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极性分子基团诱导的牙釉质原位仿生矿化研究
本研究采用原位仿生矿化的方法进行釉质龋的再生修复研究.以自然牙为标本,酸腐蚀形成缺损模型.酸蚀表面修饰极性分子基团-SO_3-,在模拟体液和人工唾液中,进行仿生矿化实验;X-射线衍射和扫描电镜分析矿化形成晶体的形貌和组成.表面修饰极性基团有效地促进磷灰石在牙釉质缺损面的形成.基于高的钙磷离子浓度,在人工唾液中,长径比大的棒状六方羟基磷灰石晶体在牙釉质表面形成.研究结果表明在生理环境下有可能通过矿化实现再生修复.
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羧甲基壳聚糖稳定液相矿化前体诱导胶原纤维仿生矿化
目的 通过构建二维及三维胶原模型,探讨羧甲基壳聚糖(CMC)在胶原纤维仿生矿化中的作用及优化体外仿生矿化的策略,为终的临床应用提供实验依据.方法 CMC-磷酸钙溶液浊度实验筛选CMC诱导仿生矿化的工作浓度.在此基础上,采用Ⅰ型胶原冻干粉制备二维胶原模型,将胶原膜修剪成5mm×5mm×1mm作为三维胶原支架,以含上述工作浓度CMC的饱和磷酸钙溶液作为仿生矿化诱导液,对二维及三维胶原进行矿化,不含CMC的传统矿化液作为对照组.采用透射电子显微镜观察二维胶原超微结构的变化,选区电子衍射明确矿化相,电子能谱分析矿化物的钙磷比(Ca/P).通过热重分析(TGA)、X线衍射(XRD)分析三维胶原膜的矿化程度及晶体成分.结果 200μg/ml CMC是持续维持磷酸钙溶液澄清7 d的低浓度,作为后续矿化的工作浓度.透射电镜结果 显示,CMC诱导胶原仿生矿化3 d,可见胶原纤维内针状矿化晶体沉积,选区电子衍射证实为羟基磷灰石(HA).TGA结果 显示,仿生矿化14 d的三维胶原膜矿化物含量为18.39%,XRD结果 可见HA的特征性衍射峰.结论 CMC可通过稳定液相矿化前体的方式诱导胶原纤维的体外仿生矿化,同时促进合成矿化程度相对较高的胶原-HA复合物,为胶原纤维仿生矿化的终临床应用提供了实验依据.
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PLGA牙周引导组织再生膜的仿生矿化研究
目的 制备一种具有生物活性的的牙周引导组织再生膜并对其性能进行表征.方法 先用溶液浇铸法制备PL-GA膜,再将其浸入配制好的矿化液中进行仿生矿化;采用SEM、XRD、EDX等检测手段分析矿化膜的矿化情况.结果 随着矿化时间的延长,PLGA膜上形成的晶粒由小到大、由少到多,密度由稀疏到致密.仿生矿化后,PLGA膜上的沉积物以钙、磷元素为主;Ca/P摩尔比随仿生矿化时间的延长而增高,且摩尔比值随矿化时间的延长逐渐接近轻基磷灰石的Ca/P理论值1.67.结论 仿生矿化是一种制备新型的、有生物活性的复合材料的简单、有效的方法.通过仿生矿化法制得的PLGA矿化膜有可能作为牙周引导组织再生膜材料在组织工程领域发挥作用.
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明胶基质促进钙磷生物矿化作用的研究
目的:体外建立仿生矿化模型,研究氟离子作用下不同浓度明胶基质对矿化过程的影响.方法:将浓度为30 mmol/l钙离子溶液、浓度为5 mmol/l磷酸根溶液和不同浓度明胶溶液分别加入反应装置,反应7 d和21 d后检测阳离子选择膜表面矿化物的形态和化学成分.结果:随反应时间从7 d延长至21 d,离子选择膜表面矿化物的Ca/P从对照组1.39,10％明胶组1.48,20％明胶组1.55,依次变为对照组1.38,10％明胶组1.49,20％明胶组1.67.加入明胶后,晶体形态从无定形片状转变为针状.随明胶浓度升高,晶体之间相互融合,矿化物Ca/P升高.通过X线衍射证实,Ca/P为1.67的产物为羟基磷灰石.结论:明胶能促进仿生矿化体系中晶体合成,使其向羟基磷灰石转变.
