文摘

介绍。龋齿是最常见的导致牙齿脱落。但是,它可以通过加强补充矿质停止。氟化物和酪蛋白phosphopeptide-amorphous磷酸钙(CPP-ACP)是最重要的remineralizing代理。最近的研究生物活性玻璃用作remineralizing代理以不同形式。本研究旨在评估复合粘贴的功效(由混合聚氨酯聚丙烯乙二醇低聚物与生物活性玻璃粉末容易应用程序)。材料和方法。搪瓷磁盘的提取声音第三磨牙的颊面。15样本随机分为3组,并进行了维氏显微硬度测试。x射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜、能量色散x射线能谱(FESEM / EDS)进行。所有样品都沉浸在去除矿物质溶液为14天。然后测试是重复。接下来,生物活性玻璃粘贴、氟化物和CPP-ACP被应用于样品表面,然后他们被存储在一个人工唾液为14天。测试是重复了。显微硬度值进行了分析使用重复测量方差分析其次是单向方差分析和图基的事后测试( )。结果。生物活性玻璃组的显微硬度明显高于其他组( )。XRD显示一个搪瓷结构更类似于声音在生物活性玻璃和搪瓷CPP-ACP组相比氟组。FESEM / EDS显示羟磷灰石沉积在生物活性玻璃组高于其他两组。结论。所有三个remineralizing代理补充矿质引起,但生物活性玻璃粘贴有更大的功效。

1。介绍

在过去,龋齿被认为是一个不可逆转的细菌性疾病,但是目前,它被认为是一个动态的可逆过程。补充矿质的角色应该被评估,强调控制龋齿(1]。

人的唾液含有钙和磷酸盐离子处于过饱和状态。因此,它有可能remineralize搪瓷(2]。

可怜cariostatic代理的成功是由于他们有限的remineralizing潜在的低浓度的钙和磷酸盐离子等的唾液由于没有来源离子在口腔3]。因此,研究人员正在寻找新的remineralizing代理作为丰富的离子。生物活性玻璃和酪蛋白phosphopeptide-amorphous磷酸钙(CPP-ACP)是目前remineralizing代理。CPP-ACP是一种生物活性材料,它是由酪蛋白此处则(牛奶蛋白)和无定形磷酸钙,并增加唾液的钙和磷酸盐离子浓度及其渗透软化牙釉质晶体,导致补充矿质釉质损伤(4]。

成功后45 s5生物活性玻璃作为生物活性玻璃家族的第一个成员(45 wt %二氧化硅,24.5 wt %曹,24.5 wt % Na2O,和6.0 wt % P2O5),生物活性玻璃与不同的化学配方被引入生物材料市场remineralizing代理(5]。生物活性玻璃体内的作用机制或在模拟体液可以概括为表面反应在某些阶段的发布和交换离子溶解玻璃网络,沉积的钙和磷的形式羟磷灰石层(6]。

近年来,生物医学和提高水解稳定性合成聚氨酯弹性体。由于改进的生物相容性、耐久性、韧性和biostability,他们被认为是作为生物医学植入物的一部分7]。聚氨酯通常是由异氰酸酯与多元醇反应合成的分子在催化剂的作用下,8]。Canali et al。9)使用一个包含聚氨酯聚合物的减感作用的清漆。他们表现出更好的附着力聚氨酯与常用合成树脂牙相比氟清漆。本研究中使用的高分子材料是聚氨酯聚丙烯乙二醇低聚物(UPGO)包含400年聚丙二醇,这是一种聚合物聚环氧丙烷的重复单位,并作为多元醇与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)聚氨酯的合成。丙二醇是一种湿润剂常用于牙膏的成分(10]。一般是粘性酒精化合物用作车辆交付的氢氧化钙和一些密封材料进入根管系统并改善处理三氧化矿物骨料的性质。与其他车辆相比更少的有毒,已通过美国食品和药物管理局。其渗透牙质高于蒸馏水。同时,它有最佳抗菌活性(11,12]。

