【摘要】：1.研究背景與目的 隨著新型牙科材料和粘接技術(shù)的廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)齲病治療中“預(yù)防性擴展”的觀念已逐漸被“微創(chuàng)治療”這一新概念所替代。當(dāng)代微創(chuàng)牙科學(xué)(minimally invasive dentistry, MID)的特點是對齲齒進行保守治療,以保存其自身的再礦化潛能。因此,臨床上的粘接基底往往是由正常牙本質(zhì)和齲壞內(nèi)層的脫礦牙本質(zhì)混合而成。在齲病的發(fā)展過程中,齲壞內(nèi)層的脫礦牙本質(zhì)發(fā)生結(jié)構(gòu)改變,如牙本質(zhì)小管堵塞、牙本質(zhì)硬度下降等,嚴(yán)重影響了臨床上的有效粘接。有研究表明,與正常牙本質(zhì)相比,粘接劑與脫礦牙本質(zhì)界面間的微拉伸強度更低,混合層更厚且疏松。近年來,有關(guān)水吸收導(dǎo)致的混合層內(nèi)樹脂水解和膠原降解現(xiàn)象的報道增加,而混合層的降解將直接影響到牙色復(fù)合樹脂的使用壽命。然而,到目前為止,有關(guān)如何提高樹脂-脫礦牙本質(zhì)界面間粘接強度的研究非常有限。研究這一問題對于進一步探索能有效保持復(fù)合樹脂-脫礦牙本質(zhì)粘接體完整性和延長復(fù)合樹脂-脫礦牙本質(zhì)粘接體持久性的方法至關(guān)重要。 引導(dǎo)組織再礦化(guided tissue remineralization, GTR)是一種粒子介導(dǎo)的、非經(jīng)典的新型仿生再礦化模式。與傳統(tǒng)礦化方式不同,GTR通過使用牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白(dentin matrix proteins, DMPs)類似物引導(dǎo)無定形磷酸鈣(amorphous calcium phosphate, ACP)納米前體在膠原纖維內(nèi)部水間隔進行有序沉積,形成與自然牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)類似的礦物質(zhì),且GTR機制并不依賴于膠原纖維內(nèi)籽晶的外延生長。本實驗組前期研究表明,GTR能夠成功地再礦化5-8μm深的樹脂滲透差的混合層,并恢復(fù)了自然礦化牙本質(zhì)的硬度及蛋白水解酶的排除機制,從而保持了樹脂-牙本質(zhì)粘接界面的穩(wěn)定性。齲壞內(nèi)層脫礦牙本質(zhì)的深度可達幾百微米,但其膠原纖維仍然具備分子間的交聯(lián)和明顯的橫紋樣結(jié)構(gòu)。因此,從生理學(xué)上看,脫礦牙本質(zhì)具備再礦化的潛能。本研究從礦物質(zhì)含量和超微結(jié)構(gòu)兩個方面檢測GTR對脫礦牙本質(zhì)及脫礦牙本質(zhì)-樹脂混合層的影響,擬通過GTR方式增強脫礦牙本質(zhì)的硬度且延長脫礦牙本質(zhì)-樹脂界面間的粘接強度。研究分為三個部分：多聚磷酸鹽在引導(dǎo)組織再礦化中的作用機制；傳統(tǒng)再礦化法與引導(dǎo)組織再礦化法的再礦化效果比較；三偏磷酸鈉底劑在引導(dǎo)組織再礦化脫礦牙本質(zhì)-樹脂混合層中的應(yīng)用研究。 2.研究材料與方法 (1)重組單層的Ⅰ型膠原,并用1-乙基-3(3-二甲丙氨基)碳化亞胺(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide, EDC)/N-羥基丁二酰亞胺(N-hydroxysuccinimide, NHS)混合物交聯(lián)重組的Ⅰ型膠原。將一部分重組的Ⅰ型膠原用不同濃度的三偏磷酸鈉(sodium trimetaphosphate, STMP)或三聚磷酸鈉(sodium tripolyphosphate, TPP) (0.313～2.5 wt%)分別磷酸化處理5 min,然后浸泡于含聚丙烯酸(polyacrylic acid, PAA)的模擬體液(simulated body fluid, SBF)/硅酸鹽水門汀礦化體系(實驗組)或SBF/硅酸鹽水門汀礦化體系(模板對照組)；另一部分重組的膠原直接浸泡于含PAA的SBF/硅酸鹽水門汀礦化體系(PAA對照組)或SBF/硅酸鹽水門汀礦化體系(空白組)。采用傅立葉變換紅外光譜術(shù)(fourier transform-infrared spectroscopy, FT-IR)評估磷酸化修飾后重組膠原的構(gòu)象變化。礦化4-72 h后采用透射電子顯微鏡(transmission electron microscopy, TEM)觀察晶體的大小、形態(tài)以及晶體在膠原內(nèi)沉積的情況；同時采用選區(qū)電子衍射法(selected area electron diffraction, SAED)觀察晶相和晶體的排列情況。 (2)收集30顆新鮮拔除無齲壞的第三磨牙,用慢機垂直牙齒長軸于牙冠中部制備1 mm厚的牙本質(zhì)片。采用pH循環(huán)的方法制備60片脫礦深度為250-500μm,寬度為3 mm部分脫礦的牙本質(zhì),以模擬臨床上齲齒去腐后剩余的脫礦牙本質(zhì)。