纳米羟基磷灰石封闭牙本质小管的效果

doi:10.12307/2023.418

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (25): 3964-3970.doi: 10.12307/2023.418

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纳米羟基磷灰石封闭牙本质小管的效果

于蓝宁1，王倩2，靳友士1，费晓文1，王青山1

1滨州医学院附属医院，山东省滨州市 256603；2 瑞泰口腔医院上地分院，北京市 100085

收稿日期:2022-04-03 接受日期:2022-06-15 出版日期:2023-09-08 发布日期:2023-01-17
通讯作者: 王青山，主任医师，滨州医学院附属医院，山东省滨州市 256603
作者简介:于蓝宁，女，1997年生，山东省威海市人，汉族，硕士，主要从事口腔材料学研究。
基金资助:
山东省自然科学基金项目(ZR2018LH010)，项目负责人：王青山

Sealing effect of nano hydroxyapatite on dentinal tubules

Yu Lanning1, Wang Qian2, Jin Youshi1, Fei Xiaowen1, Wang Qingshan1

1Binzhou Medical University Hospital, Binzhou 256603, Shandong Province, China; 2Shangdi Branch of Ruitai Stomatological Hospital, Beijing100085, China

Received:2022-04-03 Accepted:2022-06-15 Online:2023-09-08 Published:2023-01-17
Contact: Wang Qingshan, Chief physician, Binzhou Medical University Hospital, Binzhou 256603, Shandong Province, China
About author:Yu Lanning, Master, Binzhou Medical University Hospital, Binzhou 256603, Shandong Province, China
Supported by:
Natural Science Foundation of Shandong Province, No. ZR2018LH010 (to WQS)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

纳米羟基磷灰石：化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，是牙齿无机结构的主要构成成分，在牙本质中含量达70%，牙釉质中更是高达95%。人工合成的纳米羟基磷灰石具有优良的理化和生物学性能，可作为硬组织替代材料，在口腔科等医学领域被广泛应用。
脱矿与再矿化：在酸的作用下，牙齿矿物质发生溶解，钙、磷等离子自牙中脱出，称为脱矿。唾液中的钙、磷等离子沉积于部分脱矿或未脱矿的牙体组织中称再矿化。二者常常同时存在或交替发生。

背景：纳米羟基磷灰石是优良的生物活性材料，对脱矿牙釉质和牙本质具有一定的保护作用，但其溶液对脱矿牙本质再矿化的作用及其机制尚不明确。
目的：探讨纳米羟基磷灰石用于防治牙本质敏感症和牙本质龋的可行性。
方法：收集废弃的人双尖牙标本，制备出72份牙本质薄片，分6组处理：A组脱矿后浸入10%纳米羟基磷灰石溶液中，B组脱矿后浸入6%生物活性玻璃溶液中，C组脱矿后浸入10%纳米羟基磷灰石与6%生物活性玻璃复合溶液中，D组脱矿后浸入0.05%NaF溶液中，E组脱矿后浸入人工唾液中，F组脱矿后浸入去离子水中，每组12个样本。处理14 d后，扫描电镜下观察样本工作面，利用能谱分析仪检测样本表面成分，激光共聚焦显微镜下检测牙本质罗丹明B染色情况。

结果与结论：①扫描电镜观察：A组牙本质小管口被完全封闭，牙本质表面被一层紧密连接的颗粒物均匀覆盖；C组牙本质小管部分封闭；B、D、E组牙本质表面及牙本质小管内见少量散在颗粒物，牙本质小管口呈开放状；F组牙本质表面及牙本质小管内未见颗粒物沉积，牙本质小管口呈开放状态；②X射线能谱分析：A组Ca/P比为1.61，最接近健康牙本质理论值，Ca/P比高于B、E、F组(P < 0.05)，与C组Ca/P比无差异(P > 0.05)；③激光共聚焦显微镜检测：A组荧光强度和荧光面积最小，平均荧光强度小于其他5组(P < 0.05)；C组平均荧光强度小于B、D、E、F组(P < 0.05)；④结果表明：纳米羟基磷灰石对脱矿牙本质具有良好的再矿化作用，纳米羟基磷灰石与生物活性玻璃联合应用亦能沉积在牙本质表面，但并无增效作用，封闭效果不及单独使用纳米羟基磷灰石。

https://orcid.org/0000-0001-5540-3120(于蓝宁)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料；口腔生物材料；纳米材料；缓释材料；材料相容性；组织工程

