【doc】牙釉质仿生再矿化研究进展

【doc】牙釉质仿生再矿化研究进展 牙釉质仿生再矿化研究进展 2012年1月第6卷第2期ChinJModDmgApol.Jan2012,Vo1.6,No.2 牙釉质仿生再矿化研究进展 李歆林实 【摘要】目的综述牙釉质再矿化的仿生合成方法.方法近来,牙釉质仿生再矿化的方法主要 有磷灰石与胶原直接共混,模拟生理环境浸泡法,前驱液矿化沉积法,引入功能基团的仿生矿化,功能化 表面促形核诱导沉积法,自组装单分子层法等.结果通过仿生合成技术,从成分上到结构上模拟出类 牙釉质矿化物.结论通过牙釉质仿生再矿化有望修复龋病引起的牙体缺损. 【关键词】牙釉质;仿生;再矿化 龋病是口腔临床的常见病之一,龋病引起的牙体缺损是 不可自愈的损伤.促进缺损部位再矿化并形成牙釉质样的 矿化层是口腔医学界的梦想.随着仿生合成技术日趋成熟, 有望在体外形成类牙釉质的仿生矿化层,以修复龋病,牙周 病,外伤等导致的牙体缺损. 1牙釉质的仿生再矿化 牙釉质是由造釉细胞合成,分泌的细胞外基质矿化而成 的硬组织,主要由釉柱和其周围的釉柱间质组成.釉柱由羟 基磷灰石(hydroxyapatite,HA)晶体有序排列而成,使釉质具 有极高的强度和硬度;釉柱间质含有机物,水和极少量的矿 物质,形成疏松多孔的基质,使牙釉质呈现一定的渗透 性.2J.基于牙釉质发育矿化原理,牙釉质仿生再矿化的研 究沿着两个方向[3,43.?矿化模板对HA晶体成核,取向,生 长的诱导;?矿化模板对HA晶体形成的影响. 1.1磷灰石与胶原直接共混Hedia将粉状HA与Col凝 胶液按一定比例均匀混合,加入交联剂得到混合沉淀物,冷 冻干燥.然而,此方法只是简单的混合,合成的HA/Col复合 材料难以形成分子水平上的紧密键合,只能从成分上而不能 从结构上进行仿生. 1.2模拟生理环境浸泡法Bigi_6将脱钙肌腱(主要成分 是I型胶原)于室温,pH7.4的模拟体液中浸泡获得矿化的 组织材料.沉积物为结晶度较低的HA晶体.模拟体液中 各无机离子浓度与人体血浆成分相似.这种模拟人体生理 环境进行较长时间的培养通过缓慢矿化可在一定程度上对 材料进行成分和结构的仿生. 1.3共沉淀法Rhee等…将CaO水化获得的Ca(OH)2悬 浊液和磷酸/胶原水溶液共同滴定,温度控制在40~C,pH8-9 生成沉淀后养护24h,再分离,洗涤,干燥即得到HA/Col复 合材料.40?是胶原释放结合水的温度;在pH8-9时胶原的 Zeta电势为零,胶原易于团聚,沉淀且HAp纳米晶能稳定生 成.这些条件相当于造釉细胞周围的化学环境,有利于自组 装过程的发生. 1.4引入功能基团的仿生矿化高分子材料表面缺乏诱导 矿化的功能基团,如何引入功能基团是对高分子材料仿生矿 化的关键.Kawashita等将羧甲基壳聚糖纤维预先用饱和 的Ca(OH):处理,使材料表面暴露游离的羧基,然后浸入 SBF中,在羧甲基壳聚糖纤维表面形成磷灰石,其成分和结 构类似于天然骨的结构和成,同时还证明材料表面形成的游 离羧基是启动矿化成核的决定性因素. 1.5功能化表面促形核诱导沉积法功能化表面促形核诱 作者单位:350000福建医科大学口腔医学院 ? 125? ? 综述?.兰. 导沉积法就是通过一些辅助工艺处理使基体材料表面形成 一 层功能化薄膜或者生成某些特殊的活性基团,它们在模拟 体液中易于与钙,磷离子结合而诱导形核进而生长形成涂 层.HA一旦形核,很容易从周围环境中吸引钙,磷离子而生 长形成涂层.促形核剂法正是基于这种机理发展起来的. Rhee_9用胶原膜作为基体,研究了柠檬酸对HA晶体形核的 ,当柠檬酸浓度在0.3×10.,2×10. 影响.在1.5SBF中 moL/L时,胶原膜上会沉积HA晶体,因为柠檬酸和ca之 间具有强螯和作用,促进HA的形核. 1.6自组装单分子层法以有机物的组装体为模板,控制 无机物的形状,尺寸,取向和结构.利用引入的官能团从溶 液中吸收阳离子,诱导异相成核.唐娟等将用HSO/ H20:预处理过的钛片进行有机官能化,在基体表面形成了 带一OH,-PO4H2,-COOH的SAM,发现表面为一PO4H2和- COOH的SAM能较好地沉积HA,且.POH表现出更强的诱 导HA形核能力.MurphyWL等.利用磷脂小泡(基质小 泡)作为矿化离子的隔室,运输,控制晶体的形态和大小,分 别合成了温度敏感性脂质体分别载荷钙,磷.在生理温度下 (37~C)钙,磷从脂质体中释放加速,钙磷过饱和,从而在釉质 表面沉积HA晶体.BushS等首次利用分子仿生合成技 术,在牙釉质表面形成了具有釉质结构的氟磷灰石.其在牙 釉质表面涂布含磷酸根离子的明胶凝胶层作为矿化模板,再 在此层表面涂布一层不含磷酸根的明胶凝胶作为屏蔽层,然 后浸入中性CaC1溶液中矿化,形成的氟磷灰石致密平行排 列,垂直于釉质表面,并与釉质紧密结合,具有釉质的硬度, 晶体结构与牙釉质相似. 2展望 由于生物矿化的复杂性,仍有许多问题尚未解决,如成 核点的识别机制,矿化模板与牙齿的结合,分子结构的设计, 如何诱导釉质样结构的形成等.我们唯有不断提高实验手 段,积累更多的实验数据,才能为实现牙体组织再生打下 基础. 参考文献 [1]PampenaDA,RobertsonKA,Litvinova0,eta1.Inhibitionof hydmxyapatiteformationbyo~eopontinphosph0peptitdes.Bio— chemicalJoumal,2004,378:1083—1087. [2]BoskeyAL.Biomineralization:Anoverview.ConnectiveTissue Research,2003,44:5-9. 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