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有机高分子模板诱导牙体组织样羟基磷灰石仿生合成的初步研究

作　者: 田鲲
导　师: 陈治清
学　校: 四川大学
专　业: 口腔临床医学
关键词: 羟基磷灰石仿生合成明胶丝蛋白
分类号: R783.1
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

背景：开发具有与牙体组织结构相似的生物材料一直都是口腔医学界的梦想。但牙釉质是高度矿化、高度有序组装的天然纳米复合材料，一直被认为太复杂而难以模拟构建，因此，通过人工手段控制磷酸钙类矿物的生长并有序排列是目前口腔仿生材料研究的重点和难点之一。目前关于牙体硬组织的体外合成的研究较少，较突出的有早期氟处理技术，亚稳态含钙、磷的矿化液，及纳米磷灰石晶体或含蛋白的纳米磷灰石晶体在牙釉质表面沉积等报道。这些方法技术隐含了仿生构建牙釉质的设计思想，但是沉淀的磷灰石晶体在形态、大小、组装上都与釉质结构有较大差距；有学者利用牙乳头细胞及组织工程的方法实现了少量牙釉质的再生，但仍存在应用上的障碍。因此，用非生物方法在体外模拟牙釉柱形成是现阶段牙釉质修复和牙釉质仿生材料研究的一个重要方向，近年来备受各科学者的关注。据本课题组了解，在牙体组织原位进行类牙羟基磷灰石生长的研究还少有报道。在这样的研究背景下，本实验依据生物矿化的有机基质调控理论，运用有序高分子作为矿化模板，体外原位模拟牙体组织仿生合成羟基磷灰石，初步获得了有序排列的晶体结构。首先，对惰性的牙釉质表面进行低温等离子改性，用氨气、氢气和氧气作为反应气体，活化牙釉质羟基磷灰石中的羟基，并引入部分氨基和羧基。其次，通过碳乙基二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺介导缩合反应，将有机高分子明胶、丝蛋白通过肽键交联连接到处理过的牙釉质表面和脱矿的牙本质表面。然后在钙、磷离子溶液（过饱和矿化液和人工唾液）中实现晶体生长，生成羟基磷灰石，最后对新生的羟基磷灰石进行理化和生物学性能的检测。结果显示：低温等离子处理后釉质表面引入了-NH、-NH₂、-NH₃、-COOH等活性基团，-OH活性增加，C元素含量增高。碳乙基二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺介导缩合反应将明胶和丝蛋白以肽键键合到牙体组织表面，覆盖原来的-NH₃位点，由于明胶和丝素蛋白的空间三级结构，令原有牙体表面零星分布的与钙、磷离子结合的活性位点变成致密、有序的三维分布。用过饱和矿化液和人工唾液均能实现晶体生长，所得晶体呈矮柱状，30～50nm长，垂直于牙体组织表面，相互平行排列。经理化检测证实新生晶体为羟基磷灰石，与牙体组织的结合强度在20～30N之间，硬度接近正常牙本质。经生物学性能测试证实新生晶体有良好的生物相容性，无细胞毒性，无细菌的特异粘附性。综上所述，本实验初步实现了高分子化合物在牙体组织原位引导羟基磷灰石仿生合成，生成的羟基磷灰石类似于牙体组织釉柱中的晶体形貌，说明三维有机高分子引导的矿化反应是实现牙再生的有巨大潜力的途径之一。

全文目录

缩略词表  5-6
中文摘要  6-8
英文摘要  8-11
前言  11-21
  1.研究背景  11-14
  2.本研究关于高分子仿生模板引导牙体组织样羟基磷灰石的设想  14-16
  3.生物矿化模板——高分子基材的选择  16-19
  4.课题设计  19-21
第一部分有机高分子模板与牙体组织交联的实验研究  21-30
  1材料和方法  21-23
  2结果  23-27
  3讨论  27-29
  结论  29-30
第二部分有机高分子引导晶体生长的实验研究  30-53
  1材料和方法  30-33
  2结果  33-49
  3讨论  49-52
  结论  52-53
第三部分新生晶体生物学性能的实验研究  53-70
  1材料和方法  53-56
  2结果  56-67
  3讨论  67-69
  4结论  69-70
全文总结  70-73
参考文献  73-82
综述  82-99
个人简历  99-101
致谢  101-102

有机高分子模板诱导牙体组织样羟基磷灰石仿生合成的初步研究

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