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釉质仿生矿化模型的研究
目的：构建釉质生物矿化的模型，包括有机基质模板（类釉原蛋白寡肽序列）的建立和无机离子供体（包裹钙磷离子的温度敏感性脂质体）的合成，体外实现类釉质样结构的再矿化。方法：首先通过标准固相法合成所需“类釉原蛋白”寡肽[（Gln?Pro?Ala）4?Thr?Lys?Arg?Glu?Glu?Val?Asp]，并用CaCl2溶液诱导其进行自组装；其次采用二棕榈酰磷脂酰胆碱和二肉豆蔻卵磷脂为原料，通过相交融合法分别合成包裹钙、磷离子的温度敏感性脂质体；后在37℃时，将酸蚀后的牙片浸泡在包裹钙、磷离子的脂质体与寡肽的混悬液中，作为实验组。将酸蚀后的牙片浸泡在包裹钙磷离子的脂质体混悬液中，作为对照组，促进脱矿后的釉质再矿化。矿化后的牙片通过扫描电镜（ SEM）、傅立叶变换红外光谱仪（ FTIR）和X射线衍射仪（ XRD）进行表征。结果：实验组的脱矿釉质表面均匀有序的沉积了一层釉质样的羟基磷灰石晶体（ HA）结构，而对照组只沉积了较少量无序的HA晶体。结论：通过类釉原蛋白寡肽有机矿化模板的建立，以及仿生釉质矿化过程中钙、磷离子的输送，构建了釉质仿生矿化模型，并实现了脱矿釉质表面类釉质样微结构的再生。
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一种釉质特异性生物矿化模板的构建
目的 构建一种自组装类釉原蛋白两亲性寡肽,作为釉质仿生矿化的有机模板.方法 依据釉原蛋白分子在釉质形成中自组装成“纳米球”超分子结构的机制,参照目前“自组装多肽类生物材料”的设计特点,通过对釉原蛋白分子功能性残基进行改性,构建“类釉原蛋白两亲性寡肽”生物矿化模板,采用固相合成法合成并纯化,经质谱仪、高效液相色谱仪等鉴定.在寡肽溶液中加入1 mol/L的CaCl2溶液观察其能否自组装;将组装后的寡肽涂于透射电镜的铜网上,用2.5％的戊二醛固定1h后先置于常温或40℃下10 mmol/L的CaCl2溶液中1h,去离子水漂洗后再置于5 mmol/L的Na2HPO4溶液中1h,5个循环后取出自然干燥,通过扫描电镜( SEM),透射电镜(TEM)及选区电子衍射(SAEDS)观察表征.结果 类釉原蛋白两亲性寡肽序列为C18H35O- Thr - Lys - Arg - Glu - Glu - Val - Asp,高效液相色谱仪(HPLC)示多肽纯度为98.29％,质谱仪(MS)示肽的分子质量为1 142.41 u.通过Ca2+可使其自组装为纳米纤维超微结构的凝胶态.通过交替矿化发现组装后的类釉原蛋白两亲性寡肽能摄取溶液中的钙磷离子,在寡肽纳米纤维表面成核矿化,形成磷灰石晶体.结论 成功构建了一种类釉原蛋白两亲性寡肽,可以作为釉质仿生的特异性生物矿化模板,用于诱导釉质再矿化研究.