生物活性玻璃是高溶性材料(6]。磷酸或去离子水被用于结合生物活性玻璃粉末获得paste-like一致性牙齿表面的简单应用程序(13]。然而,可怜的操作仍然是牙科应用这些材料的缺点之一。因此,为了获得合适的临床处理,使持续的离子释放,防止可能的生物活性玻璃,清洗和保护其最优属性的同时,我们使用UPGO结合生物活性玻璃在这个研究。

本研究旨在评估复合粘贴的功效(由混合聚合物与生物活性玻璃粉末液体更容易应用程序)补充矿质软化牙釉质。

2。材料和方法

2.1。制备生物活性玻璃粘贴

2.1.1。生物活性玻璃粉末合成

生物活性玻璃(52 s4)配方表中给出1被melt-quenching技术准备。在这种技术中,主要的需求提供生物活性玻璃氧化物包括碳酸钙,Na2CO3,二氧化硅,P2O5粉末(Sigma-Aldrich,吉林厄姆,英国)。所需数量的主要成分被添加到球磨机在丙酮环境和混合2 h的200 rpm。然后他们被干2 h的70°C。获得粉融化在一个铝炉在1400°C 2 h其次是碳酸盐消除在950°C 5 h。熔化的材料放在一个金属表面冷却和产量无定形玻璃。获得的熔块在250 rpm的球磨机3 h获得玻璃粉末。平均粒径测量是5μ使用光学沉淀扫描仪22 m安慰激光粒度仪(弗里奇,德国)。此外,90%的颗粒小于12μm。

2.2。液体合成

液体合成,0.12摩尔聚丙二醇(等于48 g)以及0.1摩尔异佛尔酮二异氰酸酯(等于22.2克)内加热反应器配备了一个机械搅拌器在80°C 2 h 0.01 g辛酸酯亚锡的存在。为了防止氧化变色聚氨酯聚合物,氮气氛。净化,得到聚合物溶解在100毫升氯仿和沉积通过使用200毫升乙醚溶剂。存款是在真空炉干40°C 2 h。获得的聚氨酯聚合物是65 g,反应效率是93%左右。获得的聚合物粉末与乙醇混合溶剂,固体比例达到50%。获得的纯聚合物溶液用于其他测试。

凝胶渗透色谱法分析被用来评估数量平均分子量(Mn)和重量平均分子量(Mw)合成聚合物的分子量。反应进行,直到所需的分子量的聚合物。化学结构和功能基团进行了分析,证实了傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)。

获得的核磁共振光谱记录使用力量drx - 500皇冠(500.1 MHz 1 H和125.0 MHz 13°C)。光谱测量在DMSO-d6作为溶剂。红外光谱(美国模型边界®PerkinElmer)进行的颗粒由混合的适当数量与溴化钾粉末。透过率光谱波数分辨率的报道4厘米⁻¹在400 - 4000厘米⁻¹。图1提出了主要的组成成分和获得的聚氨酯聚合物。

2.3。样品制备

声音中提取人类第三磨牙被用于这项研究(45个样品显微硬度测试,其余为表征测试)。牙齿没有龋齿、裂缝或异常。同时,所选的牙齿几乎相似的维度。牙齿是沉浸在0.5%氯胺T解决方案在4°C为7天。接下来,他们清理用橡皮杯和浮石粘贴使用低速机头。牙齿是视觉检查龋齿,搪瓷裂缝,颈和咬合的单元光下穿。牙齿的缺陷被排斥和更换。根被削减在cementoenamel结一颗钻石磁盘在空气冷却剂。王冠是安装在聚酯。搪瓷段的近似厚度1.5毫米被排除在了颊安装牙冠表面的切割机(Mecatome T201A; Presi, France). The enamel surfaces were polished with 320-, 600-, and 1200-grit abrasive papers (Matador, Germany) to obtain a smooth surface.