关键词: 牙本质, 纳米羟基磷灰石, 生物活性玻璃, 脱矿, 再矿化, 牙本质小管

Abstract: BACKGROUND: Nano hydroxyapatite is an excellent bioactive material, which has a certain protective effect on demineralized enamel and dentin, but the effect and mechanism of its solution on remineralization of demineralized dentin are not clear.
OBJECTIVE: To explore the feasibility of nano hydroxyapatite in the prevention and treatment of dentin sensitivity and dentin caries.
METHODS: Abandoned human bicuspid specimens were collected, and 72 dentin slice samples were prepared from isolated bicuspids. The samples were randomly divided into 6 groups, with 12 samples per group: After demineralization, each group was immersed in 10% nano hydroxyapatite solution (group A), 6% bioactive glass solution (group B), 10% nano hydroxyapatite and 6% bioactive glass composite solution (group C), 0.05% sodium fluoride (group D), artificial saliva (group E), and deionized water (group F). After 14 days of treatment, working surfaces of samples were observed by scanning electron microscope. The surface composition was detected with energy spectrum analyzer. Dentin Rhodamine B staining was detected under a confocal laser microscope.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Scanning electron microscopy: The dentinal tubules orifice in group A was completely sealed, and the surface of the dentin was uniformly covered by a layer of tightly connected granular material. The dentinal tubules in group C were partially sealed. A small amount of scattered particles were found on the dentin surface and in the dentinal tubules of group B, group D and group E, and the dentinal tubules were open. In group F, there was no particulate matter deposition on the dentin surface or in the dentinal tubules, and the dentinal tubules were open. (2) X-ray energy dispersive spectrocopy results: The Ca/P ratio of group A was 1.61, which was closest to the theoretical value of healthy dentin; the Ca/P ratio was higher in group A than that in the groups B, E, and F (P < 0.05). There was no significant difference in Ca/P ratio between group A and group C (P > 0.05). (3) Laser confocal microscopy test results showed that the fluorescence intensity and fluorescence area of group A were the smallest, and the mean fluorescence intensity was smaller in group A than that in other five groups (P < 0.05). The mean fluorescence intensity of group C was lower than that of groups B, D, E and F (P < 0.05). (4) It is indicated that nano hydroxyapatite has a good remineralization effect on demineralized dentin. The combination of nano hydroxyapatite and bioactive glass can also deposit on the dentin surface, but there is no synergistic effect. The sealing effect is not as good as that of nano hydroxyapatite alone.

Key words: dentin, nano-hydroxyapatite, bioactive glass, demineralization, remineralization, dentinal tubule

中图分类号:

于蓝宁, 王倩, 靳友士, 费晓文, 王青山. 纳米羟基磷灰石封闭牙本质小管的效果[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(25): 3964-3970.

Yu Lanning, Wang Qian, Jin Youshi, Fei Xiaowen, Wang Qingshan. Sealing effect of nano hydroxyapatite on dentinal tubules[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(25): 3964-3970.

图/表（结果） 7

2.1 各组样本扫描电镜观察结果见图1。

A组牙本质表面均匀覆盖了一层紧密连接的细小颗粒物，牙本质小管全部被埋没，颗粒物封闭了所有小管口；B组管间牙本质及牙本质小管壁表面基本平滑，均匀散在沉积小颗粒样物质，牙本质小管没有被堵塞；C组牙本质小管壁及管间牙本质均匀覆盖少量较大颗粒物，部分小管口深部被封闭但不严密；D组牙本质小管口敞开，牙本质小管周围及牙本质小管内壁表面散在附着少量颗粒物质；E组牙本质小管开放无堵塞物，牙本质小管周围及牙本质小管内壁表面有少量小短棒状沉积物；F组管间牙本质表面及牙本质小管内壁没有颗粒物沉积，牙本质小管口开放、边界清晰，管道清洁通畅。
2.2 各组样本X射线能谱仪检测结果见图2。

