牙本質(zhì)的仿生再礦化

宋群， 劉嘯晨， 馬雨軒， 王晨語(yǔ)， 焦凱， 牛麗娜

1.軍事口腔醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 口腔疾病國(guó)家臨床醫(yī)學(xué)研究中心陜西省口腔疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科，陜西西安（710032）； 2. 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院修復(fù)科，浙江杭州（310058）； 3. 軍事口腔醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 口腔疾病國(guó)家臨床醫(yī)學(xué)研究中心 陜西省口腔疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院解剖生理教研室，陜西西安（710032）

牙齒是人體高度礦化的器官。在正常生理情況下，牙齒的脫礦與再礦化相互平衡，然而在病理情況下，脫礦作用就會(huì)大于再礦化作用，導(dǎo)致牙體組織的破壞，進(jìn)而損害牙齒的功能。口腔首要疾患——齲病，就是最常見(jiàn)的病理性脫礦的結(jié)果。致齲微生物可使碳水化合物分解產(chǎn)酸，并與牙本質(zhì)內(nèi)源性基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）協(xié)同作用，導(dǎo)致牙齒無(wú)機(jī)質(zhì)的脫礦和膠原有機(jī)質(zhì)的降解，逐步形成齲洞［1-2］。目前，齲病已被世界衛(wèi)生組織列為繼癌癥、心血管疾病之后的第三大慢性非傳染性疾病。2015 年世界衛(wèi)生組織研究數(shù)據(jù)顯示：恒牙患齲己達(dá)24 億人，乳牙患齲己達(dá)6.21 億人，齲病防治已不僅是口腔醫(yī)學(xué)問(wèn)題，也日益成為倍受關(guān)注的公共衛(wèi)生課題［3］。目前臨床上對(duì)于齲病的治療仍以外科手術(shù)治療為主，即在去凈齲壞牙體組織的基礎(chǔ)上，采用修復(fù)材料充填窩洞以恢復(fù)牙體的生理形態(tài)與功能；所使用的修復(fù)材料主要是以樹(shù)脂牙本質(zhì)粘接為基礎(chǔ)的牙色復(fù)合樹(shù)脂材料，其粘接機(jī)制是首先用酸蝕劑或酸性樹(shù)脂單體酸蝕粘接面，使膠原纖維脫礦，進(jìn)而粘接劑進(jìn)入裸露的膠原纖維內(nèi)并與之交聯(lián)形成混合層。然而，受樹(shù)脂漸進(jìn)性滲透的影響，樹(shù)脂粘接劑很難完全滲透、包裹脫礦的膠原纖維，使得部分膠原纖維裸露在粘接界面，形成與齲壞牙本質(zhì)類似的脫礦結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜的口腔內(nèi)環(huán)境如唾液酶、溫度、咬合力等多因素的作用下，這部分樹(shù)脂滲透不良區(qū)域很容易降解，從而使粘接面的完整性被破壞，粘接強(qiáng)度降低，最終可能導(dǎo)致樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接修復(fù)的失敗［3］。因此如何恢復(fù)脫礦牙體組織的礦化結(jié)構(gòu)，使牙本質(zhì)膠原纖維內(nèi)、外部均能受到礦物質(zhì)保護(hù)，免于在外源性刺激下發(fā)生降解，對(duì)防治齲病和提高粘接界面穩(wěn)定性，延長(zhǎng)粘接修復(fù)體使用壽命方面具有重要意義。本文綜述了牙本質(zhì)傳統(tǒng)再礦化存在的難以克服的缺陷，以及在仿生礦化和納米技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的牙本質(zhì)引導(dǎo)組織再礦化（guided tissue remineralization）的概念，探討該策略在再礦化樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接混合層和齲壞牙本質(zhì)脫礦層研究中的進(jìn)展和存在的問(wèn)題；最后，展望牙本質(zhì)仿生再礦化策略從體外實(shí)驗(yàn)向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化的前景。

