（浙江大学医学院附属口腔医院；浙江杭州310000）
【摘要】随着牙本质粘接剂和粘接技术的快速发展，大大提高了牙本质的粘接性能。但迄今为止，牙本质粘接的持久性问题尚未完全解决。采用生物仿生矿化的方法再矿化脱矿牙本质、混合层中树脂渗透不全区域是解决牙本质粘接耐久性的有效手段之一。正常矿化牙本质中的胶原基质由于被纤维内和纤维间的磷灰石晶体加强而呈现出良好的抗蠕变性。仿生再矿化是在拟生态类似物诱导下，利用无定形磷酸钙纳米级前躯体颗粒再矿化脱矿的胶原纤维。本文就树脂牙本质界面胶原纤维再矿化的研究进展做一综述。
【关键词】再矿化；仿生矿化；牙本质
[ 中图分类号 ]R2[ 文献标号 ]A[ 文章编号 ]2095-7165（2018）19-0439-02
牙体粘接技术的发展,为牙体龋损或缺损修复提供了新的手段。树脂牙本质粘接主要是一种微机械嵌合力，磷酸或自酸蚀粘接剂中的酸性功能单体作用后，部分或完全脱矿牙本质中暴露的胶原纤维与渗透的树脂交联缠绕构成了树脂修复材料的粘接固位。为了提高牙本质粘接耐久性，诸多学者在脱矿牙本质再矿化方面做了大量研究。本文就树脂牙本质界面胶原纤维再矿化和牙本质仿生再矿化的临床应用转化做一综述。
1.生物矿化
经典的结晶理论认为，结晶首先通过离子和分子形成晶核,然后通过离子搭接和晶胞复制生长。无机晶体的形貌是其内在晶胞复制和放大的外在表现，相同无机矿物质的不同形貌源自其晶面的表面能和外界环境的不同。在结晶过程中，首先形成带有一定表面特性的临界晶核簇,即结晶的最小单元（初始纳米粒子），这些初始纳米粒子可以仅通过离子搭接和晶胞复制牛长为单晶，所得形貌由晶面的表面能控制，即经典结晶过程;也可以通过取向搭接在一起，融合成单晶；或受表面修饰剂的影响，在表面修饰剂的诱导下，互相连接在一起,形成介观晶体 （mesocrystal ） ，随后通过相同取向的融合形成单晶。非经典结晶以动力学控制为基础,常常伴随着特殊的中间相，如非晶相和液态前驱相等，这些中间介质具有形貌可塑性,通过这些能得到更多复杂的形貌。无机钙磷离子在聚合分子稳定下形成非晶纳米前躯，再聚集形成液相磷酸钙纳米级颗粒，以一定的方式取向连接在一起，历经自我聚集和结晶排列的过程，产生能转化为单个微晶的中介物－介观晶体，最终介观晶体在胶原纤维间有序聚合生成磷灰石晶体。在仿生再矿化中，经典的“自上而下”，产生均一、大尺度且独立的磷灰石晶体途径被通过粒子介导的“自下向上”分子聚集途径所取代。
近年越来越多的研究表明,无定形矿物相包括二氧化硅、无定形磷酸钙和无定形碳酸钙等在自然界中广泛存在，并且是生物矿化过程中最先形成的矿物，在矿化初期起着关键作用。对于结晶相，无定形相的无序性以及各向同性赋予了它弹性的结构和较好的可塑性，容易被塑造成生物体所需要的各种形状，再转化为相应形态的结晶相，为牙本质生物矿化和仿生再矿化中羟基磷灰石晶体在胶原纤维内及纤维间的取向生长和有序排列提供了新思路。
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牙本质作为牙齿的主要结构成分，I型胶原纤维在牙本质有机基质中占其总蛋白量的90%，为磷灰石晶体在基质内的迭序沉积提供了组织框架和空间制约。除I型胶原组织外,牙本质的细胞外基质中包含大量非胶原 蛋白(NCPs)，包括牙本质基质蛋白-1（DMP-1）和牙本质磷蛋白（DDP）。目前已确认矿化是由磷酸化的NCPs所启动, 这些蛋白位于胶原纤维结构内的“空隙”区域并与胶原特异性结合，能使钙和磷酸盐离子以适当的比例聚集形成磷灰石晶核，起到促进和调节胶原纤维晶体生长的作用。大量文献表明NCPs生物大分子具有功能性支链基团，这些基团的存在为晶核的形成提供了有效位点，因此认为结合并定位于牙本质胶原基质中的NCPs蛋白分子能促进磷灰石晶体成核和生长，对生物矿物的形成具有特定调控作用。目前与NCPs功能结构域相似的多聚电解质如聚乙烯基膦酸(PVPA)、聚丙烯酸(PAA)，聚氨基酸大分子如聚天门冬氨酸(polyaspartic acid)，和植物蛋自磷酸剂如三偏磷酸钠(STMP,Na3P309)等在仿生再矿化中的应用成为了一大研究热点，人们力图通过NCPs类似物在仿生矿化中的应用在尺度和迭序上复制出与自然矿化组织相似的矿化相。
