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实验目的:脱矿牙本质基质结构的完整性对于成功的牙本质再矿化和持久稳定的牙本质-树脂粘接必不可少。然而牙本质脱矿后,牙本质胶原纤维易被外源性胶原酶以及激活的牙本质内源性基质金属蛋白酶(Matrix Metalloproteinases,MMPs)和半胱氨酸组织蛋白酶(Cysteine cathepsins,CCs)酶解。交联处理作为保护脱矿牙本质基质的有效策略得到了广泛的关注,它能显著提高脱矿牙本质基质的机械性能和对胶原酶酶解的耐受力。在本体外研究中,我们首次探究了石炭酸灌木来源的天然儿茶酚抗氧化剂——去甲二氢愈创木酸(Nordihydroguaiaretic acid,NDGA)作为交联剂对脱矿牙本质基质进行生物改性的可行性。实验方法:戊二醛(Glutaraldehyde,GA)在本研究中作为阳性对照,其作为一种有效的牙本质胶原交联剂,机制已得到明确的阐述。脱矿牙本质基质交联后的抗外源性I型胶原酶酶解能力采用干燥质量损失(Dry mass loss)、羟脯氨酸释放(Hydroxyproline release)、表观弹性模量(Apparent modulus of elasticity)稳定实验、扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)和透射电镜(Transmission electron microscopy,TEM)进行评价,而生物机械性能将分别采用膨胀率(Swelling ratio)和原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)进行验证。对于交联机制的探讨,我们分别进行了茚三酮实验(Ninhydrin assay)和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)检测。实验结果:本研究发现,20mg/ml NDGA交联5min能够显著增加脱矿牙本质基质对胶原酶的酶解耐受力,降低干燥质量损失和羟脯氨酸释放,维持胶原纤维支架结构稳定性。在改善脱矿牙本质基质机械性能方面,NDGA显著降低了膨胀率,并分别在宏观水平和纳米水平提高了弹性模量。与此同时,NDGA生物改性效能的发挥不破坏脱矿牙本质基质胶原分子的三螺旋结构。我们认为NDGA交联后,脱矿牙本质基质抗胶原酶酶解能力的提升与胶原基质中含水量降低、胶原刚度提升、胶原上胶原酶酶解位点的物理性遮掩以及胶原酶分子动度受限有关。与GA显著不同的是,NDGA交联牙本质胶原的机制与儿茶酚基团贻贝仿生氧化和邻醌官能团的氧化偶联有关。另外,还可能涉及儿茶酚基与胶原分子间氢键形成,需要进一步深入的研究。实验结论:因此,本研究表明,NDGA能够作为脱矿牙本质基质的交联剂在提高其胶原酶酶解耐受力的同时,还能改善其机械性能。据我们所知,本研究首次将NDGA用于脱矿牙本质基质交联,为贻贝仿生化学在脱矿牙本质基质保护中的效用提供了佐证,为改善牙本质再矿化和提高牙本质-树脂粘接耐久性提供了卓越的前景。