1 從牙本質(zhì)的傳統(tǒng)再礦化到仿生再礦化

1.1 牙本質(zhì)的傳統(tǒng)再礦化

正常的牙本質(zhì)基質(zhì)是由有序編織的膠原基質(zhì)、迭序排列的無(wú)機(jī)相磷灰石晶體和少量的非膠原蛋白（noncollagenous proteins，NCPs）組成的［4］。根據(jù)羥基磷灰石和膠原的相對(duì)位置關(guān)系，牙本質(zhì)的礦化可以分為纖維內(nèi)礦化、纖維間礦化和纖維外礦化三部分。其中纖維內(nèi)礦化決定著牙本質(zhì)在納米尺度上的力學(xué)性能，并能夠防止膠原在外源性刺激（如熱刺激、外源性細(xì)菌酶及次氯酸鈉等）下變性降解。

一般認(rèn)為，牙本質(zhì)礦化過(guò)程就是羥基磷灰石在預(yù)成型的牙本質(zhì)膠原纖維內(nèi)及膠原纖維間有序沉積的過(guò)程，而調(diào)控這一過(guò)程的關(guān)鍵就在于非膠原蛋白，如成牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白、牙本質(zhì)磷蛋白、牙本質(zhì)涎蛋白等［5-7］。這一類蛋白的共同特點(diǎn)是富含攜帶羧基的谷氨酸、天冬氨酸，因此在中性環(huán)境中帶有大量的負(fù)電荷。此外這些蛋白上的絲氨酸經(jīng)磷酸化作用后生成磷酸絲氨酸，進(jìn)一步增強(qiáng)了非膠原蛋白的陰離子特性。這種特性使其能夠螯合大量的鈣離子，從而在超飽和的磷酸鈣礦化液中維持溶液的穩(wěn)定而不發(fā)生沉淀，為鈣/磷優(yōu)先成核及隨后的磷灰石結(jié)晶提供了位點(diǎn)［7］。

牙本質(zhì)再礦化作為齲損牙體組織再修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)，早在半世紀(jì)前就已開(kāi)始受到重視。傳統(tǒng)的牙本質(zhì)再礦化方法往往是在齲損周圍提供大量的氟化物和鈣磷底物，以促進(jìn)再礦化的發(fā)生［8］。另有研究者使用能釋放氟化物的樹(shù)脂［9］，或者含有生物活性玻璃離子的樹(shù)脂粘接劑來(lái)促進(jìn)樹(shù)脂牙本質(zhì)粘接界面裸露膠原的再礦化［10-11］，提高粘接修復(fù)體抵抗繼發(fā)齲的能力。但是這種傳統(tǒng)的再礦化方法并未意識(shí)到NCPs 調(diào)控礦化的重要性，而僅僅局限于鈣磷底物的補(bǔ)充［12］。同時(shí)，這種再礦化的前提是牙本質(zhì)僅發(fā)生部分脫礦，脫礦區(qū)內(nèi)存在殘余籽晶，這樣鈣和磷酸根離子才能以籽晶為起始部位進(jìn)行外延性生長(zhǎng)。而在沒(méi)有籽晶存在的完全脫礦區(qū)域，如全酸蝕粘接系統(tǒng)產(chǎn)生的混合層內(nèi)的完全脫礦牙本質(zhì)、微創(chuàng)去齲后留下的齲損內(nèi)層脫礦牙本質(zhì)，傳統(tǒng)的牙本質(zhì)再礦化方法往往只能使鈣磷結(jié)晶無(wú)序沉積在脫礦膠原纖維表面，并未見(jiàn)有羥基磷灰石晶體在膠原纖維內(nèi)部有序沉積［13］。這樣形成的再礦化牙本質(zhì)在形態(tài)和機(jī)械性能上與天然礦化牙本質(zhì)存在著很大的差距，因此，尋找能夠?qū)崿F(xiàn)完全脫礦牙本質(zhì)纖維內(nèi)礦化的新的再礦化方法勢(shì)在必行。