利用X射线能谱仪检测各组牙本质样本表面Ca、P、Na、Si、F元素的原子百分比，并计算出各样本中Ca/P元素比。A组Ca/P约为1.6，与健康牙本质Ca/P比1.67相近。B组Ca/P约为1.50，未检测到Na、Si元素。C组Ca/P约为1.55，并含有7.5%Na元素、13.5%Si元素，说明混合溶液中纳米羟基磷灰石和生物活性玻璃在牙本质的再矿化中都发挥了作用。D组Ca/P约为1.56，有11.2%的氟元素，提示F-与牙本质发生结合。E、F组Ca/P比分别为1.47和1.49，与健康牙本质的Ca/P比理论值差异较大(P < 0.01)，说明极少或没有羟基磷灰石晶体结构的存在。
单因素方差统计结果表明，6组样本Ca/P比总体比较差异有非常显著性意义(P < 0.01)；组间比较显示，A组与B、E、F组比较差异均有显著性意义(P < 0.05)，其余组间两两比较差异无显著性意义，表明含有纳米羟基磷灰石及NaF的处理液其牙本质表面矿化度高于其他组，见表1。

2.3 各组样本激光共聚焦显微镜观测结果见图3。

罗丹明B荧光染液可沿牙本质小管口进入牙本质内部，且牙本质小管开放程度越高，染料自样本工作面进入牙本质小管的深度越深，在激光共聚焦显微镜下呈现越宽的荧光带；牙本质结构越疏松荧光染液进入牙本质的量越多镜下荧光强度越强；反之，镜下荧光带越窄荧光强度越弱。
A组荧光带最为微弱，几乎不可见，说明纳米羟基磷灰石严密覆盖了牙本质表面并封堵了牙本质小管口。B组荧光带较宽，荧光度较强。C组荧光带可见但较窄、不连续，强度弱，表明牙本质小管部分封闭。D组荧光强度、宽度与B组相近。E组和F组相似，荧光带宽度大、强度高，明显高于其他4组，提示唾液及去离子水对牙本质表面基本没有封闭作用。
各组间总荧光面积和平均荧光强度单因素方差分析结果显示，A组最小，与其他5组比较差异均有显著性意义(P < 0.05)；C组总荧光面积和平均荧光强度小于B、E、F组(P < 0.05)，其余组间两两比较差异见图4，表2。

综合分析表明，10%纳米羟基磷灰石溶液和10%纳米羟基磷灰石与6%生物活性玻璃混合液对脱矿牙本质均有良好的封闭作用，且单独的纳米羟基磷灰石优于混合溶液，但两组封闭效果均好于其他组。

