仿生再矿化分析

绪言
牙齿仿生再矿化的研究及进展
牙釉质再矿化的仿生合成方法
方法 结论 展望
THE END
小组成员
王 淼 吴 紫潇 胡 诚
牙釉质仿生再矿化
绪言
• •
概念 方法
牙齿在正常状态下存在脱矿和再矿 化的动态平衡过程，抑制牙齿脱矿并促 进其再矿化是治疗龋病的一个重要途径 。单纯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。所 以许多学者将目光投向了仿生矿化的领 域。 本文将对牙釉质仿生再矿化的方法 做一综述。
方法 结论 展望 THE ENDຫໍສະໝຸດ 牙齿仿生再矿化的研究及进展
方法
1. 磷灰石与胶原直接共混: 将粉状HA 与Col 凝胶液按一 定比例均匀混合，加入交联剂得到 混合沉淀物，冷冻干燥。然而，此 方法只是简单的混合，合成的 HA/Col 复合材料难以形成分子水 平上的紧密键合，只能从成分上而 不能从结构上进行仿生。
结论 展望 THE END 绪言
牙齿仿生再矿化的研究及进展
结论 展望
1.
通过仿生合成技术，从成分上到结构上模拟 出类牙釉质矿化物
THE END 绪言
2.
3.
通过牙釉质仿生再矿化有望修复龋病引起 的牙体缺损
方法
牙齿仿生再矿化仍存在很多问题
牙齿仿生再矿化的研究及进展
问题
遇到的问题：
1）生物矿化的复杂性：如成核位置的识 别机制等，在生物矿化中基因控制和基 因表达及信号转导的一些问题仍处于探 索阶段。 2）有机基质诱导矿化过程的机理尚不完 全明确，例如是什么因素影响晶体的成 核、生长；是什么因素决定矿物的结构、 取向和形态等。 3）多数矿化模拟过程都仅限于在体外实 验阶段，再矿化也大多是ＨＡＰ简单的 成核，沉积。
结论 展望 THE END 绪言
牙齿仿生再矿化的研究及进展
方法
7.自组装单分子层法: 以有机物的组装体为模板，控制无机物的形状、 尺寸、取向和结构。利用引入的官能团从溶液中 吸收阳离子，诱导异相成核［10］。唐娟等［11］ 将用H2 SO4 /H2O2预处理过的钛片进行有机官 能化，在基体表面形成了带-OH、-PO4H2、COOH 的SAM，发现表面为PO4H2和-COOH 的 SAM 能较好地沉积HA，且-PO4H2表现出更强的 诱导HA 形核能力。Murphy WL 等［12］利用磷 脂小泡( 基质小泡) 作为矿化离子的隔室、运输、 控制晶体的形态和大小，分别合成了温度敏感性 脂质体分别载荷钙、磷。在生理温度下( 37℃) 钙、 磷从脂质体中释放加速，钙磷过饱和，从而在釉 质表面沉积HA 晶体。
结论 展望 THE END 绪言
牙齿仿生再矿化的研究及进展
方法
结论
3.前驱液矿化沉积法 利用材料学自组装技术的原理，先 生成 HA 前驱液，以 I 型胶原分子 为模板，引导钙磷盐在液相中的矿 化合成类骨 Hap/Col 复合材料。
展望 THE END 绪言
牙齿仿生再矿化的研究及进展
方法
4.共沉淀法: 将CaO 水化获得的Ca( OH) 2 悬 浊液和磷酸/胶原水溶液共同滴定， 温度控制在40℃、pH8-9生成沉淀 后养护24 h，再分离、洗涤、干燥 即得到HA/Col 复合材料40℃是胶 原释放结合水的温度; 在pH8-9 时 胶原的Zeta 电势为零，胶原易于团 聚、沉淀且HAp 纳米晶能稳定生成。 这些条件相当于造釉细胞周围的化 学环境，有利于自组装过程的发生。
绪言 方法 结论
参考文献
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结论 展望 THE END 绪言
牙齿仿生再矿化的研究及进展
方法
