海藻酸鈉/殼聚糖引導酸蝕離體牙在模擬體液中生成羥基磷灰石晶體的實驗研究

韓 涼，張勝楠，朱山成

(1濟南市口腔醫院，濟南 250014;2焦作市第二人民醫院)

目前，牙體組織缺損修復所采用的各類異質修復材料無論在結構、性質和組成上都與牙組織相差較遠;牙組織與修復材料之間均存在界面問題，現有缺損牙體組織的修復技術均會造成牙體組織的破壞，而上述均為牙本質過敏、邊緣微漏、繼發齲并發癥的重要因素。因此，利用基質模板實現可控性磷灰石晶體生長，仿生合成與天然牙體組織類似結構的生物材料，誘導損傷牙體組織自愈修復已成為口腔醫學的一個新的研究熱點［1］。近年來，我們對酸蝕離體牙用海藻酸鈉/殼聚糖處理后浸入模擬體液(SBF)中，采用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)和傅立葉紅外光譜儀(FTIR)對處理后離體牙分別進行形貌觀察、元素性質確定和譜圖測定，旨在為牙體組織損傷的自愈性修復、牙本質過敏癥等臨床問題提供新的治療途徑。

1 材料與方法

1.1 材料 正畸拔除的完整、無齲的前磨牙(濟南市口腔醫院東院口腔外科提供)1顆，劈開，超聲清洗，4℃下儲存于2.5%的戊二醛溶液中，1個月內使用;牙體酸蝕劑(35%磷酸酸蝕劑);海藻酸鈉(黏度10 g/L，20 ℃)/(Pa·s)≥0.02)，殼聚糖(脫乙酰度92%，MW為2.9×105)。SBF(采用Kukobo配方，按參照文獻［2］提供的方法進行SBF的配置，SBF配置完成后使用10 mol/L HCl滴定，將配置完成溶液的 pH值滴定到 7.0);50%、70%、80%、90%、95%、100%梯度乙醇。50 mL聚乙烯塑料離心管;1000 mL聚乙烯塑料燒杯。SEM(S-3400N);XRD;FTIR;磁力攪拌器;恒溫水浴箱。

1.2 實驗方法 清洗燒杯并消毒，干燥后注入2%海藻酸鈉水溶液，緩慢加入25%CaCl2溶液，經過Ca2+-Na+離子交換作用后，再加入1%殼聚糖溶液，制備海藻酸鈉/殼聚糖凝膠。將離體牙用酚醛樹脂包埋固化，經砂紙打磨，水溶性拋光膏拋光后，用37%磷酸腐蝕牙釉質層1 min。去離子水超聲清洗3次自然干燥后將樣品置入海藻酸鈉/殼聚糖凝膠與1%海藻酸鈉水溶液中靜置24 h。將表面修飾完成的離體牙放置于已經加入50 mL SBF的離心管內，密封管口后置入37℃恒溫水浴箱中孵育，每日定時更換SBF，7 d后取出離體牙。用去離子水反復沖洗，常溫下干燥，表面噴金，肉眼及SEM下觀察其形貌，剝落覆蓋在牙釉質表面形成的晶體，50℃低溫干燥后XRD測定生成物晶相，采用KBr壓片法在FTIR下測定晶體顆粒譜圖。

2 結果

2.1 肉眼觀察 于SBF溶液中浸泡7 d后可見離體牙釉質表面布滿了白色物質與未浸泡離體牙釉質顏色有明顯區別。

2.2 SEM觀察SEM照片顯示為未經礦化的酸蝕牙釉質表面形成類似蜂巢狀凹坑，內無晶體沉積;經過SBF溶液礦化后的牙釉質表面經酸蝕形成的蜂巢狀凹坑中有簇狀、塊狀、球狀或板狀晶體，晶體呈現多樣性。

2.3 XRD檢測 對SBF溶液中浸泡7 d后覆蓋在牙釉質表面形成的晶體進行剝離、對其使用XRD進行分析(圖1)，可見釉質表面生成的物質在2θ角為25.723°時對應的 D 值為 3.4380;31.536°時對應的D值為2.8026，為羥基磷灰石晶體(HA)的特征峰［3］，提示海藻酸/殼聚糖可誘導礦化生成 HA晶體。

圖1 白色晶體的XRD譜

2.4 FTIR檢測 FTIR圖譜見圖2。圖2中的3個反射峰 557 cm－1、609 cm－1、1042 cm－1為 HA 晶體中磷酸根振動譜帶的3個特征峰，羥基基團的吸收峰表現在1637 cm－1和3442 cm－1處出現的2個反射峰。碳酸根的吸收峰表現在868 cm－1和1421 cm－1出現的反射峰，可見在SBF中生成的晶體為含有碳酸根的 HA［4］。

圖2 在SBF中浸泡7 d后FTIR圖譜

3 討論

陶瓷、復合樹脂、金屬等為目前修復牙體組織缺損的主要材料［5，6］，但由于其結構組成及生物學特性上與天然牙體組織存在較大差別，加之修復技術對牙體組織造成破壞，修復后易導致修復材料與牙體硬組織之間出現難以用肉眼觀察的微小縫隙，而這些縫隙是液體、細菌、分子和離子的通道，可導致活髓牙充填后的術后敏感，充填體邊緣著色、松動、脫落、繼發齲以及牙髓炎與根尖周炎等一系列臨床并發癥，已成為口腔臨床急待解決的難題［7］。海藻酸鈉通過(1-4)糖苷鍵聚合β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古羅糖醛酸(G)生成，海藻酸鈣凝膠是海藻酸鈉通過Ca2+在離子交換作用下置換出Na+而形成的既有彈性又有強度的凝膠樣物質。在骨缺損修復領域，海藻酸鈣凝膠既可以在骨缺損處形成空間支架結構來誘導仿生礦化又可為骨修復提供適量再生空間［8］。殼聚糖的吡喃環型葡萄糖結構單元中分別含有氨基和醇羥基2個活性基團，這2個活性基團可以黏附和聚集成骨細胞、牙周膜細胞，并加速這些細胞的分化和增殖。

聚電解質復合物是由靜電作用將天然聚陽離子物質和天然聚陰離子物質組裝成的有序復合體，有誘導人體各組織細胞的分化和增殖的生物性能，因此可作為新型骨引導再生膜的有機模板［9］。本實驗通過靜電作用將天然聚陽離子物質殼聚糖和天然聚陰離子物質海藻酸鈉組裝成有序復合體，利用海藻酸鈉—殼聚糖中的天然聚陰離子物質的海藻酸鈉不斷攝取SBF中的Ca2+離子形成結晶礦化中心，再與、OH－等離子根結合，在牙釉質表面誘導生成HA［10］。依據分子仿生礦化原理，對于修復體與牙體之間的縫隙采用牙釉質表面經再礦化生成的磷灰石晶體來堵塞，從而在可能發生微滲漏處建立起一道人工修復體和牙體結構之間的物理屏障，這將為未來解決牙體組織損傷的自愈性修復、牙本質過敏癥等臨床問題提供新的治療途徑。

［1］張勝楠，唐旭炎，李全利.牙體粘接劑在模擬體液中誘導生成磷灰石晶體［J］.安徽醫科大學學報，2008，43(6):667-669.

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