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引言

牙本质暴露后产生敏感是临床常见问题，据统计牙本质过敏症的发病率接近30%[1]。牙本质暴露后的疼痛反应确切机制目前尚不明确，多数学者认为牙本质小管内的液体受刺激后流动，刺激神经纤维导致痛觉[2]，依据该学说，减小牙本质小管管径甚至完全封闭牙本质小管以减少小管内的液体流动成为治疗牙本质敏感的根本途径。目前，氟化物、生物活性玻璃、纳米羟基磷灰石等是治疗牙本质敏感的研究热点。
氟化物是目前研究和临床应用较多的再矿化药物，氟化物中的F-可渗透到牙本质小管中与羟基磷灰石反应生成氟磷灰石等难溶性产物，减小牙本质小管管径，弱化甚至阻断刺激传入牙髓，因而敏感症状得以缓解[3]；F-也可以与唾液甚至牙齿中游离出的Ca2+、P5+结合，形成CaF2小球沉积在牙体组织表面[4]，促进牙本质的再矿化，但临床观察发现其脱敏效果并不理想。有研究表明，氟化物涂擦脱敏在观测早期有所改善，但应用3个月后脱敏疗效基本与治疗前水平相当，这与氟磷灰石形成数量不足、结晶颗粒直径过小(约为 0.05 mm)、暴露于口腔中极容易流失有关[5]。另外，F-本身不能机械堵塞牙本质小管，而且氟磷灰石的生成需要较长时间，短时间内无法大量积累[6]。孟宪敏等[7]对1 500名体检人员的调查发现，牙本质敏感发生率大约为21%，这些患者中有68.89%的人曾去医院治疗，感觉治疗效果不佳者达54.38%，有73.65%的患者自用脱敏牙膏(含氟化物)治疗，但其中47.94%的患者敏感症状没有得到缓解。
生物活性玻璃是近年来研究较多的应用于牙本质过敏症的一种生物活性材料，它以硅酸盐类CaO-SiO2为基础[8]，当其暴露在水环境中时，Ca2+以及磷酸盐离子释放，经过一系列离子反应，生成羟基磷灰石晶体，堵塞牙本质小管来减轻疼痛[9]，岳阳丽等[10]、GALLOB等[11]应用含生物活性玻璃的奥敏清及Novamin对牙本质敏感模型进行实验，结果证实这些脱敏产品能有效封闭牙本质小管，目前已有市售含生物活性玻璃脱敏产品，但价格较为昂贵，且有研究认为其脱敏效果的长久性不佳[12]。
人工合成的纳米羟基磷灰石具有优秀的组织亲和性[13]、优异的生物学性能和一定的溶解性[14-15]，其晶粒比表面积大、尺寸微小、表面能高[16]，当其溶入唾液后可发生溶解释放出Ca2+、P5+，诱导细胞的自然反应和矿化过程。HU等[17]对含纳米羟基磷灰石、氟等8种不同脱敏材料牙膏的脱敏效果进行Meta分析，发现4周后含纳米羟基磷灰石的牙膏脱敏效果最佳。也有学者认为，脱敏牙膏在临床中起到脱敏作用受患者的心理作用和“自愈”作用等因素的影响[18]。
尽管纳米羟基磷灰石和生物活性玻璃都能在体内不断分解出Ca2+、P5+，对牙本质小管有一定的封闭作用，但有关纳米羟基磷灰石溶液对牙本质的再矿化作用以及与生物活性玻璃溶液联合应用的封闭效果的研究未见报道，加之含纳米羟基磷灰石和生物活性玻璃的膏剂的实际临床效果存在争议，故此次实验尝试将纳米羟基磷灰石、生物活性玻璃、纳米羟基磷灰石+生物活性玻璃配置成溶液，模拟脱敏漱口液分别在体外对脱矿牙本质样本进行再矿化实验，利用扫描电镜、X射线能谱仪和激光共聚焦显微镜进行观测，探讨纳米羟基磷灰石及其与生物活性玻璃复合溶液对脱矿牙本质的再矿化效果及其可能机制，为牙本质过敏症及早期牙本质龋的治疗探索新的途径。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料；口腔生物材料；纳米材料；缓释材料；材料相容性；组织工程

