黑人牙膏讲学金2012年度方案书15彬

牙膏”创新奖学金项目报告书E-彬（团队申请时全部申请人均应提供及进行彬龋病是一种由口腔中多种因素复合作用所导致的牙齿硬组织进行损，表损的演变过程。其特点是高，分布广。一般平均龋患率可在50％左菌体内DNA的转录，从而抑制细菌的繁殖，具有天然长效抗菌功效。龋齿自修复成分——掺锶聚磷酸钙3-离子连接。CPP的聚合物主链以-P-O-P-为主。CPP性能—高的硬度和强度，又有高分子材料的特—材料的聚合度等结构参数对其性能进行影响；也可以利用钙离子与--O-以离子磷酸钙（CPP）的-O-P键具有独特的仿生功能，降解时可释放具有活性类似TP锶元素是必需微量元一，能促进骨的形成，增强骨的强度，抑制骨吸收和刺激骨形成。同时锶元素还具有防龋齿的功效。为了提高材料的防龋自修复功能，我们在聚磷酸钙中掺进能抗龋的锶元素，了新型防龋自修复材料——掺锶（）。天然抗菌成分——羧甲基壳聚糖壳聚糖具有良好生物相容性、降解性，有止血、促愈合和良好的抑菌作用，因而成为近年来、食品、化工研究工作者的研究热点之一，同时在口腔护理中也有应用。由于其水溶性很差，须溶解在酸溶液中，这使其应用范围受到了限制，而pH.5羧甲基壳聚糖是壳聚糖经不同方式的羧甲基化反应后的水溶性壳聚糖衍生物。壳聚糖分子量从大变小的过程，分子间和分子内的氢键相对减弱，从刚性有序结构逐渐向柔性无序结构转变，反应容易进行，从而取代度从小变大，反应生成的羧甲基壳聚糖都具有良好的生物降解性、生物相容性，且无毒副作用。羧甲基壳聚糖抑菌机理一般认为是通过小分子的渗透进入细胞体内，吸附细胞体内带有电荷的细胞A抗龋自修复牙膏中掺锶聚磷酸钙具有具有对骨缺损自修复功能，同时其还具有可控降解速率和生物相容性好等优点。同时，加入适量的锶能促进成骨细胞的增殖，抑制骨吸收，从而加速骨修复，并能一定程度提高牙齿的强度和韧性。具有抗龋和自修复功能。天然长效抗菌牙膏中羧甲基壳聚糖成分通过其小分子的渗透进入细胞体内，吸附细胞体内带首次提出采用牙膏对龋齿进行修复功能。通常情况下，人们发现龋齿以后会去医院进行修补，费时费力。而本设计将具有骨缺损修复功能的掺锶聚磷酸钙成分加入到牙膏中的新型牙膏有望通过最简修复抗菌多功能合一为了长效保持修复效果，本设计将具有长效抗菌功能的羧甲基壳聚糖成分加入牙牙长，齿果。1.细胞毒性ROS17/2.8成骨细胞与本设计材料复合培养后发现，细胞能显著增值，材料不具细胞毒性（见报告3.2.1）。成骨细胞相容性ROS17/2.87天后发现，细胞的碱性磷酸酶活性明显提高，优于目前的羟基磷灰石材料（见报告3.2.2）。牙髓细胞相容性—将牙髓细胞与本设计材料复合培养后发现，随着时间的增加30天时，细胞层已经基本覆盖了二分之一。30天后牙髓细胞已经基本覆盖了材料表面。材料具有良好的牙髓细胞相容性（见报告3.2.3）。桡骨骨缺损自修复—将本设计材料植入兔桡骨骨缺损后，未见明显的炎症反应和坏死，具有良好的生物相容性，并且在材料多孔结构中形成了大量的骨小梁，有血（31）。缘结合紧密。随着材料的降解，伴随着新生骨长入（见报告3.3.2）。本设计的新型牙膏执行新(GB8372-2008)。