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载Ca2+温度敏感性脂质体的合成
目的 合成包裹Ca2+的温度敏感性脂质体,仿生生物矿化过程中的基质小泡分泌钙磷离子,为仿生矿化的研究提供一种矿化离子供给的研究手段.方法 采用相交融合 (IF) 法,以相变温度较低(24℃)的二肉豆蔻卵磷脂(DMPC)和相变温度较高的(41℃)二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)为原料,调节两者的质量比为9:1,使合成的脂质体膜在37℃左右发生相变,致通透性增加,包裹物释放.通过与CaCl2溶液的水合,合成包裹Ca2+的温度敏感性脂质体,并对脂质体的特性进行表征.结果 所获脂质体的平均粒径为 161.3 nm,Ca2+的包裹率为60%～85%.室温条件下脂质体稳定,在37℃条件下,Ca2+可以持续释放.结论 以DPPC和DMPC为原料,合成的包裹Ca2+温度敏感性脂质体,在生理条件下可以实现Ca2+释放,为仿生矿化的研究模型提供了一种仿生基质小泡分泌钙磷离子的研究工具.
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玉米蛋白3－D 多孔支架材料仿生矿化的初步研究
为了提高玉米蛋白的骨诱导性和骨结合性，以促进其在骨组织工程领域中的应用，将玉米蛋白多孔支架材料浸泡于5倍模拟体液（5×SBF）中，尝试在不同的条件下对玉米蛋白多孔支架材料表面进行仿生矿化。通过场发射扫描电镜（ SEM）观察仿生矿化后多孔支架材料各个表面的形貌，能谱（ EDS）计算出钙磷比（ Ca/P）比。在5倍模拟体液中浸泡后，材料各表面均形成了分布和尺寸相对均匀的微米级（2～10 um）颗粒。其钙磷比接近羟基磷灰石，可以认为获得了比较理想的玉米蛋白－羟基磷灰石多孔支架复合材料。
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丝素蛋白膜仿生沉积磷灰石的实验研究
目的:评价丝素蛋白的仿生矿化特性,为研制新型丝素蛋白/HAP复合生物材料提供实验依据.方法:采用氯化钙和磷酸氢二钠缓冲溶液交替矿化的方法,在丝素膜上仿生沉积羟基磷灰石.钙磷沉积物以SEM、EDX、XRD、FTIR进行检测.结果:随着矿化周期的增加,丝素膜上沉积的磷灰石数量逐渐增多、体积逐步增大、结晶度越来越高.矿化形成了针状类骨磷灰石晶体.晶体长约0.35 μm,直径约30 nm.结论:交替矿化法是仿生构建丝素蛋白复合生物材料的有效方法.
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树枝状聚合物诱导牙釉质仿生再矿化的体外实验研究
目的:以树枝状聚合物为模版,探讨适合牙釉质仿生矿化的实验条件,并为进一步研究牙釉质的原位再生提供依据.方法:收集需要正畸拔除的前磨牙10颗,首先构建人工龋缺损模型,然后制备诱导牙釉质再矿化的矿化体系溶液,经人工唾液培养4周,后通过扫描电镜(SEM),电子能谱仪(EDS)对表面的沉积物进行定性表征.结果:含有树枝状聚合物的溶液矿化体系能在酸蚀的牙釉质表面,诱导短棒状晶体的沉积生长,沉积的磷灰石晶体呈现有规则地致密排列生长.结论:树枝状聚合物可以促进牙釉质表面无机矿物晶体的形成,并影响表面新生晶体的形态.
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纤维内仿生矿化机制研究进展
天然骨组织是人体高度矿化的硬组织,主要由有机质(Ⅰ型胶原及非胶原蛋白)和纳米羟基磷灰石无机矿物以7级分级有序排列的方式相互作用而形成.纤维内矿化胶原是骨组织的基本结构单元,并成为其优异的机械学性能和生物学性能的纳米结构基础.因此,如何模拟骨组织的纤维内矿化模式并探明其形成机理是仿生矿化领域研究的热点问题.本文阐述近年来纤维内仿生矿化研究方面的进展,并就目前主流的纤维内仿生矿化机制进行分析,以期为高活性的人工骨再生修复材料的构建提供理论依据,为对生物矿化本质的揭示提供线索.
