釉质仿生牙体修复材料的模型构建

有机矿化模板设计和无机矿化离子供给方式是目前分子仿生学构建釉质仿生材料过程中尚待解决的关键问题。本研究拟通过构建 "类釉原蛋白寡肽"釉质仿生矿化模板，辅以"包裹钙/磷酸根离子的温度敏感性脂质体"供给矿化离子，进行釉质仿生材料的模型构建。首先通过"类釉原蛋白寡肽"溶液与"包裹钙/磷的温度敏感性脂质体"混悬液复合，激发"类釉原蛋白寡肽"自组装，形成纳米球状超分子结构，同时胶凝原位固化，仿生釉质形成过程中釉原蛋白凝胶基质。在此基础上将复合物置入模拟口腔温度环境中，热激发脂质体释放钙、磷酸根离子，仿生成釉细胞分泌钙、磷离子。最后再辅以直流电场的作用，促使钙、磷酸根离子定向移动，仿生釉质矿化过程中钙磷的定向输送。最终实现羟基磷灰石晶体在"类釉原蛋白寡肽"凝胶基质的调控下生长，完成釉质样晶体结构的自组装。本研究将为釉质矿化机理的研究、新型牙体仿生修复材料的研制、牙体疾病的防治奠定新的理论和实验基础。

项目围绕分子仿生构建釉质仿生牙体修复材料研究的关键科学问题：有机矿化模板和无机矿化离子供给方式设计，进行釉质仿生修复研究模型的构建，实现釉质病损的自愈性修复。研究依据釉质发育中最主要蛋白——釉原蛋白自组装和调控磷灰石晶体生长的分子机理设计了两种寡肽小分子——‘类釉原蛋白寡肽’矿化模板，仿生釉原蛋白对釉质晶体的调控作用。即“(Gln-Pro-Ala)4-Thr-Lys–Arg– Glu-Glu-Val-Asp”和“C18H35O-Thr-Lys-Arg-Glu-Glu-Val-Asp”，他们在Ca2+的诱导下，可以自组装为纳米球状结构或β-片层结构的纳米纤维，调控磷灰石晶体的形成。项目研究建立了下列3种釉质仿生修复研究模型：（1）‘类釉原蛋白寡肽’（釉质仿生矿化模板）与‘包裹钙、磷酸根离子的温度敏感性脂质体（供给矿化离子）’复合，釉质仿生矿化模型。通过“类釉原蛋白寡肽(Gln-Pro-Ala)4-Thr-Lys–Arg–Glu-Glu-Val-Asp”溶液与‘包裹钙/磷的温度敏感性脂质体’混悬液复合，将复合物置入口腔温度环境中，热激发脂质体释放钙、磷酸根离子加速，激发“类釉原蛋白寡肽”自组装，形成纳米球状超分子结构，同时胶凝原位固化，仿生釉原蛋白凝胶基质，实现羟基磷灰石晶体在“类釉原蛋白寡肽”凝胶基质的调控下生长，完成釉质样晶体结构的自组装。（2）类釉原蛋白寡肽’调控纳米无定型磷酸钙形成“液态多肽-纳米无定型磷酸钙矿化前驱体”模型，诱导釉质的仿生矿化。研究将一定浓度的寡肽分子“C18H35O-Thr-Lys-Arg-Glu-Glu-Val-Asp”加入到钙磷过饱和溶液中，形成相对稳定的多肽-纳米无定型磷酸钙矿化前驱体复合体。此矿化前驱体可以在脱矿的釉质表面形成釉质样结构。（2）载钙磷琼脂凝胶诱导釉质仿生矿化模型。根据釉质矿化过程是在凝胶基质的微环境中进行的现象，仿生构建钙磷离子或矿化前驱体在琼脂水凝胶中定向扩散的微环境，诱导釉质微结构的再生。.本项目为釉质矿化机理的研究，临床上釉质病损的仿生修复、釉质病损龋的早期修复、变色牙、牙齿发育性疾病的治疗提供了新的思路。.本项目目前共发表论文7篇，其中SCI收录2篇，EI收录1篇，中文核心1篇，中文统计源3篇。接受待发表论文2篇，其中SCI 1篇，中文核心1篇。已经成稿待发表SCI论文1篇，正在申请发明专利1项。