分子仿生诱导釉质微结构再生的研究进展

牙体仿生材料的研究是当前口腔生物材料研究的前沿.成熟的牙釉质是一种无细胞的高矿化组织,采用非细胞生物的技术方法,诱导釉质微结构的再生成为牙体仿生材料研究的切入点.本文综述了釉质微结构仿生的特点和分子原理,重点介绍了几种釉质仿生有机分子模板的设计和构建,以及目前釉质仿生研究存在的问题与展望.     

牙釉质的结构和力学性能研究进展

牙釉质的渐变层级结构是其高硬度和高韧性等力学性能的基础。了解牙釉质中微观组织的力学特性,有助于仿生修复材料的开发和临床上牙釉质的再矿化。本文从牙釉质的分级结构特征和有机组分、牙本质-牙釉质结以及水合对牙釉质的增韧机制等方面,对牙釉质的结构和力学性能进行了系统评论。牙釉质的渐变层级结构以及牙本质-牙釉质结的高接触面积带来力学性能的梯度分布,使牙釉质同时具有刚度和耐久性。具有粘弹性的微量蛋白质等有机组分及其水合作用,对能量耗散、防止裂纹在牙釉质中传播并保持牙齿的结构完整性起到了重要作用。深入研究牙釉质中精密的层级结构和无机物-有机物之间复杂的协同增韧机制,为生物仿生纳米复合材料的开发提供了新的思路。     

牙釉质仿生矿化研究进展

牙釉质仿生矿化是模仿牙齿形成的生物矿化机制,在体外模拟机体微环境,通过分子仿生合成和分子自组装等技术,构建类似牙釉质生理形成过程的微观条件,从而控制无机矿物晶体的形成过程,最终形成具有独特微观结构以及优异的生物学和理化性能的类牙釉质结构的过程。牙釉质结构破坏后的再矿化及仿生矿化修复是未来方向,有较大的临床应用需求及前景...     

分子仿生诱导釉质微结构再生的研究进展

牙体仿生材料的研究是当前口腔生物材料研究的前沿。成熟的牙釉质是一种无细胞的高矿化组织,采用非细胞生物的技术方法,诱导釉质微结构的再生成为牙体仿生材料研究的切入点。本文综述了釉质微结构仿生的特点和分子原理,重点介绍了几种釉质仿生有机分子模板的设计和构建,以及目前釉质仿生研究存在的问题与展望。     

生物仿生矿化修复牙釉质微裂的实验性研究

目的：观察生物仿生矿化对牙釉质微裂的修复作用。方法：通过极端温度冻裂实验制备牙釉质微裂模型,分别采用模拟体液（simulated body fluid,SBF）、聚丙烯酸（ployacrylic acid,PAA）仿生矿化液中浸泡24 h,再次对牙釉质进行裂纹重现处理,采用环境扫描电镜（ESEM）观察裂纹形貌和计算裂纹宽度。结果：仿生矿化组较SBF组裂纹宽度小,并具有统计学意义。结论：仿生矿化修复牙釉质微裂具有更稳定的修复效果。     

釉质仿生再矿化的研究进展与挑战

龋病为全球发病率最高的疾病(35％,2010 年)?[1].因此,早期预防和治疗牙釉质龋将节省大量治疗费用和医疗资源,尤其是针对治疗不配合的幼儿和残障人士、行动不便的老年人,甚至也包括较长时间在外执行任务的航天员、军队士兵等特殊人群,或在口腔医生职业暴露风险提高的公共卫生事件中,不便开展有创治疗时,亟需一种快速高效地恢复天然/类天然牙釉质硬组织的仿生再矿化方法.本文拟从仿生角度浅谈釉质发生过程与釉质仿生矿化之间的相互关系,为早期牙釉质龋病的预防和微创治疗提供一条新的研究思?路.     

羧甲基壳聚糖-溶菌酶纳米凝胶稳定无定形磷酸钙促进脱矿牙釉质再矿化

目的:制备羧甲基壳聚糖(CMC)-溶菌酶(LYZ)凝胶,稳定无定形磷酸钙(ACP)进而促进脱矿牙釉质再矿化。方法:首先制备CMC/LYZ-ACP纳米凝胶,利用透射电镜(TEM)观察凝胶的形貌,X射线能谱元素成像分析技术(EDX-Mapping)进行关键元素的定量及分布的分析。然后将纳米凝胶涂抹于酸蚀的牙釉质表面,利用扫描电镜(SEM)、纳米压痕实验(nano-idention)对脱矿牙釉质再矿化效果进行评估,并与人工唾液组进行对照。结果:CMC/LYZ-ACP纳米凝胶为粒径约50~300 nm的致密的球形颗粒。扫描电镜下可见脱矿后的釉质表面有新的晶体形成,与对照组相比,实验组的硬度及弹性模量更接近正常牙釉质。结论:CMC/LYZ-ACP纳米凝胶可以用于脱矿牙釉质的再矿化,属于新型的仿生再矿化材料。     