1.2 牙本質(zhì)的仿生再礦化

為了解決完全脫礦牙本質(zhì)的纖維內(nèi)再礦化問(wèn)題，有學(xué)者提出模擬生物礦化過(guò)程，采用人工方法精確控制磷灰石無(wú)機(jī)礦物相在膠原內(nèi)部有序沉積的仿生礦化（biomimetic mineralization）的概念［13］。最初，多使用天然或重組的非膠原蛋白來(lái)調(diào)控膠原的原位礦化［14］，但由于此類產(chǎn)品的來(lái)源有限且價(jià)格昂貴［14-15］，有研究者轉(zhuǎn)而開(kāi)始用多種非膠原蛋白仿生類似物模擬天然蛋白質(zhì)的功能性區(qū)域［14，16-17］。其中代表性成果就是Franklin Tay 課題組提出的牙本質(zhì)引導(dǎo)組織再礦化策略。即在常溫常壓下使用聚電解質(zhì)模擬非膠原蛋白調(diào)控生物礦化的功能，穩(wěn)定并引導(dǎo)無(wú)定形磷酸鈣（amorphous calcium phosphate，ACP）納米前體滲入脫礦牙本質(zhì)膠原內(nèi)，在纖維內(nèi)及纖維間有序沉積，形成與自然牙本質(zhì)組織形態(tài)、尺寸及分級(jí)結(jié)構(gòu)類似的礦物相。Jiao 等［14］以兩種聚電解質(zhì)——聚丙烯酸（poly acrylic acid，PAA）和聚乙烯基膦酸（poly vinyphosphonic acid，PVPA）作為牙本質(zhì)非膠原蛋白-牙本質(zhì)磷蛋白的類似物，以三氧化礦化凝聚物作為鈣離子源，以模擬體液作為磷酸根離子來(lái)源誘導(dǎo)脫礦牙本質(zhì)的再礦化，成功實(shí)現(xiàn)了裸露的牙本質(zhì)膠原纖維間和纖維內(nèi)的再礦化。其中，含羧酸根官能團(tuán)的聚陰離子電解質(zhì)——聚丙烯酸模擬牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白1（dentin matrix protein，DMP-1）富含天門(mén)冬氨酸和絲氨酸的N-末端區(qū)域，將ACP 穩(wěn)定在流體性的納米前驅(qū)體狀態(tài)，為其滲透到膠原的微纖維間隙中做好準(zhǔn)備；含膦酸酯的聚陰離子電解質(zhì)——聚乙烯基膦酸模擬DMP-1 富含磷酸化的絲氨酸的C-末端區(qū)域，粘附于膠原纖維或微原纖維表面的特定位點(diǎn)，使后者成為磷酸化、帶負(fù)電荷的活性礦化模板，同時(shí)PVPA 可介導(dǎo)PAA 穩(wěn)定的ACP 納米前驅(qū)體滲入膠原纖維間隙中，形成按一定的層次迭序排列在纖維內(nèi)和纖維間的磷灰石晶體。這種“自下而上”的再礦化方式不依賴于膠原纖維內(nèi)籽晶的存在，并能夠恢復(fù)混合層中裸露膠原纖維的硬度和酶排除機(jī)制，使其接近于天然礦化牙本質(zhì)［14］，因而在齲病預(yù)防及提高樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接耐久性方面具有很大潛力。

隨著NCP 及其類似物調(diào)控牙本質(zhì)I 型膠原仿生礦化作用的發(fā)現(xiàn)，越來(lái)越多的研究開(kāi)始使用合成的聚陰離子大分子來(lái)模擬天然NCP 的功能性區(qū)域。除前述的聚丙烯酸外，聚天冬氨酸、聚谷氨酸、羧基化的聚乙二醇等被用于模擬NCP 脫質(zhì)子活性形式的負(fù)電荷特性［18-19］。另有研究利用末端分別是羧基和胺基的聚酰胺-胺型樹(shù)枝狀大分子（PAMAM-COOH、PAMAM-NH2）來(lái)模擬非膠原蛋白在生物礦化中的雙重作用［20］。樹(shù)枝狀大分子由一個(gè)核心分子向末端基團(tuán)輻射的多個(gè)分支組成，由于它們易于官能化的末端基團(tuán)和仿生特性，同時(shí)，其分子結(jié)構(gòu)與許多重要蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)形態(tài)十分匹配，這些樹(shù)枝狀大分子聚合物在仿生礦化領(lǐng)域被廣泛研究［20-21］。Xie 等［22］證實(shí)PAMAM-COOH 可結(jié)合脫礦牙本質(zhì)膠原并誘導(dǎo)礦化物沉積從而封閉牙本質(zhì)小管；Wang 等［23］的研究利用PAMAM-PO3H2作為非膠原蛋白的仿生類似物，與聚丙烯酸協(xié)同作用，誘導(dǎo)脫礦牙本質(zhì)的再礦化；Liang 等［24］則在脫礦牙本質(zhì)表面構(gòu)造PAMAM 涂層，以無(wú)定形磷酸鈣納米顆粒為鈣、磷離子來(lái)源，實(shí)現(xiàn)了礦物質(zhì)晶體在脫礦牙本質(zhì)層的沉積。