材料方法

1.1 设计观察性实验，组间比较进行单因素方差分析。
1.2 时间及地点实验于2019年1-10月在滨州医学院中心实验室进行。
1.3 材料收集16-25岁正畸患者需要减数拔除的废弃双尖牙36颗，去除离体牙根面连带的软组织并清洗干净，经大体及体视显微镜下观察无发育异常及畸形、表面无缺损、无龋坏、无隐裂、无氟牙症等异常，放入生理盐水中，于4 ℃冰箱中保存备用。实验获得滨州医学院附属医院伦理委员会批准。
纳米羟基磷灰石粉体(纯度≥99%、粒径约20 nm，上海华篮化学科技有限公司)；生物活性玻璃粉体(牙膏级，10 μm，武汉拉那白医药化工有限公司)；NaF(分析纯，西陇化工光华科技有限公司)；L-乳酸(分析纯，北京索莱宝科技有限公司)；罗丹明B(天津市大茂化学试剂厂)；扫描电镜(EVO LS15，德国蔡司)；X射线能谱仪(深圳市力达信仪器有限公司)；激光共聚焦显微镜(TCS SPE，Leica，德国)；体视显微镜(SMZ1000，日本NIKON公司)；高速手机(日本精工株式会社，NSK Ltd.)；牙科综合治疗机(西诺德牙科设备有限公司)；富勒姆超纯水机(FDY1002-UV，青岛富勒姆科技有限公司)；电热恒温培养箱(DNP-9162，上海精宏实验设备有限公司)；脱色摇床(TY-80A/S，常州荣华仪器制造有限公司)。
1.4 实验方法
1.4.1 牙本质样本制备及分组使用高速手机将离体双尖牙颊、舌侧釉质片切掉，暴露颊、舌侧牙本质，然后沿合面中央沟近远中向劈开，截除牙根，每颗牙制备出2个厚约1 mm的牙本质薄片，共72个样本。以远髓面作为工作面，依次用800，1 000，1 500，2 000目砂纸打磨抛光工作面至镜面状。在工作面上预留3 mm×2 mm的长方形牙本质开窗面，将除开窗面之外的所有牙本质表面涂双层指甲油覆盖，待指甲油干燥后超声清洗样本10 min。将72个样本随机分为6组，每组12个，恒温 37 ℃下于乳酸脱矿液(乳酸225 mg、无水乙酸钠182.5 mg，去离子水稀释至250 mL，调整pH值为4.1)中悬吊浸泡72 h后脱矿形成。
脱矿牙本质样本分组：A组脱矿后浸入10%纳米羟基磷灰石溶液(1.111 g纳米羟基磷灰石粉体溶解于10 mL去离子水中)中，B组脱矿后浸入6%生物活性玻璃溶液(0.638 mg生物活性玻璃粉体溶解于10 mL去离子水中)中，C组脱矿后浸入10%纳米羟基磷灰石与6%生物活性玻璃复合溶液(1.111 g纳米羟基磷灰石粉体和0.638 mg生物活性玻璃粉体溶解于10 mL去离子水中)中，D组脱矿后浸入0.05% NaF溶液(0.125 g NaF使用去离子水稀释至250 mL)中，E组脱矿后浸入人工唾液(主要成分：0.4 g KCl、0.4 g NaCl、0.795 g CaCl2、0.005 g Na2S、0.78 g磷酸二氢钠和1 g尿素)中，F组脱矿后浸入去离子水中。
处理方法：①A-E组分别于早晚各一次进行如下循环处理：乳酸脱矿液30 min→去离子水冲洗5 s、滤纸吸干水分→处理液作用15 min→去离子水冲洗5 s、滤纸吸干水分→人工唾液浸泡。②F组样本置于去离子水中浸泡，不做另外处理。各组样本浸泡时均放入37 ℃恒温箱内，所有溶液均需每天新鲜配制，每组每次用量10 mL，实验处理共14 d。
1.4.2 牙本质样本扫描电镜和X射线能谱仪检测处理结束后，每组随机抽取3个样本，经固定、冲洗、脱水、干燥处理后，工作面用离子溅射仪喷金，扫描电镜观测扫描并保存图像，X射线能谱仪扫描采集图像信号、生成谱图、标定峰值元素，并计算各元素原子百分比。
1.4.3 牙本质样本激光共聚焦显微镜检测剩余样本每组再随机抽取3个样本，应用罗丹明B荧光染液染色，高速手机将样本工作区纵向片切成约0.5 mm厚的薄片，2 000目砂纸抛光至表面平滑，冲洗干燥后置入激光共聚焦显微镜检测专用小皿中，镜下检测荧光染液自样本工作侧渗入的深度及荧光强度。用Image Pro-Plus 6.0软件测量每张图像的荧光面积和所测荧光区域内的总荧光强度，总荧光强度除以总荧光面积可获得牙本质样本的平均荧光强度。
1.5 主要观察指标各组工作面矿物质沉积及牙本质小管口的封闭情况、工作面钙磷含量比、荧光染液渗入牙本质小管的面积以及荧光强度。
1.6 统计学分析采用SPSS 21.0统计软件处理数据，检验各组数据均符合正态性分布，分别将各组结果进行两两组间单因素方差分析，α=0.05，P < 0.05为差异有显著性意义。该文统计学方法已经滨州医学院生物统计学专家审核。