酪蛋白磷酸肽钙磷复合体促进牙釉质再矿化的研究进展

酪蛋白磷酸肽钙磷复合体(CPP-ACP)是由酪蛋白磷酸肽与无定形磷酸钙结合形成的一种新型有效抗龋生物制剂,具有促进牙釉质龋再矿化的作用。本文就其结构、促进釉质再矿化的科学证据及其对牙釉质再矿化的作用机制进行综述。     

树枝状聚合物诱导牙釉质仿生再矿化的体外实验研究

目的：以树枝状聚合物为模版,探讨适合牙釉质仿生矿化的实验条件,并为进一步研究牙釉质的原位再生提供依据。方法：收集需正畸拔除的前磨牙10颗,首先构建人工龋缺损模型,然后制备诱导牙釉质再矿化的矿化体系溶液,经人工唾液培养4周,最后通过扫描电镜（SEM）,电子能谱仪（EDS）对表面的沉积物进行定性表征。结果：含有树枝状聚合物的溶液矿化体系能在酸蚀的牙釉质表面,诱导短棒状晶体的沉积生长,沉积的磷灰石晶体呈现有规则地致密排列生长。结论：树枝状聚合物可以促进牙釉质表面无机矿物晶体的形成,并影响表面新生晶体的形态。     

壳聚糖/磷酸化壳聚糖纳米复合物的制备及细胞相容性研究

目的:由壳聚糖(chitosan,CS)和磷酸化壳聚糖(phosphorylated chitosan,PCS)通过静电自组装仿生合成一种新型骨修复材料并体外评价其细胞相容性。方法:对CS进行磷酸根接枝,合成PCS,然后将PCS溶液逐滴滴加到CS的醋酸溶液中,得到壳聚糖/磷酸化壳聚糖复合物(CS/PCS)。将CS/PCS水胶体置于饱和的Ca(OH)_2溶液中矿化供细胞培养用。第3～5代成骨细胞与矿化后的CS/PCS复合物共同培养,以羟基磷灰石组为对照组。倒置显微镜下观察细胞的黏附、生长情况。MTT法检测细胞的增殖;碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)检测细胞的分化。结果:CS/PCS复合物呈多孔网状结构,矿化后的CS/PCS可以促进成骨细胞的增殖和分化。结论:仿生合成的CS/PCS复合水胶体矿化后显示了良好的细胞相容性,可以促进成骨细胞的增殖和分化,可作为一种新型的骨修复材料。     

釉质龋的非破坏性治疗方法

釉质龋是一种非细胞反应性病变,可导致牙齿硬组织的破坏.传统治疗釉质龋的方法往往会损害到正常的牙体组织,因此目前非破坏性修复釉质龋的新方法成为了研究的热点和难点,本文就非破坏性治疗釉质龋的2种方法——再矿化和仿生矿化法的最新进展作一综述.     

釉质龋的非破坏性治疗方法

釉质龋是一种非细胞反应性病变,可导致牙齿硬组织的破坏。传统治疗釉质龋的方法往往会损害到正常的牙体组织,因此目前非破坏性修复釉质龋的新方法成为了研究的热点和难点,本文就非破坏性治疗釉质龋的2种方法——再矿化和仿生矿化法的最新进展作一综述。     

牙本质和牙骨质的仿生修复与再生

牙体硬组织缺乏完善的自我修复的能力。在牙本质和牙骨质中,羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)可同时存在于胶原纤维内外。如何在胶原纤维存在的情况下,修复或再生出具有高度有序的定向排列的HA是牙本质和牙骨质修复和再生的难点。目前牙本质和牙骨质的仿生矿化主要从模仿其生物形成过程和其生理结构两个方面来进行,分为源于纤维矿化机制的仿生矿化体系和以HA为主要成分的仿生矿化体系。应用的材料有脱矿牙本质(demineralized dentin matrix,DDM)、煅烧牛骨羟基磷灰石(bovine hydroxyapatite,BHA)等天然材料和聚合物诱导液体前体(polymer-induced liquid precursor,PILP)、合成HA等合成材料。未来应通过将天然材料与合成材料相结合,应用再矿化溶液-HA释放磷酸钙离子仿生矿化的方式来促进牙本质和牙骨质的修复与再生。     

Klinischer Effekt biomimetischer Mineralisation bei Approximalkaries

Background

Caries still has a high prevalence even in western countries with preventive dental care. When treated mechanically carious teeth will be weakened, which in the long-term often results in tooth loss and substantial inherent costs. In recent years various remineralizing products have been introduced which are supposed to supplement fluorides which in turn promote remineralization. Moreover, specific invasive or minimally invasive options are available, such as proximal sealing and caries infiltration.

