柑橘黄烷酮与无定型纳米磷酸钙联合应用提高牙本质粘接持久性的作用和生物学机制

The enzymatic degradation of the exposed collagen in dentin bonding interface is the initiating factor of dentin bonding degeneration. The inhibition of collagen degradation and the remineralization of the exposed collagen are the keys to completely reverse the “fate” of collagen fiber. Preliminary experiments found that citrus flavanones might stabilize the dentin collagen fiber; nanoparticles of amorphous calcium phosphate (NACP) could release calcium and phosphorus ion to promote mineralization. There is still no research on the key problems, such as whether the combined application of the two parties can transform the exposed collagen of the dentin bonding interface into the mineralized tissue and improve the bonding durability, as well as the mechanism. In this project, the inhibitory effect of the citrus flavanones on matrix metalloproteinases and the protective effect on collagen will be explored, and the structure effect relationship will be analyzed. NACP will be prepared by spray drying method; particle size and the adding proportion will be screened. Then the preferable flavanone monomer and NACP will be applied in dentin resin bonding model in vitro and in vivo. The effect and mechanism of stabilization effect of citrus flavanones on dentin collagen fibers will be investigated via bond strength test, ultrastructure observation, mineralization analysis and immunohistochemical method; the regulation mode and mechanism of NACP on collagen mineralization will be deducted. This project is based on "stabilizing dentin collagen fiber" and "promoting collagen biomineralization" to improve dentin bonding durability; this double-way strategy provides new ideas to improve the longevity of resin bonded prosthesis.

牙本质粘接界面裸露胶原的酶解，是粘接退变的始动因素；只有抑制胶原酶解，并促进胶原矿化才能完全逆转粘接退变。课题组预实验发现柑橘黄烷酮可稳定牙本质胶原纤维；纳米无定型磷酸钙（NACP）缓释钙磷离子可以促进胶原矿化。二者联合应用可否将牙本质粘接界面裸露胶原改造为高强度的矿化组织，提高粘接持久性，及生物学机制等关键问题尚无研究。本项目拟研究柑橘黄烷酮对金属基质蛋白酶的抑制作用以及对胶原的保护作用，分析结构-效应关系。喷雾干燥法制备NACP，筛选粒径和添加比例。优选黄烷酮单体和NACP应用于在体/离体牙本质-树脂粘接模型，借助粘接力学、超微形态学、矿化物分析、免疫组织化学等方法，探讨柑橘黄烷酮稳定牙本质胶原纤维的作用及机制；推演NACP对胶原再矿化的调控方式和矿化机制。本研究将从“稳定牙本质胶原纤维”和“促进胶原生物矿化”双重途径提高牙本质粘接持久性，为延长树脂粘接修复体使用寿命提供新思路。

混合层中牙本质胶原的降解是粘接界面破坏的主要原因。保护混合层中暴露的胶原纤维，是提高牙本质粘接稳定性的有效途径。有研究显示柑橘黄烷酮类物质应用于稳定牙本质粘接界面的可行性。本研究检测三种柑橘黄烷酮桔皮素（Hst）、桔皮苷（Hsd）、柚皮素（Nge）对游离型和结合型胶原酶活性的影响，分析其抑制胶原酶活性的功能基团。并用柑橘黄烷酮处理牙本质胶原，观察胶原理化性能的变化，分析柑橘黄烷酮对牙本质胶原结构的影响，探索柑橘黄烷酮对牙本质耐脱矿性能的影响。同时合成纳米无定型磷酸钙（NACP）联合Nge进行粘接系统改性，评价新型粘接系统对牙本质粘接耐久性的影响，通过大鼠磨牙I类洞模型评价改性粘接系统对牙髓牙本质修复反应的影响。研究发现：1. Hst、Hsd、Nge对游离型胶原酶均有抑制作用，且随着浓度的升高抑制作用增强。三者的抑制程度无统计学差异，推测甲基化、糖苷化对柑橘黄烷酮的酶抑制能力无显著影响。 2. Hst、Hsd、Nge处理牙本质胶原后能够抑制胶原中结合型MMPs的活性，降低酶对胶原的降解，保护胶原的结构完整性。 3. Hst、Hsd、Nge处理牙本质胶原后能够增强牙本质胶原的机械性能，降低其吸水率，提高胶原抵抗胶原酶降解的能力，同时并不改变胶原的空间结构。4. Hst、Hsd、Nge预处理后，牙本质的脱矿程度显著下降，有效提高了牙本质的耐脱矿性能。5. Nge + NACP改性粘接系统，即刻粘接性能与对照组无显著差异，但老化后，粘接强度下降较少。说明实验粘接剂提高了粘接界面的耐久性。6. Nge + NACP 粘接系统减轻牙髓炎症反应，并促进第三期牙本质形成，可加速牙髓牙本质修复反应。综上所述，柑橘黄烷酮能够抑制MMPs活性并且可以对牙本质胶原进行生物改性，从而保护胶原不被酶降解。柚皮素同NACP复合应用改性粘接系统可以提高粘接耐久性并提升牙髓牙本质的修复反应。