改性PAMAM介導仿生礦化原位多層修復牙釉質損傷的研究

《改性PAMAM介導仿生礦化原位多層修復牙釉質損傷的研究》是依託四川大學，由李繼遙擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：改性PAMAM介導仿生礦化原位多層修復牙釉質損傷的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李繼遙
• 依託單位：四川大學

項目摘要

目前仿生礦化研究在牙體硬組織損傷修複方面尚屬起步階段，現有的研究還不能在接近口腔環境的條件下，形成一定厚度、深度、結合強度的礦化晶體，修復不同程度的牙體硬組織缺損。本課題以仿生礦化領域中備受關注的樹狀高分子聚合物聚醯胺胺（PAMAM）為成核劑，針對上述問題展開研究。首先構建Ca-PAMAM複合體作為仿生礦化的成核模板，然後引入Ca-PO43-分層沉積方法，建立 Ca-PAMAM複合體+ PO43-體系，以牙釉質損傷模型為界面，研究常溫常壓下不同程度牙釉質損傷的礦化修復模式和修復效果，以期實現增加礦化深度和礦化程度的目的；進一步建立Ca-PAMAM複合體+ PO43- + F-體系，同時通過礦化晶體的界面處理，以層層有序疊加的方式形成一定厚度的晶體沉積，探索仿生礦化晶體層間結合的可行性和機制。為實現牙釉質損傷、甚至缺損的原位修復奠定實驗基礎。

結題摘要

牙體硬組織損傷（疾病）是口腔臨床的常見病、多發病。再礦化是治療牙體硬組織損傷的重要手段，但修復形成的新晶體尚不能滿足臨床需求。為了解決牙體硬組織損傷原位修復這一科學問題，課題組以PAMAM作為礦化模板，引入鈣磷礦化體系，擬在牙體仿生修複方面取得突破。課題組主要研究了PAMAM大分子的類蛋白自組裝行為，不同改性PAMAM的生物相容性，PAMAM與牙釉質和牙本質的結合力，PAMAM誘導牙釉質，膠原纖維和牙本質仿生再礦化的能力，以及PAMAM降低牙本質滲透性的能力。通過TEM，我們觀察到PAMAM能在鈣離子環境中完成類似於天然蛋白質大分子（釉原蛋白和牙本質非膠原蛋白）的自組裝行為，自發聚集形成微米級別的螺旋狀長鏈。自組裝行為對其調控晶體生長，誘導羥基磷灰石生成有重大意義，可能與其誘導礦化的機制高度相關。通過細胞毒性試驗，我們篩選出生物相容性良好的PAMAM作為仿生礦化模板，確保了本課題的研究成果的臨床套用潛能。通過FTIR和CLSM，我們發現PAMAM能與牙釉質和牙本質緊密結合，確保了其能在後期礦化環境中能持續發揮功效。通過SEM，我們觀察到PAMAM在牙釉質表面誘導生成了與牙釉質晶體組成、結構、形貌相仿的棒狀晶體，進一步的XRD檢測證實新生晶體的軸面與原位釉質晶體方向一致。此研究結果的重大意義在於:之前學者們更關注牙釉質表面仿生礦化後新生晶體的形貌和結構，卻忽略了新生晶體和原位釉質晶體之間的關係，而新生釉質晶體是否能延續原有晶體走向，對牙體組織功能的重建起著至關重要的作用。通過TEM，我們觀察到PAMAM能模擬牙本質非膠原蛋白的穩定劑和模板劑雙重作用，誘導牙本質膠原纖維內礦化，纖維內礦物的生成對於重建牙本質微觀結構，恢復牙本質機械性能至關重要。通過SEM，我們觀察到PAMAM能夠誘導棒狀晶體沉積於牙本質表面和牙本質小管內。牙本質因其精確的納米結構以及不易礦化的膠原纖維成分，一直以來是再礦化領域的難題，本課題在牙本質表面以及牙本質小管內成功誘導出針狀礦物晶體，對於牙本質損傷的修復，具有積極的意義。通過牙本質滲透性實驗，我們證明了PAMAM能有效降低牙本質小管通透性，且相較於氟化鈉，PAMAM處理後的牙本質有更強的抗酸性，因此，PAMAM具有很大的潛力套用於牙本質敏感的治療。