聚酰胺-胺树枝状聚合物诱导脱矿牙本质仿生矿化的实验研究

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yywachself
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研究背景:聚酰胺-胺树枝状大分子(polyamidoamine dendrimer, 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。目前,越来越多的学者开始将聚酰胺-胺树枝状聚合物应用到牙体硬组织仿生矿化的研究当中,并取得了值得关注的结果。在本实验中,我们将利用透明成型片和光固化复合树脂制成间隙宽度为50μm的模拟微渗漏模型并在37℃的人工唾液环境中研究PAMAM与氯己定(chlorhexidine,CHX)的复合物诱导牙本质仿生矿化的效果;同时探索了PAMAM在树脂牙本质粘接混合层内诱导仿生矿化的效果。
  目的:研究PAMAM与CHX的复合物对于牙本质在人工模拟微渗漏环境下诱导牙本质再矿化的影响;研究PAMAM对混合层内牙本质再矿化的效果。
  方法:实验一:通过聚酰胺-胺和葡萄糖酸氯己定制备新型的PAMAM+CHX复合物,FT-IR红外光谱表征复合物的结构。选取临床拔除的离体第三磨牙制备成20个标准牙本质样本,随机平均分配到4个处理液组中(n=5),分别是PAMAM组,CHX组,PAMAM+CHX组,去离子水组。每组牙本质样本经表面脱矿处理后,分别用10mg/mlPAMAM、2%CHX、PAMAM(10mg/ml)+2%CHX、去离子水处理脱矿表面。然后利用光固化复合树脂与脱矿后的牙本质块在体外建立微环境矿化模型,树脂与牙本质间隙宽度为50μm。将制备的样本置于37°人工唾液中,每日换液,浸泡14天后取出样本,彻底分离树脂与牙本质块,用扫描电镜(SEM)对牙本质表面进行观察,采用X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和激光拉曼光谱进行化学结构分析。实验二:将20颗离体第三磨牙随机平均分配到两组(n=10):(1)PAMAM(10mg/ml)(2)去离子水,用两组再矿化液处理脱矿牙本质后在体外建立树脂-牙本质粘接模型,37°人工唾液浸泡,每日换液,至7天、2月后取出样本液氮淬断后用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪对混合层进行检测。
  结果:实验一:扫描电镜(SEM)结果显示14d浸泡后PAMAM组镜下暴露的牙本质小管密度减少,管周围聚集了大量的粟米棒状晶体结构,而CHX组部分区域发生肉眼可见的矿化,大量棒状晶体覆盖了牙本质管口,PAMAM+CHX组牙本质小管几乎完全被片状晶体结构覆盖;拉曼光谱分析显示在PAMAM组、CHX组、PAMAM+CHX组形成的晶体均中有较强磷酸根特征峰,其中PAMAM+CHX组的HA峰最强。去离子水组主要出现酰胺键-CO-NH-(Amide)特征峰,为Ⅲ型胶原纤维的特征峰;X射线能谱(EDS)结果显示PAMAM组和CHX组Ca、P水平相近,均高于去离子水组,而PAMAM+CHX组的Ca、P水平明显高于其他三组,且Ca/P值趋近于1.67;X射线衍射(XRD)结果显示:PAMAM+CHX组在2θ=26.0(002)、2θ=32.0(211)和2θ=33.0(112)等处检测到的羟基磷灰石的特征峰高而尖锐,衍射线毛刺较少,且PAMAM组、CHX组、PAMAM+CHX组c-axis(002)与(211)的衍射强度比值接近与健康牙本质。使用Scherrer方程计算晶粒尺寸和纵横比,结果表明PAMAM+CHX组形成的晶粒外观、尺寸与健康牙本质基本一致。实验二:样本在人工唾液中浸泡7d后取出,扫描电镜(SEM)结果显示:PAMAM组牙本质小管直径变小,树脂突表面有类似于羟基磷灰石的成簇矿化沉积;EDS结果显示:PAMAM组沉积物的Ca/P值趋近于1.67。拉曼结果显示:PAMAM组的磷酸基团特征峰强度高于作为对照的粘接牙本质,去离子水组和PAMAM组磷酸基团特征峰强度接近粘接牙本质。样本在人工唾液中浸泡2月后取出,扫描电镜(SEM)结果显示:PAMAM组沉积物明显多于去离子水组,大部分小管封闭,树脂突表面有明显沉积覆盖。EDS结果显示:PAMAM组沉淀物Ca/P比更接近纯HA,而去离子水组牙本质中的Ca/P比值偏高。
  结论:实验一:PAMAM与CHX的复合物能诱导人牙本质在50μm间隙的模拟微渗漏环境内短期发生再矿化形成类似牙本质羟基磷灰石的晶体结构。实验二:PAMAM能诱导人牙本质在树脂牙本质粘接形成的混合层内发生再矿化形成接近牙本质羟基磷灰石的晶体结构。
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