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石英晶体微天平技术研究牙釉基质蛋白对牙釉质仿生矿化的诱导作用
目的 通过石英晶体微天平技术(QCM)在牙釉质表面吸附牙釉基质蛋白,进而研究牙釉基质蛋白对牙釉质表面生物矿化的影响.方法 将牙釉基质蛋白吸附到牙釉质表面上形成蛋白刚性膜,浸入到模拟人工体液中仿生矿化.吸附牙釉基质蛋白的牙釉质经过30d的仿生矿化后,表面出现了羟基磷灰石晶体.结果 牙釉基质蛋白能够很好的诱导羟基磷灰石晶体成核、生长和聚集.结论 牙釉基质蛋白在牙釉质矿化过程中起一定的调控作用,为今后利用生物矿化法治疗龋病提供到了实验基础.
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表面修饰煅烧骨的制备及其理化性质的研究
探讨一种新的仿生骨材料表面修饰煅烧牛松质骨的制备方法,以提高煅烧牛松质骨作为组织工程骨的活性.将制备好的大小一致的煅烧牛松质骨随机分成两组,分别浸泡在配制好的单倍模拟体液(SBF)和1.5倍SBF中.每组材料的浸泡时间均为7、14和21 d共3个时间点.浸泡结束干燥后用扫描电镜(SEM)观察材料表面形态并分析材料表面矿化成分,通过比较筛选出效果理想的表面修饰煅烧牛松质骨材料,研究其孔径、孔隙率、抗压和抗折强度等理化性质,并与未经表面修饰的煅烧骨材料进行比较.研究表明,煅烧骨材料在1.5倍SBF中浸泡14d可以获得佳表面修饰效果,同时保留了原有煅烧骨材料的基本理化特性.
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具有生物活性的多孔钛金属复合支架的制备
以钛粉为原料,采用有机泡沫浸渍法制备高孔隙率的开孔网状多孔Ti金属支架,并采用电化学沉积和生物仿生矿化的方法在支架表面沉积磷酸钙盐涂层.实验结果表明,两种方法均可以在多孔Ti金属支架表面沉积具有良好生物活性的纳米网状Ca-P涂层且不影响其三维贯通结构.因此所制备的多孔Ti金属复合支架不仅拥有良好的力学性能,而且具有良好的生物学性能,有望应用于临床.
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釉质龋的非破坏性治疗方法
釉质龋是一种非细胞反应性病变,可导致牙齿硬组织的破坏.传统治疗釉质龋的方法往往会损害到正常的牙体组织,因此目前非破坏性修复釉质龋的新方法成为了研究的热点和难点,本文就非破坏性治疗釉质龋的2种方法——再矿化和仿生矿化法的新进展作一综述.
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电纺聚己内酯引导骨再生膜的仿生矿化研究
目的 探讨组织工程化电纺聚己内酯支架材料的生物矿化特性及其用作引导骨组织再生膜的可能性.方法 利用静电纺丝法制备聚己内酯(PCL)超细纤维膜支架,采用体外过饱和矿化液(SCS)浸泡法,在电纺膜上仿生沉积磷灰石.该复合材料采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等方法 进行结构表征;采用接触角实验评价其亲水性;将成骨细胞与复合材料共培养,用SEM观察并评价其细胞相容性.结果 PCL电纺薄膜由超细纤维交织形成三维多孔结构,随着矿化时间增加,PCL电纺纤维上沉积的结晶物数量增多,形态增大并覆盖整个薄膜表面,形成磷酸氢钙及类骨磷灰石晶体.成骨细胞在复合材料表面黏附、铺展,呈正常生长形貌.结论 PCL电纺膜经过SCS处理是一种简便有效的制备复合材料的仿生矿化方法 ,该材料具有良好的细胞相容性,在仿细胞外基质组织工程化材料及引导骨组织再生膜研制方面具有一定的应用前景.