近年來(lái)，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)自酸蝕粘接劑中的酸性功能單體——甲基丙烯酸葵基磷酸酯（methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate，MDP）可能發(fā)揮非膠原蛋白仿生類似物的功能，具有啟動(dòng)并調(diào)控牙本質(zhì)Ⅰ型膠原纖維內(nèi)礦化的作用［25］。MDP 的磷酸酯官能團(tuán)含有P＝O 及P-OH 結(jié)構(gòu)，在水溶液中形成的P-O-結(jié)構(gòu)與鈣離子之間存在相互作用，或者通過(guò)帶部分負(fù)電荷的P＝O 和P-O-C 結(jié)構(gòu)螯合溶液中的鈣離子，并起到磷酸鈣晶體成核、生長(zhǎng)模板的作用。Nurrohman 等［26］研究了MDP、磷酸二氫甘油二甲基丙烯酸酯（glycero-phosphate dimethacrylate，GPDM）和Phenyl-P 三種磷酸酯功能單體對(duì)膠原纖維仿生礦化的影響。該研究發(fā)現(xiàn)這三種單體均能吸附并固定于膠原纖維上，但只有MDP 可以誘導(dǎo)羥基磷灰石晶體于I 型膠原纖維內(nèi)沉積。

2 牙本質(zhì)仿生再礦化策略在體外實(shí)驗(yàn)中的探索

2.1 樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接混合層的仿生再礦化

樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接主要依靠粘接劑滲入脫礦的膠原纖維網(wǎng)內(nèi)，二者相互交聯(lián)纏繞形成微機(jī)械固位。然而，受限于樹(shù)脂的梯度滲透性，混合層中存在大量的不全滲透的脫礦膠原纖維暴露于粘接界面。在外源性機(jī)械力和內(nèi)源性酶的作用下，裸露的膠原纖維逐漸發(fā)生蠕變和循環(huán)疲勞斷裂，使樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接的強(qiáng)度和穩(wěn)定性都受到極大的破壞。而引導(dǎo)組織再礦化技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)脫礦膠原纖維的再礦化，隔絕了內(nèi)、外源性的刺激，同時(shí)恢復(fù)了自然礦化牙本質(zhì)的硬度，從而保持了樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接界面的穩(wěn)定性。

應(yīng)用引導(dǎo)組織再礦化系統(tǒng)可成功誘導(dǎo)全酸蝕樹(shù)脂牙本質(zhì)粘接界面的再礦化。古麗莎等［27］在3個(gè)月后于透射電子顯微鏡（transmission Electron Microscopy，TEM）下觀察到纖維內(nèi)和纖維間有明顯的磷灰石晶體沉積，晶體的C-軸與膠原纖維的縱軸方向一致。其中，靠近牙本質(zhì)表面的“水樹(shù)”區(qū)域和靠近復(fù)合樹(shù)脂界面的水分子富集區(qū)域是磷灰石晶體沉積的主要地帶，這就彌補(bǔ)了由于親水性樹(shù)脂單體成分吸水析出造成的薄弱區(qū)，有利于提高樹(shù)脂牙本質(zhì)粘接的耐久性。體外長(zhǎng)期微拉伸粘接強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果也證實(shí)仿生再礦化能夠有效維持樹(shù)脂牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度，延長(zhǎng)樹(shù)脂牙本質(zhì)粘接的耐久性，同時(shí)這種再礦化系統(tǒng)對(duì)粘接劑層的潛在空隙有再礦化的潛能。對(duì)粘接界面進(jìn)行納米動(dòng)態(tài)機(jī)械分析結(jié)果證實(shí)混合層中裸露的膠原再礦化后，其復(fù)數(shù)模量、儲(chǔ)能模量和損耗模量達(dá)到了自然礦化牙本質(zhì)的水平。

