海藻酸鈉/殼聚糖引導(dǎo)酸蝕離體牙在模擬體液中生成羥基磷灰石晶體的實(shí)驗(yàn)研究

韓 涼，張勝楠，朱山成

(1濟(jì)南市口腔醫(yī)院，濟(jì)南 250014;2焦作市第二人民醫(yī)院)

目前，牙體組織缺損修復(fù)所采用的各類異質(zhì)修復(fù)材料無論在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和組成上都與牙組織相差較遠(yuǎn);牙組織與修復(fù)材料之間均存在界面問題，現(xiàn)有缺損牙體組織的修復(fù)技術(shù)均會(huì)造成牙體組織的破壞，而上述均為牙本質(zhì)過敏、邊緣微漏、繼發(fā)齲并發(fā)癥的重要因素。因此，利用基質(zhì)模板實(shí)現(xiàn)可控性磷灰石晶體生長(zhǎng)，仿生合成與天然牙體組織類似結(jié)構(gòu)的生物材料，誘導(dǎo)損傷牙體組織自愈修復(fù)已成為口腔醫(yī)學(xué)的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)［1］。近年來，我們對(duì)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(duì)處理后離體牙分別進(jìn)行形貌觀察、元素性質(zhì)確定和譜圖測(cè)定，旨在為牙體組織損傷的自愈性修復(fù)、牙本質(zhì)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(jì)南市口腔醫(yī)院東院口腔外科提供)1顆，劈開，超聲清洗，4℃下儲(chǔ)存于2.5%的戊二醛溶液中，1個(gè)月內(nèi)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(xiàn)［2］提供的方法進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jīng)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(jīng)砂紙打磨，水溶性拋光膏拋光后，用37%磷酸腐蝕牙釉質(zhì)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(jīng)加入50 mL SBF的離心管內(nèi)，密封管口后置入37℃恒溫水浴箱中孵育，每日定時(shí)更換SBF，7 d后取出離體牙。用去離子水反復(fù)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(zhì)表面形成的晶體，50℃低溫干燥后XRD測(cè)定生成物晶相，采用KBr壓片法在FTIR下測(cè)定晶體顆粒譜圖。

2 結(jié)果

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

2.2 SEM觀察SEM照片顯示為未經(jīng)礦化的酸蝕牙釉質(zhì)表面形成類似蜂巢狀凹坑，內(nèi)無晶體沉積;經(jīng)過SBF溶液礦化后的牙釉質(zhì)表面經(jīng)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(xiàn)多樣性。

2.3 XRD檢測(cè) 對(duì)SBF溶液中浸泡7 d后覆蓋在牙釉質(zhì)表面形成的晶體進(jìn)行剝離、對(duì)其使用XRD進(jìn)行分析(圖1)，可見釉質(zhì)表面生成的物質(zhì)在2θ角為25.723°時(shí)對(duì)應(yīng)的 D 值為 3.4380;31.536°時(shí)對(duì)應(yīng)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(dǎo)礦化生成 HA晶體。

圖1 白色晶體的XRD譜

2.4 FTIR檢測(cè) FTIR圖譜見圖2。圖2中的3個(gè)反射峰 557 cm－1、609 cm－1、1042 cm－1為 HA 晶體中磷酸根振動(dòng)譜帶的3個(gè)特征峰，羥基基團(tuán)的吸收峰表現(xiàn)在1637 cm－1和3442 cm－1處出現(xiàn)的2個(gè)反射峰。碳酸根的吸收峰表現(xiàn)在868 cm－1和1421 cm－1出現(xiàn)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(fù)合樹脂、金屬等為目前修復(fù)牙體組織缺損的主要材料［5，6］，但由于其結(jié)構(gòu)組成及生物學(xué)特性上與天然牙體組織存在較大差別，加之修復(fù)技術(shù)對(duì)牙體組織造成破壞，修復(fù)后易導(dǎo)致修復(fù)材料與牙體硬組織之間出現(xiàn)難以用肉眼觀察的微小縫隙，而這些縫隙是液體、細(xì)菌、分子和離子的通道，可導(dǎo)致活髓牙充填后的術(shù)后敏感，充填體邊緣著色、松動(dòng)、脫落、繼發(fā)齲以及牙髓炎與根尖周炎等一系列臨床并發(fā)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(qiáng)度的凝膠樣物質(zhì)。在骨缺損修復(fù)領(lǐng)域，海藻酸鈣凝膠既可以在骨缺損處形成空間支架結(jié)構(gòu)來誘導(dǎo)仿生礦化又可為骨修復(fù)提供適量再生空間［8］。殼聚糖的吡喃環(huán)型葡萄糖結(jié)構(gòu)單元中分別含有氨基和醇羥基2個(gè)活性基團(tuán)，這2個(gè)活性基團(tuán)可以黏附和聚集成骨細(xì)胞、牙周膜細(xì)胞，并加速這些細(xì)胞的分化和增殖。

聚電解質(zhì)復(fù)合物是由靜電作用將天然聚陽離子物質(zhì)和天然聚陰離子物質(zhì)組裝成的有序復(fù)合體，有誘導(dǎo)人體各組織細(xì)胞的分化和增殖的生物性能，因此可作為新型骨引導(dǎo)再生膜的有機(jī)模板［9］。本實(shí)驗(yàn)通過靜電作用將天然聚陽離子物質(zhì)殼聚糖和天然聚陰離子物質(zhì)海藻酸鈉組裝成有序復(fù)合體，利用海藻酸鈉—?dú)ぞ厶侵械奶烊痪坳庪x子物質(zhì)的海藻酸鈉不斷攝取SBF中的Ca2+離子形成結(jié)晶礦化中心，再與、OH－等離子根結(jié)合，在牙釉質(zhì)表面誘導(dǎo)生成HA［10］。依據(jù)分子仿生礦化原理，對(duì)于修復(fù)體與牙體之間的縫隙采用牙釉質(zhì)表面經(jīng)再礦化生成的磷灰石晶體來堵塞，從而在可能發(fā)生微滲漏處建立起一道人工修復(fù)體和牙體結(jié)構(gòu)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(fù)、牙本質(zhì)過敏癥等臨床問題提供新的治療途徑。

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