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模拟体液仿生矿化法制备的羟磷灰石-壳聚糖支架的性能研究
目的：???应用模拟体液（SBF）仿生矿化法制备羟磷灰石（HA）-壳聚糖支架，探讨矿化时间对HA-壳聚糖支架结构及细胞相容性的影响。方法???应用冷冻干燥法制备壳聚糖支架，将该支架应用交替浸泡法进行预钙化，然后浸入SBF中进行矿化，控制矿化时间分别为7、14、21?d，即为3组实验组，以单纯壳聚糖支架为对照组，检测4组支架的理化性质。再将经过成骨诱导后的脂肪基质干细胞（ADSCs）接种到HA-壳聚糖支架上，检测不同矿化时间支架的细胞相容性。结果???矿化14?d，HA-壳聚糖支架的矿化物分布均匀，晶体组成符合HA特征，压缩弹性模量随着矿化时间的延长而增强，在矿化21?d时其压缩弹性模量与对照组的差异具有统计学意义（P<0.05）。矿化14?d， ADSCs的增殖量多，与其他实验组的差异均有统计学意义（P<0.05）；其钙离子和Ⅰ型胶原的分泌量也多。结论???SBF仿生矿化法可用于制备HA-壳聚糖骨组织工程支架，该支架在SBF中矿化14?d左右时其生物相容性及理化性质可达到佳状态。
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丝素蛋白/纳米羟磷灰石支架的实验研究
目的 设计和构建三维丝素蛋白/羟磷灰石骨组织工程支架材料.方法 联合运用丝素蛋白非编织方法和仿生矿化技术,制备并表征三维多孔丝素蛋白/纳米羟磷灰石的有机/无机组织工程支架.结果 仿生矿化在非编织支架上形成的针状羟磷灰石晶体,直径20～60nm,长100～300nm.复合支架孔隙度为70%～78%,孔径为(163.4±42.6)μm.结论 采用非编织丝素蛋白和仿生矿化的方法可制备孔隙度和孔径可控的组织工程支架.
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磷灰石-多孔纤维素复合物与成骨细胞相容性的研究
目的 制备磷灰石-多孔纤维素复合物,评价该复合物的细胞相容性.方法 通过化学修饰将磷酸根接枝于天然多孔纤维素玉米芯表面,经预矿化处理后,在模拟体液中进行仿生矿化,X线衍射检测磷灰石-多孔纤维素复合物表面磷灰石微晶的形成,扫描电镜(SEM)观察复合物表面形貌.体外分离培养扩增乳鼠颅盖骨成骨细胞,经传代培养作为种子细胞接种于复合物表面进行培养.采用MTT和碱性磷酸酶(ALP)活性检测及SEM观察细胞在复合物表面生长、增殖与分化情况.结果 仿生矿化后玉米芯表面形成了磷灰石晶体.成骨细胞在磷灰石-多孔纤维素复合物表面吸附、铺展,具有较好的增殖及合成ALP的能力.结论 磷灰石-多孔纤维素复合物与成骨细胞具有良好的相容性,在仿生构建骨再生材料方面具有潜在的价值.
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医用聚乙烯的生物活化和表面仿生矿化研究
目的 本文旨在结合聚乙烯和磷酸钙陶瓷的优良性能,以增强聚乙烯的生物活性.方法 采用强酸化学氧化法和“浸蘸-挥干”处理,对聚乙烯表面亲水性进行改善,并通过仿生矿化方法在改性聚乙烯表面制备磷酸钙涂层.结果氧化处理后,聚乙烯表面亲水性明显增强,且经“浸蘸-挥干”和矿化处理后聚乙烯表面快速制备出均匀的磷酸钙涂层.结论该化学表面处理方法简单、快速,能够改善聚乙烯表面的亲水性并在表面快速制备磷酸钙涂层,从而有利于增强聚乙烯的生物活性.