2.4。去除矿物质和Remineralizing流程

去除矿物质的解决方案包含2.2毫米、2.2毫米NaH2PO4, 0.05醋酸。使用1 M KOH [pH值调整到4.414]。确定所需的合适的时间去矿化作用,三牙釉质样品进行初步研究。样本存储在除盐解决方案3、7、10、14天。后评估的程度去矿化作用的样品的显微硬度测试,14天是适当的时间去矿化作用,在协议与米莉的方法论等。15]。因此,声音样本沉浸在去除矿物质溶液为14天。模拟口腔环境温度、样本孵化在37°C (Memmert GmbH Co KG。,德国)。去除矿物质的解决方案是每天刷新。

remineralizing解决方案(人工唾液)包含1.5毫米、0.9毫米NaH2PO4, 0.15氯化钾在pH值为714]。软化样品沉浸在14天的remineralizing解决方案和孵化37°C在这个时期。remineralizing解决方案是每天刷新。

2.5。维氏显微硬度试验

维氏显微硬度试验,光滑的釉质表面被涂上一层耐酸清漆(指甲油)除了窗口测量3×2毫米。这样做是为了限制测试区域。所有样品的主要显微硬度测量通过创建三个缺口在每个表面通过应用100 g负载8 s的维氏显微硬度测试仪(巴雷西d - 89610 v测试,德国)。三个值的均值计算和报告的维氏硬度(VHN)每个样本的数量。样品进行了去矿化作用过程如上所述,再次进行了分析。然后,搪瓷表面处理做如下:(我)FluoroDose®组:氟化物清漆(FluoroDose®, Centrix Inc .)、美国)是应用于软化牙釉质样品根据制造商的指示。一层的self-etch粘合剂(G-Bond;GC,日本东京)是应用于20年代的样本,光固化养护单位的光强度1200 mW /平方厘米。(2)GC牙慕斯组:CPP-ACP粘贴(GC牙慕斯;Recaldent, GC公司,日本东京)应用于样品表面根据制造商的指示。粘合剂应用和治愈。(3)52 s4 / UPGO组:52 s4生物玻璃粉末和UPGO合成聚合物的重量比混合2:1,分别获得与奶油糊一致性。足够多的这种应用粘贴表面的样品。然后,应用粘合剂和治愈。表2显示了使用说明书和组成remineralizing代理。

正如上面提到的,样本沉浸在remineralizing代理14天,再次进行了分析。

2.6。搪瓷表征

样本的显微硬度测试,分析了三个步骤(声音、软化和remineralized)。XRD (X′Pert PRO MPD PANalytical,荷兰)进行分析材料的晶体结构。衍射模式确定使用衍射仪与铜阳极(40 kV, 40 mA,步长为0.02 5 - 120°范围2Ѳ)。场发射扫描电镜(FE-SEM;Mira3Tescan-MU,捷克共和国)加上EDS (SAMX、法国)加速15千伏电压进行评估釉质形态和成分的变化。图像清晰、样本sputter-coated用金子包裹。EDS进行这样的三分,三分在每个样本进行分析,和三个值的平均百分比计算和报告。

2.7。统计分析

显微硬度测试结果分析重复测量方差分析其次是单向方差分析和图基的事后测试( )。

3所示。结果

3.1。生物活性玻璃特性

图2显示了52 s4的x射线衍射模式。宽阔的驼峰在20 - 30°2ϴ特性的非晶玻璃(16]。

3.2。UPGO表征

3.2.1之上。GPC

根据GPC结果,UPGO Mn 7600 Da,兆瓦的12920 Da,多分散性指数(PI) 1.7合成。

3.2.2。红外光谱

图3显示了UPGO的红外光谱。峰值为3320厘米⁻¹与h伸展和表明氨基甲酸乙酯的形成联系。碳氢键的伸缩振动是位于约2800 - 3000厘米⁻¹。峰值为1693厘米⁻¹是归因于聚氨酯的C = O拉伸吸收。1531厘米⁻¹峰值与聚氨酯组- h弯曲振动。此外,聚氨酯邦德表示的聚合异氰酸酯组相关峰的消失。没有免费的NCO集团在2250 - 2270厘米⁻¹确认完整的与多元醇、二异氰酸酯反应导致聚氨基甲酸乙酯的形成。切断的债券结构由1240和1046厘米表示⁻¹峰值。