2.树脂牙本质界面的再矿化
除了增强牙本质的机械性能，矿化胶原纤维内的磷灰石还能阻挡含有矿物蛋白的生物复合材料中尺寸大于水的分子。牙本质粘接主要通过酸、螯合剂或树脂酸性单体使牙本质脱矿暴露胶原，树脂粘接剂渗透其中形成微机械嵌合力来进行固位。牙本质脱矿过程中，生物活性分子如生长因子、基质金属蛋白酶和半胱氨酸组织蛋白酶被激活。实验中观察到的纳米渗漏和混合层中的微渗漏表明，当今的酸蚀-冲洗类粘接剂和自酸蚀粘接剂中的树脂单体在粘接过程中还不能完全替换胶原纤维内和纤维外的水分。在树脂牙本质粘接的仿生再矿化中，通过在纤维内和纤维外形成磷灰石晶体，来替代纤维内的水分和弥补混合层中的树脂薄弱区域。
仿生再矿化可以应用到酸蚀-冲洗类和各类自酸蚀粘接剂中。对于酸蚀-冲洗类粘接剂，再矿化后可以在纤维内和纤维外检测到磷灰石晶体，但是透射电镜观察到只有部分混合层经历了再矿化。树脂渗透完全区不进行再矿化，树脂渗透薄弱区可以看到银染的纳米渗漏带，暴露的胶原纤维随着时间延长也出现了水解现象。对于自酸蚀类粘接剂，由于酸性较弱，牙本质部分脱矿形成的混合层较薄（<0.5m），再矿化现象表现的不是很明显。含有10-MDP成分的温和型自酸蚀粘接剂通过形成羟基磷灰石纳米层与部分脱矿牙本质的磷灰石层作用产生化学粘接力，增强了固位。对于不含有MDP或不能生成MDP纳米层的温和型自酸蚀粘接剂，钙磷沉积在剩余磷灰石基质表面，只有借助超高分辨力透射显微镜才能检测到再矿化的超微结构现象。对于中等强度自酸蚀粘接剂，磷灰石沉积几乎只发生在混合层的完全脱矿区。对于强自酸蚀粘接剂，在混合层的表面、中间和底部都可以看到再矿化现象。
尽管应用基质金属蛋白酶和半胱氨酸组织蛋白酶抑制剂可以通过抑制酶的活动来增强牙本质粘接持久性和维持较完整的混合层，但混合层中裸露的胶原纤维的机械性能仍旧较弱。树脂牙本质条经仿生矿化后，弹性模量增加了55–118%，这要归功于胶原纤维内矿化的发生。
3.再矿化系统的临床应用转换
为了达到较好的再矿化效果，将仿生矿化系统中的钙磷源和拟生态类似物等重要成分添加进牙本质粘接剂或充填材料中是比较理想的手段。这些重要成分要能从聚合树脂里释放出来，这就要求粘接剂或复合树脂含有亲水的树脂单体，亲水成分能促进水、离子、纳米颗粒物的扩散。添加进粘接剂或充填材料里的钙磷可能发生沉积。添加的再矿化物质最好能持续释放，来矿化牙齿与充填体的界面，以此来提高充填体的使用寿命和预防继发龋。
将nano-ACP加进牙本质粘接剂中的方式虽新颖，但其不符合粒子介导成晶的非经典成晶理论。很难实现利用nano-ACP颗粒在混合层的薄弱区域进行脱矿胶原纤维的再矿化。
一种潜在的可行方式是将聚电解质稳定的ACP前驱相包裹在介孔二氧化硅里，作为一种释放装置添加进牙本质粘接剂中，最终将物质运输到混合层中进行矿化。介孔二氧化硅的优点是二氧化硅几乎不溶于酸，从而可以保护二氧化硅载体和其内装载的物质不被牙本质粘接剂中酸性功能单体溶解。目前还有一种方式是将拟生态类似物装载进含有钙磷的介孔生物活性玻璃里，来进行原位矿化。
4、结语
综上所述，新型纳米技术的发展研究对仿生再矿化概念转换应用到临床提供了新思路，对提高树脂牙本质粘接持久性有重大意义。
参考文献：
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论文作者:洪艳
论文发表刊物:《医师在线》2018年10月19期
论文发表时间:2019/3/20
标签：矿化论文; 本质论文; 胶原论文; 磷灰石论文; 纤维论文; 树脂论文; 晶体论文; 《医师在线》2018年10月19期论文;