選取24片脫礦深度為300±30μm樣本并隨機分為三組(N=8):①傳統(tǒng)再礦化組(top-down),礦化介質(zhì)為含鈣磷離子的礦化液；②引導(dǎo)組織再礦化組(bottom-up)礦化介質(zhì)為含牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白類似物的SBF/硅酸鹽水門��；③陰性對照組,礦化介質(zhì)為SBF/硅酸鹽水門汀。礦化4個月后分別采用顯微計算機斷層掃描儀(micro-computed tomography,μCT)和TEM檢測礦化前后礦物質(zhì)含量變化以及晶體在礦化膠原基質(zhì)內(nèi)的排列情況。 (3)選取32片脫礦深度為300±30μm的人工脫礦牙本質(zhì)片,一半樣本用2.5 wt%STMP處理5 min作為實驗組,另一半樣本作為對照組(無STMP處理)。然后分別將實驗組和對照組中樣本隨機分為兩個亞組：一組樣本表面涂布全酸蝕粘接劑One-Step(N=8),另一組樣本表面不涂布任何粘接劑(N=8)。實驗組的礦化介質(zhì)為含PAA的SBF/硅酸鹽水門汀,對照組為SBF/硅酸鹽水門汀。礦化4個月后,分別用μCT和TEM檢測礦化前后礦物質(zhì)含量變化以及晶體在礦化膠原基質(zhì)內(nèi)的排列情況。 3.研究結(jié)果 (1)在無多聚磷酸鹽和PAA存在時,膠原本身并不能引導(dǎo)再礦化。礦化24 h后,TEM鎳網(wǎng)內(nèi)可見較大的無定形磷酸鈣(amorphous calcium phosphate, ACP)球(ca.1-3μm)形成,72 h后轉(zhuǎn)化成晶體沉積在膠原纖維外,而膠原纖維內(nèi)無礦化。模板對照組與空白組結(jié)果類似,但ACP相的尺寸稍小。 (2)當(dāng)僅有PAA穩(wěn)定ACP而無多聚磷酸鹽磷酸化膠原時,礦化4 h后,TEM鎳網(wǎng)內(nèi)可見大小約10-100 nm ACP相形成,24 h后膠原出現(xiàn)膨脹樣變,72 h后膠原恢復(fù)原有尺寸,膠原纖維內(nèi)產(chǎn)生非分級化再礦化,即晶體在膠原內(nèi)呈連續(xù)繩索狀,而不是離散的相互重疊的板狀排列；當(dāng)多聚磷酸鹽與PAA同時存在時,膠原呈分級化的纖維內(nèi)礦化,納米板狀晶體在纖維內(nèi)呈迭序排列,形成橫紋樣特征。 (3)從礦物質(zhì)含量上看,top-down的方法僅僅礦化基底部脫礦的牙本質(zhì),脫礦牙本質(zhì)表面的礦物質(zhì)含量在礦化前后無明顯變化,礦化效果依賴于膠原基質(zhì)中剩余礦物質(zhì)的含量；而bottom-up的方法可以礦化整個脫礦的牙本質(zhì),從表面到基底部,礦化效果不依賴于礦物質(zhì)的含量。 (4)從超微結(jié)構(gòu)上看,top-down方法主要是纖維外礦化；而bottom-up方法則同時存在纖維內(nèi)和纖維外礦化,礦化后膠原組織中晶體的大小、方向及結(jié)構(gòu)層次和天然礦化膠原類似。 (5) STMP未處理的脫礦牙本質(zhì),無論有無粘接劑的滲透,4個月后均無再礦化發(fā)生。 (6)μCT結(jié)果顯示,在脫礦深度與礦物質(zhì)含量的改變上,脫礦牙本質(zhì)的礦化效果明顯優(yōu)于脫礦牙本質(zhì)-樹脂混合層,脫礦牙本質(zhì)表層的粘接劑抑制了礦化成分向牙本質(zhì)基底的滲透；TEM結(jié)果顯示,礦化4個月后,礦物質(zhì)稀疏的脫礦牙本質(zhì)表面存在膠原變性。 4.研究結(jié)論 多聚磷酸鹽在引導(dǎo)Ⅰ型膠原分級化纖維內(nèi)再礦化過程中起著重要的作用,重現(xiàn)了與天然礦化膠原結(jié)構(gòu)類似的橫紋特征。top-down礦化機制依賴于膠原基質(zhì)內(nèi)剩余籽晶的外延生長,屬于經(jīng)典的離子介導(dǎo)的礦化模式；而bottom-up礦化機制卻涉及到無定形磷酸鈣納米顆粒向晶體的轉(zhuǎn)化,屬于非經(jīng)典的粒子介導(dǎo)的礦化模式。從礦物質(zhì)含量和超微結(jié)構(gòu)上看,STMP作為牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白類似物能夠特異性地與脫礦牙本質(zhì)膠原結(jié)合,并誘導(dǎo)PAA穩(wěn)定的無定形磷酸鈣前體在纖維內(nèi)的成核,形成與礦化牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)類似的磷灰石納米微晶有序地沉積在膠原纖維內(nèi)間隙,促進了脫礦牙本質(zhì)的再礦化。GTR通過bottbm-up礦化機制恢復(fù)了礦化牙本質(zhì)的硬度及蛋白水解酶的排除機制,從而保持了樹脂-脫礦牙本質(zhì)粘接界面的穩(wěn)定性,是一種潛在而有效的保持復(fù)合樹脂-脫礦牙本質(zhì)粘接體完整性和延長復(fù)合樹脂-脫礦牙本質(zhì)粘接體持久性的方法。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：R783.1

【參考文獻】

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1 Andrew M. Brostek;Andrew J. Bochenek;Laurence J. Walsh;;微創(chuàng)牙科學(xué):文獻回顧與最新進展(英文)[J];上�？谇会t(yī)學(xué);2006年03期

本文編號：2792839