3.2.3。核磁共振

UPGO被公认的化学成分¹³C和¹(图H NMR谱数据4)。碳原子的甲基聚丙二醇(PPG)出现在δ18 ppm,而有关甲基的分支IPDI环出现多个峰值δ22-35 ppm。多个山峰位于δ42-47 ppm是分配给CH₂碳在IPDI戒指。的¹³理化性质UPGO显示信号的频谱δ54 ppm和δ57 ppm,有关碳IPDI CH组的亚甲基的环和碳IPDI连接到聚氨酯。CH的₂的重复单位和CH组相关碳分被观察到δ64 ppm,δ分别在74 - 76 ppm。氨基甲酸乙酯的羰基碳相关团体组织出现两个接近峰值δ156 ppm,δ157 ppm。质子与IPDI中的甲基环和甲基分支分出现在重复单位δ分别为0.6 -0.8 ppm, 1.2 ppm。的山峰δ1.3和1.5 ppm的质子可以归因于CH₂组织IPDI戒指。的亚甲基质子IPDI环与聚氨酯组出现在δ2.7 ppm。此外,CH质子IPDI环出现的弱峰δ3.1 ppm。多个宽峰周围δ3.4 - -3.6 ppm的亚甲基质子与重复单位的分,没有链接到聚氨酯组。相关的亚甲基质子分单位与聚氨酯组位于δ3.8 ppm,表示由IPDI分低聚物之间的联系。的¹HNMR信号分成几个山峰δ5 ppm是分配给分的CH组质子重复单位(17]。

3.3。显微硬度测试

根据表中给出的维氏显微硬度试验的结果3,声音样本的显微硬度没有明显不同的三组( )。然而,在每一组中,声音、软化,remineralized样本在显微硬度的显著差异。同时,与生物活性玻璃样品remineralized显微硬度明显高于氟( )和CPP-ACP ( )组。然而,在这方面并没有显著的区别CPP-ACP和氟组( )。

3.4。搪瓷表征

3.4.1。XRD

考虑每个牙釉质样品的唯一性XRD分析,每组remineralized样本与XRD结果相同的声音和软化牙釉质样品(图5)。在2 002年的峰值θ= 25.8,在2 211年的峰值θ= 31.8是独家羟磷灰石根据XRD的基本参考信息模式。为了更好地比较模式,两个主要峰的强度之比(002/211)计算。remineralized和声音样本的比例越接近,越高的功效补充矿质的各自的材料软化样本。

3.4.2。FE-SEM / EDS

在FE-SEM,观察到的样本x10000放大(数字6和7)。EDS分析了三个点,计算平均值。钙磷比原子百分比计算(数字6和7)。根据FE-SEM图像、声音搪瓷表面光滑,没有疏。FE-SEM软化牙釉质的图像说明造成的牙釉质表面疏酸攻击。氟化的图像样本remineralized显示补充矿质的软化搪瓷疏的特点是填充氟磷灰石形成的。图7 (b)显示釉质样本remineralized CPP-ACP。补充矿质发生新羟磷灰石晶体的形成是由于钙和磷离子的存在。但是,一个统一的完整的沉积并没有出现在任何图像。图7 (c)举例说明了一个搪瓷样本remineralized与生物玻璃粘贴和羟磷灰石的沉积与更高的密度。每个图像的钙/磷比率确定。GC牙齿慕斯和52 s4 / UPGO显示更高的比率相比FluoroDose®。