讨论

流体动力学说是现阶段牙本质过敏症支持率最高的假说。有研究发现，敏感牙本质表面开放牙本质小管的数量明显多于正常牙本质，且其管径更加粗大[19]，大约是正常牙本质小管平均直径的2倍[6]。研究认为，牙本质小管的开放数量、小管管径大小及表面形态影响小管内的液体流动[20]，由此推测，患牙暴露牙本质的面积越大、距离牙髓越近其敏感症状就越明显。牙本质对酸敏感度的提高将会导致脱矿大于再矿化，而且，牙本质小管粗大更有利于致龋菌沿小管的入侵、繁殖及管间融合，加快牙本质的破坏进程，牙本质龋也更容易发生。有研究证实，牙本质敏感对患者的生活质量和口腔健康产生了负面影响，对接受牙周支持治疗同时患有牙本质敏感患者的调查结果显示，有35%的患者因牙本质敏感问题影响了口腔清洁[21]。
3.1 牙本质再矿化机制鉴于牙本质过敏症的发病机制，促进或诱导牙本质再矿化成为治疗牙本质过敏症的有效途径。但牙本质再矿化是一个复杂的过程，研究表明矿物离子粒径越小则越能够穿透大纤维间隙，沉积在胶原纤维分子间隙，形成胶原纤维内矿化[21-22]。由于纤维内环境的影响及微小间隙的限制，胶原纤维内矿化的难度较大。牙本质再矿化的另一种形式为矿物沉积在胶原纤维错落交叉形成的较大间隙区，即纤维间矿化[23]，此间隙牙本质脱矿后，胶原纤维内及纤维间剩余的有机质和矿物相可成为羟基磷灰石晶体或其他晶体生长、矿化的位点[24]。胶原纤维间再矿化方式分两种：①功能性再矿化，即再矿化材料与牙本质胶原成分发生化学结合；②净再矿化，即矿物质穿透疏松的纤维间隙并逐渐沉积形成[24-25]。矿物质在牙本质内沉积能够吸引周围环境中的无机离子在此结晶成核，不断诱导再矿化，使牙本质的抗脱矿性能显著提高[24]。但通过净再矿化作用沉积在纤维间的矿物质不一定会与牙本质胶原产生化学结合，这种情况下再矿化牙本质的弹性模量差，硬度也不足。有学者认为，胶原纤维内矿化才是提高牙本质机械性能的关键，胶原纤维内外均发生再矿化才能使牙本质达到最佳的生物、化学及物理性能[23-24]。但到目前为止，尚无成熟可鉴的技术来调控牙本质再矿化发生的位点。牙体组织再矿化的时间一般为 2-48 d不等，其完全矿化所需的时间主要与年龄有关，年轻人在 4 d内即可实现，而年长者则需要 16 d甚至更长时间[26]。
此次研究基于牙本质过敏症的发病学说和牙本质再矿化基本原理，使用弱酸性的乳酸溶液来制备牙本质样本，能彻底去除玷污层,但在适宜的时间段内不会破坏牙本质的胶原蛋白，从而有利于保持牙本质小管的完整结构。研究结果表明，应用纳米级羟基磷灰石对牙本质样本进行14 d的再矿化处理，牙本质表面和牙本质小管得以有效封闭，从而达到了临床上外界不良刺激被隔离在外，牙本质小管内液体的稳定状态免受干扰，刺激牙髓神经纤维兴奋的途径被切断，敏感症状得以消除。同时，牙本质再矿化及牙本质小管封闭有助于阻止酸性产物、细菌等向牙本质深处扩散，对抑制牙本质龋的发生和发展亦有积极意义。将纳米羟基磷灰石制备成液体状态，相比于膏状能够更有利于渗透所有牙面，而且作用时间延长，使用也更加方便。
