǒng)中易于解離；反之，STMP磷酸基團(tuán)與Ⅰ型膠原分子間的共價結(jié)合為STMP作為成核誘導(dǎo)劑在牙本質(zhì)粘接中的直接應(yīng)用提供了實驗依據(jù)。
　　 第三章：三偏磷酸鈉底劑在混合層仿生再礦化中的應(yīng)用研究。
　　 目的：探討牙本質(zhì)粘接過程中三偏磷酸鈉(trisodium trimetaphosphate，STMP)治療性底劑的應(yīng)用對混合層的仿生再礦化效果。

10、　　 方法：收集20顆新鮮拔除的人第三磨牙并制備冠中部牙本質(zhì)粘接面，酸蝕后采用2.5％STMP溶液處理牙本質(zhì)粘接面5分鐘，然后隨機(jī)分為兩組(N=10)，分別采用One-Step和XP Bond進(jìn)行粘接，制備樣本進(jìn)行仿生再礦化。實驗組再礦化介質(zhì)為含牙本質(zhì)磷蛋白類似物PAA的SBF/硅酸鹽水門汀，對照組為SBF/硅酸鹽水門汀。采用透射電子顯微鏡觀察再礦化1至4個月后樹脂一牙本質(zhì)粘接界面再礦化區(qū)域的分布和再礦化程度。
　　 結(jié)果：⑴

11、4個月對照組樣本的混合層內(nèi)未見再礦化，但可見體較較大(約0.3-0.5μm)的礦物聚合物沉積在混合層的膠原纖維間。⑵仿生再礦化過程中PAA穩(wěn)定的無定形磷酸鈣納米相可通過毛細(xì)作用滲透進(jìn)入混合層內(nèi)的Ⅰ型膠原纖維網(wǎng)架。⑶實驗組樣本在含PAA的SBF/硅酸鹽水門汀再礦化系統(tǒng)中處理1-4個月后，混合層內(nèi)可見纖維內(nèi)再礦化現(xiàn)象的存在，納米晶體在膠原纖維內(nèi)呈迭序排列特征。
　　 結(jié)論：在牙本質(zhì)粘接過程中2.5％STMP作為治療性底劑在酸蝕牙本質(zhì)