通過(guò)TEM 動(dòng)態(tài)追蹤粘接界面的再礦化過(guò)程，上述引導(dǎo)組織再礦化過(guò)程大致可分為以下幾個(gè)階段：①超飽和礦化中的鈣離子和磷酸氫根離子經(jīng)過(guò)自組裝形成穩(wěn)定的微粒單元——直徑約0.87 nm 的前成核聚合物，又稱預(yù)成核簇（pre-nucleation cluster，PNC），PNC 由枝狀的三磷酸鈣（Ca2（HPO4）32-）離子聚集體構(gòu)成，它在溶液中螯合一個(gè)鈣離子并進(jìn)一步聚集，形成更大的球狀A(yù)CP（10～30 nm）。PNC是熱力學(xué)穩(wěn)定的聚集體，可存在于各種超飽和或者不飽和的礦化體系中，并且在從離子簇到最終羥基磷灰石晶體的逐步轉(zhuǎn)化過(guò)程中，最初的PNC結(jié)構(gòu)始終存在［14］。在缺乏聚羧酸類電解質(zhì)如PAA、聚天冬氨酸（polyaspartic acid，PAsp）等的穩(wěn)定作用下，PNC 迅速通過(guò)一系列相轉(zhuǎn)換形成磷灰石晶體沉淀。而在PAA、PAsp 等存在的條件下，溶液中的ACP 表現(xiàn)為液體性質(zhì)和高度可塑性特征，能夠滲入牙本質(zhì)膠原纖維內(nèi)部間隙中；②含膦酸酯的高聚電解質(zhì)如PVPA 可粘附于牙本質(zhì)膠原纖維表面的特定位點(diǎn)，使其成為礦化活性模版，并與帶負(fù)電的ACP 相互作用，誘導(dǎo)ACP 在膠原纖維內(nèi)成核；③ACP 通過(guò)自下而上的成晶模式在膠原纖維內(nèi)的空間里進(jìn)一步成長(zhǎng)、成熟，形成沿著膠原纖維長(zhǎng)軸有序排列的磷灰石納米微晶體；④磷灰石微晶體不斷生長(zhǎng)，最終完成牙本質(zhì)膠原纖維內(nèi)礦化。

將引導(dǎo)組織再礦化技術(shù)應(yīng)用于自酸蝕樹(shù)脂牙本質(zhì)粘接界面時(shí)，同樣可以實(shí)現(xiàn)脫礦膠原基質(zhì)的再礦化。不同于全酸蝕粘接劑，自酸蝕粘接劑含有的酸性樹(shù)脂單體可以同時(shí)酸蝕并滲透進(jìn)入牙本質(zhì)，產(chǎn)生不同厚度的完全或部分脫礦的膠原基質(zhì)。其中，強(qiáng)酸度的自酸蝕粘接劑脫礦能力較強(qiáng)，形成完全脫礦的較厚的混合層（約5 μm 厚）；中等酸度的自酸蝕粘接劑產(chǎn)生的混合層（約2 μm 厚）基底部部分脫礦，而表層完全脫礦。這兩種自酸蝕粘接劑形成的混合層經(jīng)引導(dǎo)組織再礦化處理3個(gè)月后，TEM 下觀察可見(jiàn)明顯的仿生再礦化現(xiàn)象，由于膠原纖維間的空隙被樹(shù)脂單體所占據(jù)，因此再礦化主要發(fā)生在纖維內(nèi)的空間里（即纖維內(nèi)礦化）。而低酸度的自酸蝕粘接劑脫礦能力較弱，形成的是部分脫礦的較薄的混合層（＜0.5 μm），其中含有大量的殘余籽晶，因此礦物質(zhì)可能是以籽晶為模板通過(guò)外延性沉積而實(shí)現(xiàn)再礦化［28］。

