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四川大學李繼遙教授團隊 Small：一種具有膠原穩定作用的牙本質仿生再礦化材料

2022-08-25 來源：高分子科技

近年來，啟迪于生物礦化原理的仿生再礦化材料研究進展迅速，為牙體硬組織的微創修復提供了全新的材料。仿生再礦化模板的有效作用，尚需依賴于牙本質膠原結構的完整和穩定，其作為無機礦物生長的支架，是誘導仿生再礦化的前提。研究表明，口腔內大量存在的基質金屬蛋白酶（MMPs）通過酶解破壞膠原結構；而非膠原蛋白（NCPs）則能促進膠原交聯增強膠原基質穩定。因此，抑制MMPs活性、促進膠原交聯成為保證膠原纖維完整和穩定的有效策略。

近日，四川大學華西口腔醫學院李繼遙教授團隊從NCPs中篩選出可增強膠原交聯的骨唾液蛋白來源的多肽序列NGV，接枝于PAMAM 端基；進一步將MMPs抑制劑——加拉定（Galardin）載入PAMAM內部空腔，構建PAMAM-NGV@Galardin（PNG）,并研究其對膠原的保護作用；在含膠原酶的仿真微環境中探究材料誘導脫礦牙本質仿生再礦化的能力；通過動物實驗，檢驗材料在體內環境中抑制牙本質齲進展的能力；借助計算機分子模擬，揭示PNG對膠原的促交聯作用機制，以及藥物釋放規律及機制；為臨床牙本質仿生再礦化修復提供新思路和新技術（圖1）。

圖1

實驗結果表明，PNG在酸性環境中比在中性環境中的藥物釋放更緩慢持久；該材料通過促進膠原交聯，抑制膠原酶活性，發揮雙重膠原保護作用，在有膠原酶的體外環境中實現了脫礦牙本質仿生再礦化（圖2），在大鼠體內也有效抑制了牙本質齲的進展。分子模擬提示NGV多肽在PAMAM表面的空間區域形成協同運動的小團簇和疇區，進而限制膠原鏈運動，減小膠原間距離和夾角波動，使膠原分子集束更穩定，更有利于膠原交聯（圖3）；pH通過調節加拉定在載藥系統中的自由能，以及與載體之間的非鍵相互作用作用，調節藥物釋放速率。PNG使防治牙本質齲的仿生再礦化技術進一步貼近了臨床應用。

圖2

圖3

相關研究成果“A Dentin Biomimetic Remineralization Material with an Ability to Stabilize Collagen”近期發表在Small雜志。通訊作者為四川大學華西口腔醫院李繼遙教授和梁坤能副教授，第一作者為陶思穎講師。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202203644

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（責任編輯：xu）

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