四川大学李继遥教授团队 Small：一种具有胶原稳定作用的牙本质仿生再矿化材料

2022-08-25 来源：高分子科技

近年来，启迪于生物矿化原理的仿生再矿化材料研究进展迅速，为牙体硬组织的微创修复提供了全新的材料。仿生再矿化模板的有效作用，尚需依赖于牙本质胶原结构的完整和稳定，其作为无机矿物生长的支架，是诱导仿生再矿化的前提。研究表明，口腔内大量存在的基质金属蛋白酶（MMPs）通过酶解破坏胶原结构；而非胶原蛋白（NCPs）则能促进胶原交联增强胶原基质稳定。因此，抑制MMPs活性、促进胶原交联成为保证胶原纤维完整和稳定的有效策略。

近日，四川大学华西口腔医学院李继遥教授团队从NCPs中筛选出可增强胶原交联的骨唾液蛋白来源的多肽序列NGV，接枝于PAMAM 端基；进一步将MMPs抑制剂——加拉定（Galardin）载入PAMAM内部空腔，构建PAMAM-NGV@Galardin（PNG）,并研究其对胶原的保护作用；在含胶原酶的仿真微环境中探究材料诱导脱矿牙本质仿生再矿化的能力；通过动物实验，检验材料在体内环境中抑制牙本质龋进展的能力；借助计算机分子模拟，揭示PNG对胶原的促交联作用机制，以及药物释放规律及机制；为临床牙本质仿生再矿化修复提供新思路和新技术（图1）。

图1

实验结果表明，PNG在酸性环境中比在中性环境中的药物释放更缓慢持久；该材料通过促进胶原交联，抑制胶原酶活性，发挥双重胶原保护作用，在有胶原酶的体外环境中实现了脱矿牙本质仿生再矿化（图2），在大鼠体内也有效抑制了牙本质龋的进展。分子模拟提示NGV多肽在PAMAM表面的空间区域形成协同运动的小团簇和畴区，进而限制胶原链运动，减小胶原间距离和夹角波动，使胶原分子集束更稳定，更有利于胶原交联（图3）；pH通过调节加拉定在载药系统中的自由能，以及与载体之间的非键相互作用作用，调节药物释放速率。PNG使防治牙本质龋的仿生再矿化技术进一步贴近了临床应用。

图2

图3

相关研究成果“A Dentin Biomimetic Remineralization Material with an Ability to Stabilize Collagen”近期发表在Small杂志。通讯作者为四川大学华西口腔医院李继遥教授和梁坤能副教授，第一作者为陶思颖讲师。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202203644

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（责任编辑：xu）

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