3.2 纳米羟基磷灰石在牙本质再矿化中的作用羟基灰石是机体硬组织的主要成分，人工合成的纳米羟基磷灰石与牙齿的羟基磷灰石晶体在结构、成分等方面极其相似，是优异的硬组织替代材料，在骨科和口腔科领域被广泛应用。正常牙本质小管的直径范围在1-2.5 μm之间[27]，纳米级的羟基磷灰石粒径小，较容易进入牙本质小管内，且原子表面具有较高的表面化学活性，容易与牙本质小管中的蛋白质原子结合[28]。
由于牙体组织中的磷灰石晶体与纳米羟基磷灰石晶体结构相似，使二者具有同质性，因而能够提高纳米羟基磷灰石在牙本质表面的吸附力[29]。同时，纳米羟基磷灰石中游离出的Ca2+能够沉积在牙本质表面与牙本质中的活性物质发生化学结合，促使牙本质胶原纤维形成矿化相[30]，过量的纳米羟基磷灰石颗粒还可以通过聚集作用堵塞牙本质小管口并覆盖于管间牙本质表面。
有研究者提出，利用离体牙进行牙本质敏感研究时，判断再矿化材料脱敏疗效的金标准是牙本质小管的堵塞程度 [13，31]，此次实验结果显示，脱矿牙本质经过10%纳米羟基磷灰石再矿化处理14 d后，牙本质表面包括牙本质小管口被颗粒材料完全覆盖，牙本质内几乎看不到荧光染色剂，牙本质表面Ca/P比为1.61，与羟基磷灰石的Ca/P比1.67非常接近[32]。这些实验结果证明，严密封闭牙本质小管的堵塞物和牙本质表面的沉积物均为羟基磷灰石和(或)羟基磷灰石类似物。分析牙本质再矿化的机制和纳米羟基磷灰石的生物学特性，结合此次实验结果，10%纳米羟基磷灰石溶液对脱矿牙本质的再矿化作用可能存在以下机制：①无机物进入牙本质纤维形成再矿化相；②分解产生的无机离子在胶原纤维间和表面物理沉积；③利用纳米粒径优势进入牙本质小管内；④同质吸附作用、良好的表面活性以及亲和性促进与牙本质表面以及纳米羟基磷灰石之间相互黏附。另外，牙本质小管因空间受限，其内液体流动小，浸泡样本的溶液中的离子循环对小管内的颗粒团影响较小，羟基磷灰石分解缓慢，故纳米羟基磷灰石得以稳定成团堵塞小管。
3.3 生物活性玻璃的再矿化作用生物活性玻璃接触唾液后可释放Ca、P、Si、Na多种离子，Na+、Ca2+与唾液中的H+置换导致唾液的pH值升高，酸性环境改善，在生物活性玻璃表面形成硅醇基(Si-OH)，进而缩聚成Si-O-Si胶体层，该层吸附Ca2+、P5+后生成无定形磷酸钙，其与唾液内的CO32−以及OH-发生化学反应，最终生成碳酸羟基磷灰石[21，33]。碳酸羟基磷灰石与牙齿内的羟基磷灰石成分相似，可与胶原纤维相互作用，与骨组织发生化学结合[21]。有研究发现，碳酸羟基磷灰石晶体在样本表面附着后随着时间的延长，大量的晶体可以结合融为球形结构黏附在样本表面[34]。
此次实验中生物活性玻璃对脱矿牙本质并没有获得理想的理论再矿化效果，牙本质表面仅有部分被颗粒物覆盖，牙本质小管口呈开放状，染色剂明显渗入到牙本质小管内，封闭效果明显弱于纳米羟基磷灰石，结合生物活性玻璃的生物学特性，分析可能与以下几方面有关：①生物活性玻璃与唾液接触时间过长，其溶解程度也相应增加[35]，不容易在牙本质表面稳定附着；②生物活性玻璃粒径范围在0.389-
10 µm之间，其中大部分生物活性玻璃尺寸较大，不利于进入牙本质小管形成物理堵塞；③生物活性玻璃能在牙本质表面生成碳酸羟基磷灰石晶体使其发生再矿化，但完全靠碳酸羟基磷灰石晶体累积达到堵塞牙本质小管的状态需要较长时间[3]。