8.分子仿生合成技术 2004 年 Bush S 等首次利用分子仿生合 成技术 。在牙釉质表面涂布含磷酸根离 子的明胶凝胶层作为矿化模板，再在此 层表面涂布一层不含磷酸根的明胶凝胶 作为屏蔽层，然后浸入中性 CaCl2溶液 中矿化。他认为由于明胶多肽带正电荷 的氨基端与釉质磷灰石的磷酸根基团结 合使多肽分子垂直于牙釉质表面取向排 列并平行。多肽分子的极性负电荷基团 作成核位点，调控 HA 晶体的大小、取向、 形态，从而构建了釉质结构。
结论 展望 THE END 绪言
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方法
2 模拟生理环境浸泡法: 将脱钙肌腱( 主要成分是I 型 胶原) 于室温、pH7. 4 的模拟体液 中浸泡获得矿化的组织材料。沉积 物为结晶度较低的HA 晶体。模拟 体液中各无机离子浓度与人体血浆 成分相似。这种模拟人体生理环境 进行较长时间的培养通过缓慢矿化 可在一定程度上对材料进行成分和 结构的仿生。
THE END 绪言 方法 结论
展望
THE END
实验
绪言 方法 结论
机制
仿生材 料
这些问题的解决有赖于我们的实验手段的不断提高和更多的实 验数据的积累，为真正实现人体合成生物矿物打下基础
展望
THE END 绪言 方法 结论
实验
每年出版 的文献数
每年的引 文数
展望
THE END
目前，对于牙体硬组织再矿化的研究 都只是处于探索的初步阶段，合成高度类 牙体硬组织结构的无机材料仍有很长的路 要走。分子仿生技术和分子自组装技术的 逐渐发展，有望带来新的突破。所以相关 学者在这一领域内的进一步探索仍任重而 道远。
结论 展望 THE END 绪言
牙齿仿生再矿化的研究及进展
方法
6. 功能化表面促形核诱导沉积法: 功能化表面促形核诱导沉积法就是通过一些辅助 工艺处理使基体材料表面形成一层功能化薄膜或 者生成某些特殊的活性基团，它们在模拟体液中 易于与钙、磷离子结合而诱导形核进而生长形成 涂层。HA 一旦形核，很容易从周围环境中吸引 钙、磷离子而生长形成涂层。促形核剂法正是基 于这种机理发展起来的。Rhee［9］用胶原膜作 为基体，研究了柠檬酸对HA 晶体形核的影响。 在1. 5 SBF 中，当柠檬酸浓度在0. 3 × 10-3 ～ 2 × 10-3mol /L 时，胶原膜上会沉积HA 晶体，因 为柠檬酸和Ca2 + 之间具有强螯和作用，促进HA 的形核。
THE ENG 绪言 方法 结论 展望
方法 结论 展望 THE END
牙齿仿生再矿化的研究及进展
概念
牙釉质是由造釉细胞合成、分泌的细胞外基质矿 化而成的硬组织，主要由釉柱和其周围的釉柱间 质组成。 釉柱由羟基磷灰石( hydroxyapatite，HA) 晶体有 序排列而成，使釉质具有极高的强度和硬度; 釉柱 间质含有机物、水和极少量的矿物质，形成疏松 多孔的基质，使牙釉质呈现一定的渗透性。基于 牙釉质发育矿化原理，牙釉质仿生再矿化的研究 沿着两个方向：①矿化模板对HA 晶体成核、取 向、生长的诱导; ②矿化模板对HA 晶体形成的影 响。
结论
展望 THE END
牙釉质仿生再矿化
概念
仿生矿化合成技术 在生物体细胞的参与下，无机元素从环境中选择 性地层析在特定的有机质上而形成矿物，称为生 物矿化。它是一个自发存在的精密控制过程，受 生物体内复杂机制调控。实现从分子水平到宏观 水平上对晶体形状、大小、结构、位向和排列的 精确控制和组装，形成复杂的分级结构。仿生矿 化合成技术模仿了无机物在有机物调制下形成的 机理，合成过程中先形成有机物的自组装体，使 无机先驱物于自组装聚集体和溶液的相界面发生 化学反应，在自组装体的模板作用下，形成无机有机复合体，再将有机物模板去除得到具有一定 形状的有组织的无机材料