Methods

This article presents a new method of biomimetic mineralization based on self-assembling peptides (SAPs). Suspended in water the SAPs are applied onto the cleaned and etched enamel surface. From there the SAPs will diffuse into the lesion and trigger the formation of a bioactive scaffold, which in turn encourages natural repair through incorporation of calcium and phosphate ions from the saliva.

Results

According to interim results from a clinical study using biomimetic mineralization, three out of four proximal lesions were stabilized or remineralized. The new method may allow for the first time natural repair of demineralized enamel extending to the enamel-dentin junction.     

纳米技术在龋病治疗中应用的研究进展

近年来,纳米技术在牙科材料中表现出了较大的潜在应用价值,本文将主要从纳米技术在龋病早期的再矿化、纳米防龋填料复合树脂以及釉质仿生合成等方面进行综述。     

牙本质的仿生再矿化

近年来,在修复由龋病等原因引起的牙本质脱矿的研究中,牙本质仿生再矿化技术以其精确控制无定形矿物质前体在脱矿牙本质胶原纤维内有序沉积、形成的磷灰石晶体与天然矿化牙本质相似、自下而上的再矿化方式不依赖于籽晶存在等优点,逐渐成为这一领域的研究热点。本文回顾了脱矿牙本质再矿化的理念和实践的进展,并着重对牙本质仿生再矿化策略的相关研究进行综述,文献复习结果表明,传统的牙本质再矿化方法通常是脱矿牙本质与矿物质晶体的无序混合,这样矿化后的牙本质在形态特征和机械性能上均无法与天然矿化牙本质相媲美;而近年逐渐兴起的牙本质仿生再矿化技术则复现了天然矿化牙本质中矿物质在牙本质胶原纤维内迭序排列的结构特点,其微观结构、理化性能均得到极大提高,有望在树脂⁃牙本质粘结混合层和龋坏牙本质脱矿层的再矿化研究领域实现新的突破。目前牙本质仿生再矿化在临床应用上需要克服的技术障碍在于如何在再矿化过程中持续补充矿化所需的各种有效成份,并在缓慢释放各成份的同时保持母体材料的机械性能不变,研究者们已相继提出了三步法输送仿生再矿化原材料,以及预先制备聚合物稳定的矿化前体、再使用介孔硅纳米材料作为输送矿化成份的系统的构想,为牙本质仿生再矿化策略向临床应用的转化提供了初步体外实验基础。     

釉质仿生矿化模型的研究

目的：构建釉质生物矿化的模型,包括有机基质模板（类釉原蛋白寡肽序列）的建立和无机离子供体（包裹钙磷离子的温度敏感性脂质体）的合成,体外实现类釉质样结构的再矿化。方法：首先通过标准固相法合成所需“类釉原蛋白”寡肽[（Gln?Pro?Ala）4?Thr?Lys?Arg?Glu?Glu?Val?Asp],并用CaCl2溶液诱导其进行自组装;其次采用二棕榈酰磷脂酰胆碱和二肉豆蔻卵磷脂为原料,通过相交融合法分别合成包裹钙、磷离子的温度敏感性脂质体;最后在37℃时,将酸蚀后的牙片浸泡在包裹钙、磷离子的脂质体与寡肽的混悬液中,作为实验组。将酸蚀后的牙片浸泡在包裹钙磷离子的脂质体混悬液中,作为对照组,促进脱矿后的釉质再矿化。矿化后的牙片通过扫描电镜（ SEM）、傅立叶变换红外光谱仪（ FTIR）和X射线衍射仪（ XRD）进行表征。结果：实验组的脱矿釉质表面均匀有序的沉积了一层釉质样的羟基磷灰石晶体（ HA）结构,而对照组只沉积了较少量无序的HA晶体。结论：通过类釉原蛋白寡肽有机矿化模板的建立,以及仿生釉质矿化过程中钙、磷离子的输送,构建了釉质仿生矿化模型,并实现了脱矿釉质表面类釉质样微结构的再生。     

Research progress on the biomimetic remineralization of hard tooth tissues based on polyamide-amine dendrimer

聚酰胺—胺树枝状聚合物（PAMAM）作为一种新型超支化大分子聚合物,因其出色的化学和生物学特性,一直被众学者称之为“人工蛋白”。 PAMAM的特点是存在内部空腔,并含有大量的反应性末端基团,这些结构使得PAMAM可以被用作仿生大分子,模拟天然有机基质在牙体组织表面进行仿生矿化,即PAMAM作为有机模板调控矿物质成核以及晶体的生长,以此来建造比传统的异体材料更加理想的牙体修复材料。本文就 PAMAM 诱导牙体硬组织仿生矿化的研究进展作一综述。