3.4 纳米羟基磷灰石与生物活性玻璃联合作用与纳米羟基磷灰石相似，生物活性玻璃也是一类性能优良的生物活性材料，主要由SiO2、Na2O、CaO和P2O5等基本成分组成，两者混合后对牙本质再矿化可能具有正反两方面的作用。生物活性玻璃能够在水中溶解释放出Si4+、Na+，影响到纳米羟基磷灰石的稳定性，促进Ca2+从纳米羟基磷灰石中游离出去，从而增加了纳米羟基磷灰石的降解性[36]。相反，Si4+还可以诱导Ca2+、P5+在牙本质表面沉积[37]，促进牙本质发生再矿化。由于纳米羟基磷灰石的降解量增大，溶液中的Ca2+、P5+也会大幅度增加，再加上生物活性玻璃本身溶解释放出Ca2+、P5+，这样溶液中的Ca、P含量快速达到了过饱和状态，Ca、P更容易沉积到脱矿的牙本质表面和疏松的牙本质孔隙中，因而牙本质便更容易发生再矿化。另外，Si4+还可以与Ca、P发生化学反应，生成硅钙磷酸盐复合物沉积在牙本质表面[38]，增强了牙本质小管的封闭作用，但Si在加强纳米羟基磷灰石分解的同时也弱化了纳米羟基磷灰石对牙本质小管的物理堵塞效果，不利于纳米羟基磷灰石在牙本质表面稳定的附着。万方[39]把羟基磷灰石-SiO2复合材料置入模拟体液中，发现SiO2在诱导羟基磷灰石晶体形成的同时，还能促进羟基磷灰石发生分解，推测可能是生物活性玻璃在溶液中的分解产物增加了纳米羟基磷灰石的分解，不利于纳米羟基磷灰石在牙本质表面稳定的附着，因此纳米羟基磷灰石沉积量较少。
此次实验将纳米羟基磷灰石与生物活性玻璃溶液混合应用，以期出现增效作用，但实验结果表明，牙本质小管内壁及牙本质表面仅附着少量大小不一的颗粒物，检测证明牙本质表面含有Ca、P、Si、Na元素，说明不仅有羟基磷灰石晶体沉积还有硅钙磷酸盐复合物存在，混合液对牙本质的再矿化效果不及单独使用纳米羟基磷灰石(P < 0.05)，但优于单独应用生物活性玻璃(P < 0.05)。纳米羟基磷灰石与生物活性玻璃混合后在溶液中的相互影响，以及对牙本质再矿化的作用机制还有待进一步研究。
综合以上分析并结合实验结果，此次实验证明，纳米羟基磷灰石溶液比生物活性玻璃溶液、纳米羟基磷灰石+生物活性玻璃溶液、NaF溶液对脱矿牙本质具有更好的再矿化作用。将纳米羟基磷灰石制备成溶液制剂，能够使其更长时间作用于所有牙面，从而更有效沉积于脱矿牙本质并发生反应，达到牙本质表面及牙本质小管封闭的作用，除能够消除牙本质敏感外，还会对牙本质龋的发生、发展具有一定的抑制作用，是值得进一步研究的脱敏、防龋制剂。相信随着对纳米羟基磷灰石与牙本质再矿化作用的进一步研究和探讨，合适浓度和剂型的纳米羟基磷灰石将更有助于提高对牙本质的再矿化效果。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料；口腔生物材料；纳米材料；缓释材料；材料相容性；组织工程

纳米羟基磷灰石封闭牙本质小管的效果

Sealing effect of nano hydroxyapatite on dentinal tubules

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