紫外线照射防止牙本质粘接老化及其机制的研究

The major shortcoming of contemporary dentin adhesives is their limited durability. The main reason leading to the poor durability is that the exposed collagen in the dentin hybrid layers can deteriorate over time. Therefore, one of the effective methods to preserve dentin bond is to improve the physicochemical properties of dentin collagen and to improve its ability to resist enzymolysis. Ultraviolet irradiation is an effective method to improve the cross-linking degrees of collagen, therefore can strengthen the collagen network and can improve its ability to resist enzymolysis. Ultraviolet irradiation as a physical cross-linking method has been well studied in the tissue engineering field to strength recombinant collagen. Compared with chemical cross-linking agents, ultraviolet irradiation is non-toxic, simple and has no adverse effect on the adhesive chemicals. Our preliminary study showed that ultraviolet irradiation can increase the bond strength of an etch-and-rinse adhesive. The aim of this study was to evaluate whether Ultraviolet irradiation can be used as a physical cross-linking method to improve the bond durability of dental adhesives. The mechanism and dose-effect relationship of ultraviolet irradiation to cross-linking dentin collagen will also be studied to determine the optimal irradiation parameters and strategies.

牙本质粘接老化可导致充填体、修复体脱落和边缘继发龋坏，是目前口腔医学亟待解决的难题和研究前沿。导致牙本质粘接老化的主要原因是粘接混合层中的胶原纤维被牙本质内源的基质金属蛋白酶等所降解。因此提高混合层中胶原纤维的理化性能和抗酶解能力是防止牙本质粘接老化的有效途径。组织工程的研究提示使用化学交联剂和紫外线照射等物理方法可以提高人工重组的胶原纤维的交联度从而提高其机械性能和抗酶解能力。紫外线照射相比化学交联法具有无毒、简便、无化学添加、易于临床应用等优点。本课题组前期研究发现短时紫外线照射酸蚀脱矿的牙本质可以提高全酸蚀粘接剂的即刻粘接强度和抑制牙本质内源基质金属蛋白酶的活性。本课题将研究证实紫外线照射对牙本质粘接老化的抑制作用，探索其作用机制，确定紫外线照射与牙本质粘接抗老化的量效关系，确定适合临床应用的紫外线照射参数，最终建立一种简便、有效、具有良好临床实用性的防止牙本质粘接老化的手段。

项目背景：牙本质树脂粘接老化严重影响了牙本质粘接的长期效果，是目前牙本质粘接领域亟待解决的难题。研究证明牙本质树脂粘接老化有以下两个原因：1.混合层相较牙髓渗透压差大，易于吸收且目前主流粘接剂单体的亲水性造成混合层富含水分，树脂单体水解或者被酯酶分解。2.混合层未被树脂单体包裹的胶原暴露被自身金属基质蛋白酶（MMPs）或者半胱氨酸酶水解。为了提高牙本质粘接抗老化能力，目前的研究主要集中于：1.提高粘接单体的转化率和提高亲水单体的耐酯酶水解能力2.抑制基质金属蛋白酶等自身蛋白酶活性3.乙醇湿粘接配伍疏水性粘接剂的使用4.牙本质树脂粘接界面的生物再矿化5.胶原蛋白交联。牙本质中的有机物主要是I型胶原蛋白，由三条肽链组成的三螺旋结构，其分子间和分子内的交联决定了其理化性能。组织工程研究表明使用化学交联剂和紫外线照射等物理交联方法可以提高人工重组的胶原纤维的交联度从而提高其机械性能和抗酶解能力。Hayashi等的研究发现，紫外线（UVC）照射可以提高牙本质胶原纤维的机械性能和牙本质的抗拉强度。Cova等发现UVA结合核黄素预处理酸蚀后的牙本质可以提高全酸蚀牙本质粘接剂的粘接强度，抑制MMPs的活性。目前研究主要集中于UVA配伍光敏剂核黄素对牙本质树脂粘接性能的影响。紫外线根据波长的不同可分为短波紫外线，中波紫外线和长波紫外线。三种紫外线引起胶原纤维交联的机制并不相同。本课题意欲探索不同波段的紫外线对于牙本质树脂粘接的影响，进而优化紫外线照射参数。.研究内容：.1..UVA-核黄素对于牙本质机械强度的影响.2..不同波段的紫外线对牙本质树脂粘接的影响.3..紫外线对于牙本质树脂粘接的作用机制.重要结果：.1..未脱矿的牙本质条（0.4 × 1.2 × 4.0 mm）经过UVA-核黄素低剂量、中剂量、高剂量（UVA-核黄素分别作用10、30、60min），中剂量、高剂量组抗折强度明显提高。.2..UVA-核黄素与UVC-核黄素能够提高牙本质树脂粘接强度，但两者间未见明显差异。.3..根据拉曼光谱结果，推测光敏感核黄素经过紫外线照射形成自由基使得胶原交联，从而提高牙本质自身机械强度和提高牙本质树脂粘接强度。.科学意义： 紫外线-核黄素这种物理交联法通过提高牙本质胶原纤维的交联度来提高牙本质的机械强度和树脂粘接强度。该方法相比于目前国际上其它同类的物理或化学方法更加安全、简便，更加