4所示。讨论

高溶解性的玻璃,负责其生物活性和生物矿化特性的主要因素,缩短牙齿表面材料的耐久性和冲刷的可能性增加18]。在这项研究中,UPGO合成聚合物与生物活性玻璃粉末获得一个最优的一致性和保护材料的属性。这种聚合物可以保持牙齿表面和变硬。因此,其与牙齿接触结构是长期的。的原因应用和固化粘结层的remineralizing代理条件是标准化的牙齿的接触remineralizing代理不同的溶解率的唾液。self-etch胶粘剂的应用包含亲水-不限制水的扩散和可溶性remineralizing离子(19]。重要的话题在比较这三个材料是促进软化牙釉质的补充矿质。显微硬度测试是一个可靠的方法用于检查的矿物含量搪瓷后补充矿质和用于牙科研究[20.]。根据所得结果,显微硬度的增加引起的生物活性玻璃明显大于氟清漆和CPP-ACP所致。然而,CPP-ACP和氟化物在这方面没有显著差异。根据我们的研究结果与以前的研究,在软化组织,002年的峰值与羟磷灰石晶体板的强度高于其他三个小组(21,22]。002年的羟磷灰石峰值时加剧羟磷灰石晶体的C-axis取向程度也在不断增加。羟磷灰石晶体在软化牙釉质被更快地从外围棱镜比中央棱镜。因此,羟磷灰石晶体中心组织沿C轴和增加002年的峰值强度与羟磷灰石晶体板的软化牙釉质(22,23]。XRD的结果同意对其图像。软化牙釉质的图像显示羟磷灰石晶体的多孔结构。去矿化作用过程的扫描电镜研究表明,去矿化作用启动界面的棱镜的中心或与棱镜杆护套,和进展沿C轴各向异性的方式(24]。EDS的结果显示高钙磷比在生物活性玻璃,在协议与显微硬度测试结果。

氟的作用(FluoroDose清漆的生物活性成分)产生抗性的搪瓷反对去矿化作用是由更换哦⁻羟磷灰石与氟离子和随后的耐酸氟磷灰石的形成25]。氟化物晶体吸收部分软化,导致钙吸收这些晶体的表面(26]。尽管如此,氟化物不能渗透到地下深处软化搪瓷层,只能导致表面搪瓷补充矿质[27]。Bakry et al。28)的显微硬度测量搪瓷remineralized生物玻璃和氟化。他们报道釉质样品的显微硬度明显高于remineralized子表面生物活性玻璃相比,氟化物。此外,氟是剂量依赖性的影响。事实上,氟磷灰石的形成是一种自限性现象,防止钙和磷酸盐的渗透到深层(29日]。证据显示CPP-ACP (GC牙慕斯的生物活性成分)会导致更大的比氟补充矿质,已归因于钙和磷酸盐离子的可用性(30.,31日]。CPP稳定磷酸钙在釉质表面在相对稳定的解决方案,它高度磷酸钙和防止其解散。CPP-ACP作为一种磷酸钙和维护钙和磷酸盐离子处于过饱和状态(29日,31日]。另一方面,证据显示remineralizing代理与小粒径有更高的能力渗透软化牙釉质的疏32]。的大小Recaldent CPP-ACP或CPP-ACPF集群约2海里,这是比大小的小生物活性玻璃微粒用于这项研究。一般来说,它可能表示,与氟化相比,CPP-ACP remineralizes表面和地下一层(33]。CPP-ACP与生物活性玻璃(52 s4,实验材料)的生物活性成分,降低显微硬度CPP-ACP集团可以由于无定形材料的性质和它的无力债券牙齿结构(34]。生物活性玻璃接触唾液时,钠离子和氢离子之间的离子交换发生。当地的pH值上升,和一种玻璃质层表面形成生物活性玻璃。迁移的钙和磷酸盐离子在生物活性玻璃和唾液也通过这一层的表面会形成无定形磷酸钙。最终,结晶和转换羟磷灰石发生(35]。一种可以作为成核站点再摄取的钙和磷酸盐离子(34]。似乎粘附UPGO聚合物可以提高生物活性玻璃搪瓷补充矿质效应而不干扰其作用机理。

5。结论

所有三个remineralizing代理软化牙釉质显微硬度的增加,但这种增加更大的生物活性玻璃与氟化物和CPP-ACP相比。然而,氟化物和CPP-ACP组的结果没有显著不同。补充矿质52 s4-upgo效率也证实了FESEM显微图,显示更密集的羟磷灰石的形成以及XRD模式接近声音搪瓷。我们获得了粘贴与合适的一致性与UPGO结合生物活性玻璃,容易应用在牙齿表面和保存其remineralizing潜力。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

伦理批准

本研究经伦理委员会批准的加兹温大学医学科学与伦理IR.QUMS.REC.1396.67数量。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。