2.2 齲壞牙本質(zhì)的仿生再礦化

根據(jù)致齲微生物的分布和硬組織的脫礦情況，齲壞牙本質(zhì)可以分為外部感染層和內(nèi)部脫礦層。目前微創(chuàng)牙科學(xué)理念強(qiáng)調(diào)保留齲壞內(nèi)層脫礦牙本質(zhì)，并以此為粘接基底進(jìn)行修復(fù)。這種損傷最小化的原則避免了不必要的牙體損耗，并最大限度地發(fā)揮牙齒的愈合潛能［28］。然而，在致齲菌的作用下，內(nèi)層脫礦牙本質(zhì)在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上均發(fā)生了改變。與正常牙本質(zhì)相比，以齲壞內(nèi)層脫礦牙本質(zhì)為粘接基底進(jìn)行修復(fù)時(shí)，粘接劑與脫礦牙本質(zhì)界面間的混合層更厚且疏松，樹(shù)脂成分更易降解，膠原纖維也更易變性。因此，如何提高粘接劑滲透的內(nèi)層脫礦牙本質(zhì)的礦化效果是臨床治療齲病亟需解決的問(wèn)題。

劉燕等［29］用PH 循環(huán)方式制備出牙本質(zhì)齲脫礦模型，將PAA 和三偏磷酸鈉（sodium trimetaphosphate，STMP）聯(lián)合應(yīng)用于引導(dǎo)組織再礦化中。其中，PAA 將礦化液中的ACP 穩(wěn)定在流體性、可塑性強(qiáng)的狀態(tài)。而STMP 作為模版誘導(dǎo)劑，引導(dǎo)PAA 穩(wěn)定的ACP 納米前體在膠原纖維的特殊位點(diǎn)沉積、成核，最終在脫礦牙本質(zhì)的全層形成纖維內(nèi)和纖維間再礦化，其中晶體的大小、方向及結(jié)構(gòu)層次與天然礦化牙本質(zhì)類似。Burwell 等［30］應(yīng)用聚天冬氨酸作為單組份的非膠原蛋白類似物，對(duì)人工齲損進(jìn)行再礦化。結(jié)果顯示再礦化后的牙本質(zhì)膠原纖維的彈性模量恢復(fù)至正常牙本質(zhì)的水平（18～20 GPa），機(jī)械性能比再礦化之前提高了74%。隨后，該課題組在上述礦化體系中引入氟化物，使磷灰石晶體同時(shí)沉積在纖維內(nèi)和纖維間的空隙，形成的再礦化牙本質(zhì)在納米微結(jié)構(gòu)上更加類似于天然礦化牙本質(zhì)［31］。這些研究證實(shí)了使用引導(dǎo)組織再礦化技術(shù)修復(fù)脫礦牙本質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的可行性，為牙本質(zhì)仿生再礦化策略向臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化提供了體外實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

3 牙本質(zhì)仿生再礦化策略的臨床轉(zhuǎn)化

3.1 引導(dǎo)組織再礦化技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化

在引導(dǎo)組織再礦化技術(shù)向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，需要解決的首要問(wèn)題就是如何在再礦化過(guò)程中持續(xù)補(bǔ)充礦化所需的各種有效成份，為此，Gu等［32］提出了三步法輸送仿生再礦化原材料的構(gòu)想，主要包括：首先將PVPA、STMP、三聚磷酸鈉（sodium tyipolyphosphate，STPP）等含有磷灰石晶體成核誘導(dǎo)物的治療性底劑應(yīng)用于酸蝕脫礦后的牙本質(zhì)表面，使成核誘導(dǎo)物滲入脫礦膠原基質(zhì)內(nèi)并結(jié)合在特定位點(diǎn)上，將膠原纖維轉(zhuǎn)化為礦化活性模板；其次，在牙本質(zhì)粘接劑中添加PAA 成份，并且PAA 能夠在粘接劑固化后從中緩慢、持續(xù)地釋出，從而保證仿生再礦化過(guò)程中所必須的ACP 納米前體的形成和穩(wěn)定；最后，選用含鈣、磷離子的水門(mén)汀樹(shù)脂作為墊底劑修復(fù)牙本質(zhì)缺損，為仿生再礦化提供礦物質(zhì)離子來(lái)源。

