开发含有无定形磷酸钙和银纳米粒子的新型牙釉质粘接剂以预防正畸治疗中的脱矿

Developing a Novel Enamel Adhesive with Amorphous Calcium Phosphate and Silver Nanoparticles to Prevent Demineralization during Orthodontic Treatment.

作者信息Ao Jia, Pei Wang, Fei Tong, Ziqiang Chen, Yunyun Deng, Haiyan Yao, Lianguo Wang, Yifan Liu, Hongshan Ge
PMID36826876
发布时间2023-01-29
DOI10.3390/jfb14020077

实验完整度

包含材料制备、表征、抗菌实验、细胞毒性实验和剪切粘接强度测试,并进行了统计比较,但缺乏体内或临床验证,功能层面主要涉及抗菌和粘接性能,属中等完整度。

主要模型

变形链球菌(S. mutans) L929细胞 离体人前磨牙

重点核对

NPA填料添加比例(0.2 wt.%) 剪切粘接强度(11.89 ± 1.27 MPa)满足临床最低要求(7.8 MPa) NPA填料浓度(25、50、100 μg/mL)对S. mutans的抑菌效果 0.2 wt.% NPA粘接剂树脂块及浸提液的抗菌活性 NP填料浓度(10、20、50、100 μg/mL)的细胞毒性

摘要

在固定正畸治疗期间,白斑病变是与致龋菌相关的常见问题。本研究旨在构建一种含有无定形磷酸钙-聚多巴胺-银(NPA)纳米粒子填料的正畸粘接剂,以对抗白斑病变。制备了NPA填料,并通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征。评估了填料的生物相容性。通过菌落计数试验评估了填料对变形链球菌(S. mutans)的抗菌性能。将NPA填料以不同质量比(0、0.1、0.2、0.3和0.5 wt.%)与正畸粘接剂(Transbond XT)混合。随后进一步研究了剪切粘接强度和抗菌性能。结果表明,NPA制备成功,具有良好的抗菌性能。所有填料组的细胞存活率均高于70%,显示出良好的生物相容性。此外,含有0.2 wt.% NPA填料的正畸粘接剂的剪切粘接强度为11.89 ± 1.27 MPa,满足7.8 MPa的最低临床粘接强度要求。而且,正畸粘接剂树脂块及其浸提液表现出良好的抗菌性能,菌落数显著减少(p < 0.001)。综上所述,我们认为含有NPA的正畸粘接剂在预防和治疗白斑病变方面具有良好的应用潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
开发一种含有NPA填料的正畸粘接剂,以预防正畸治疗中白斑病变的发生,并评估其抗菌性能、生物相容性和剪切粘接强度。
核心机制
NPA填料中银纳米粒子释放的Ag+能够有效杀死粘附在树脂表面和周围环境中的变形链球菌,从而发挥抗菌作用;同时,Nacp可释放钙磷离子促进再矿化,PDA的邻苯二酚基团可结合Ca2+富集于牙釉质表面,促进再矿化,从而预防白斑病变。
主要证据
体外实验显示,0.2 wt.% NPA填料的正畸粘接剂剪切粘接强度为11.89 ± 1.27 MPa,满足临床要求;树脂块及其浸提液的菌落数均显著减少(p < 0.001);NP填料浓度高达100 μg/mL时L929细胞存活率仍大于70%,显示良好生物相容性。
研究意义
该研究提出的含NPA填料的正畸粘接剂制备简单,具有抗菌和再矿化潜力,有望用于预防和治疗正畸后白斑病变,但需进一步研究其口内环境下的粘接强度。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

NPA填料的制备

合成Nacp-PDA-Ag(NPA)复合纳米填料。

将Nacp在Tris缓冲液中超声分散,加入多巴胺盐酸盐溶液,室温搅拌12小时使多巴胺自聚合成PDA包覆Nacp,离心洗涤冻干得NP;再将NP超声分散于AgNO3溶液,室温搅拌4小时还原银离子形成NPA。

2

NPA填料表征

验证NPA填料的形貌、结构和化学组成。

使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对Nacp、NP和NPA进行表征。

3

抗菌粘接剂制备

制备含不同比例NPA填料的正畸粘接剂。

将NPA填料以0、0.1、0.2、0.3、0.5 wt.%的比例与Transbond XT混合,用调拌刀在玻璃板上混匀5分钟,去除气泡。

4

抗菌性能测试(NPA填料)

评估NPA填料对变形链球菌的抗菌效果。

将不同浓度NPA填料加入细菌悬液,厌氧培养后稀释涂板,计数菌落。

5

剪切粘接强度测试

评估含不同比例NPA填料的粘接剂与牙釉质的剪切粘接强度。

将离体前磨牙随机分组,酸蚀后粘接托槽,光固化,在万能试验机上以0.5 mm/min速度测试剪切粘接强度,并记录ARI评分。

6

粘接剂抗菌性能测试

评估含0.2 wt.% NPA的粘接剂树脂块及其浸提液对变形链球菌的抗菌效果。

制备树脂块,与细菌悬液共培养后,分别检测树脂块表面和浸提液中的细菌菌落数。

7

细胞毒性测试

评估NP填料对L929细胞的生物相容性。

将L929细胞与不同浓度NP共培养,采用AO/EB双染和MTT法检测细胞活性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
无定形磷酸钙纳米粒子Nanjing Duly Biotech Co., Ltd.--
盐酸多巴胺Shanghai Aladdin Co., Ltd.--
硝酸银Shanghai Aladdin Co., Ltd.--
L929细胞系Ningbo Mingzhou Biological Technology Co., Ltd.--
AO/EB双染试剂盒Beijing Runzekang Biological Technology Co., Ltd.--
MTT试剂Procell Life Science & Technology Co., Ltd.--
变形链球菌China General Microbiological Culture Collection Center--
脑心浸出液肉汤Guangdong Huankai Biological Technology Co., Ltd.--
正畸托槽Hangzhou Sinya Co., Ltd.--
Transbond XT粘接剂3M Co., Ltd.--
LED光固化灯----
酶联免疫检测仪----
SPSS软件SPSS Inc.--
OriginPro8软件----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
NPA填料制备
Nacp与多巴胺盐酸盐的比例、反应时间和温度;AgNO3浓度和反应时间。
阅读提示:Method 2.2
抗菌粘接剂制备
NPA填料添加比例(0.2 wt.%)、混合时间和制备后使用时限(30分钟内)。
阅读提示:Method 2.4
剪切粘接强度测试
牙体样本来源、数量(50颗)、分组(每组10颗)、酸蚀时间(30秒)、光固化参数(1200 mW/cm²,20秒)、水浴保存条件(37°C,24小时)、加载速度(0.5 mm/min)。
阅读提示:Method 2.5.1
抗菌性能测试(填料)
NPA浓度(25、50、100 μg/mL)、细菌浓度(1×10^8 CFU/mL)、培养时间(6小时)、稀释倍率。
阅读提示:Method 2.6.2
抗菌性能测试(粘接剂)
树脂块尺寸(直径6mm,高1mm)、光固化条件(每面20秒)、细菌浓度、培养时间(6小时)、超声处理时间(1分钟)。
阅读提示:Method 2.6.3
细胞毒性测试
细胞密度(8×10^4 cells/well)、NP浓度(10、20、50、100 μg/mL)、培养时间(24小时)、MTT浓度(5 mg/mL)和溶解液(DMSO)。
阅读提示:Method 2.7