Gu 等［32］在體外將磷灰石晶體成核誘導(dǎo)物（STMP）應(yīng)用于脫礦牙本質(zhì)表面，成功誘導(dǎo)了磷灰石晶體在膠原纖維內(nèi)的有序沉積。Huang 等［28］則在親水性樹(shù)脂中混入羧甲基殼聚糖、磷酸氫二鉀（作為磷酸根離子來(lái)源）和Portland 水門(mén)汀（作為鈣離子來(lái)源），利用這種改性樹(shù)脂實(shí)現(xiàn)了人工齲損牙本質(zhì)粘接界面的再礦化。引導(dǎo)組織再礦化系統(tǒng)向臨床轉(zhuǎn)化的探索初見(jiàn)成效。然而，當(dāng)?shù)V物質(zhì)離子從樹(shù)脂中持續(xù)釋出后，這種改良樹(shù)脂的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)隨之不斷下降，這就嚴(yán)重限制了材料的使用壽命，也使這類研究目前仍然局限于體外模擬階段，無(wú)法真正應(yīng)用于口內(nèi)牙體組織缺損的修復(fù)治療。因此如何在緩慢釋放礦化所需有效成份的同時(shí)保持母體材料的機(jī)械性能不改變成為引導(dǎo)組織再礦化技術(shù)實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化需要克服的關(guān)鍵問(wèn)題。

3.2 仿生礦化填料輸送系統(tǒng)

針對(duì)上述問(wèn)題，有研究用噴霧干燥技術(shù)直接將ACP 制備成納米微球，并與微量的納米銀顆?；靹蚝筇砑佑谘辣举|(zhì)粘接劑中。盡管在掃描電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)使用這種方法也實(shí)現(xiàn)了脫礦牙本質(zhì)的再礦化，并且由于微量銀的存在有效抑制了牙本質(zhì)表面菌斑生物膜的形成，但是這種方法制備的ACP 納米微球呈固態(tài)，失去了流動(dòng)性和可塑性，而且與膠原纖維孔區(qū)（40 nm）相比，其直徑（116 nm）過(guò)大，無(wú)法進(jìn)入膠原纖維內(nèi)部，最終形成的都是纖維間和纖維外礦化［33］。另有研究發(fā)現(xiàn)富含羧基的羧甲基殼聚糖（carboxymethyl chitosan）具有模擬DMP1 功能的作用，可以穩(wěn)定溶液中的鈣磷離子形成羧甲基殼聚糖/無(wú)定形磷酸鈣納米混合物（CMC/ACP），并將其應(yīng)用于再礦化實(shí)驗(yàn)中，但這種混合物只能在液體狀態(tài)下有效實(shí)現(xiàn)人工齲損的再礦化［34］，當(dāng)制備成納米顆粒時(shí)，仍然存在粒徑過(guò)大的問(wèn)題。

一種理想的原位仿生再礦化策略是預(yù)先制備聚合物穩(wěn)定的ACP 前體（PAA-ACP），使用介孔硅納米材料作為輸送礦化成份的系統(tǒng)，裝載PAAACP 后再添加到牙本質(zhì)粘接劑里，應(yīng)用于經(jīng)成核誘導(dǎo)物預(yù)處理的牙本質(zhì)粘接面。粘接劑固化后PAA-ACP 從介孔硅中緩釋進(jìn)入脫礦膠原纖維，逐漸完成纖維內(nèi)再礦化。由于介孔硅材料具有巨大的比表面積和高度有序的三維孔道結(jié)構(gòu)，且孔徑大小可在較寬的范圍內(nèi)變化，因此是運(yùn)輸不同尺寸的PAA-ACP 前體的理想載體；同時(shí)這種方法不依賴于硅酸鹽水門(mén)汀或復(fù)合樹(shù)脂作為鈣磷來(lái)源，且介孔硅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此PAA-ACP 的不斷釋放并不會(huì)導(dǎo)致粘接強(qiáng)度的下降。目前已有研究在粘接劑中使用胺功能化的介孔硅加載液態(tài)PAA-ACP，在體外成功實(shí)現(xiàn)了牙本質(zhì)膠原的纖維內(nèi)再礦化［35］。然而在將這種再礦化方法應(yīng)用于臨床治療之前，仍需考量介孔硅輸送系統(tǒng)的生物相容性，以及牙本質(zhì)小管液等對(duì)原位再礦化的影響。

雖然引導(dǎo)組織再礦化技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化仍有很長(zhǎng)的路程要走，不過(guò)隨著研究的深入，相信在不久的將來(lái)，對(duì)脫礦牙本質(zhì)仿生再礦化的研究會(huì)在逐步遇到問(wèn)題并克服問(wèn)題的過(guò)程中走向成熟，最終為齲病的臨床治療帶來(lái)福音。