同时本设计的新型牙膏不同时牙膏的生产按照《牙膏产品生产实施细则》、《中民产品质量法》、《中民行政法》、《中民食品卫生法》、《中民工业产品生产证管理条例》、《中民工业产品生产许可证管理条例实施办法》等的规定进行指导。知识情况(如本方案涉及知识的，请在右侧标注其状态，并对应用国家等进行详细申请人本科所在长期从事骨缺损自修复材料的开发研究，并在国际上首次提出掺锶聚磷酸钙的骨修复功能。在骨修复材料领域biomaterials等上高水平50余篇，申请专利10余项。申请人在掺锶聚磷酸钙骨修复领域公开文章9篇，并在大学生创新实验计划的支持下将掺锶聚磷酸钙材料投入动物临床试验（见报告书3.3）。申请人（包括个人及团申请人已详细阅读《“牙膏”创新奖学金申请指南》及《“牙膏”创新奖学金领取协议》、对该等文件完全理解、同意履行、及受其约束。申请人特别确认及承诺受《“牙膏”创新奖学金申请指南》中“特别”及“权利归属”条日期：2013531彬航空航天大学化学与环境第一章抗龋牙膏研究进 龋齿的形 防龋材料及其技术进 氟化物防 纳米羟基磷灰石防 免疫防 天然药物防 第二章新型抗龋自修复牙膏的设 牙膏的设 牙膏配 牙膏的工艺操 主要成分分 牙齿自修复成分——掺锶聚磷酸 天然抗菌成分——羧甲基壳聚 主要功能介 抗龋自修 天然长效抗 第三 自修复成分——掺锶聚磷酸 掺锶聚磷酸钙的物理化学性 降解性 矿化性 掺锶聚磷酸钙的生物相容 细胞毒 成骨细胞相容 牙髓细胞相容 掺锶聚磷酸钙的自修复功 修复骨缺 口腔颌面的自修 第四章长效抗菌成分——羧甲基壳聚 羧甲基壳聚糖简 水溶 成膜 降解 羧甲基壳聚糖作为牙膏成分的主要功 抗菌功 保湿功 生物安全 第五章结 参考文 第一章抗龋牙膏研究进展龋病（dntalries）俗称蛀牙病，是牙体硬组织在以细菌为主的多种因素的共同作用下，受牙菌斑的酸蚀作用而形成缺损的一种慢性疾病，是危害人类健康的常见多发病。龋病病因学主要理论有：因素学、生态学理论以及生物电化学理论等[1]。其中因素学是目前公认的致龋理论（见图11），该学说认为龋病是一种多因素疾病，主要包括致龋菌、口腔环境、宿主和时间四种因素。变形链球菌等致龋菌的存在并在牙齿表面形成牙菌斑是龋病发生的首要条件，蔗糖等致龋性食物被菌斑内的致龋菌利用产生酸，这些酸在牙面长时间停留，将牙齿硬组织溶解使之脱矿，并破坏有机质产生龋病。上述诸因素相图1-1龋病因素理论图生态学理论[2]认为与龋病发生有关的细菌都是口腔正常微生物群，在正常生理状态下不发生疾病；由于口腔生态环境的变化，正常细菌与宿主之间的生理性组合改变为病理性组合，口腔生态失调，正常细菌成为条件致病菌，引起龋病。该理论认为龋病防治应该从改变口腔环境、恢复口腔细菌的生理性组合上述诸理论对龋病的致病病因从不同的角度给予阐述，其共同的观点都认为致龋菌及其牙菌斑是致病的根源，因此龋病防治必须以清除口腔致龋菌及牙菌斑为，有效切断龋病形成的链条[4]：1）清除口腔致菌及牙菌；减少致龋食物；（3）增强牙齿的抗酸腐蚀能力。口腔致龋菌主要包括变形链球菌、远缘链球菌、血链球菌、粘性放线菌及乳酸杆菌等，牙菌斑是粘附在牙齿表面或口腔其他软组织上的微生物群，是致龋菌附着在牙面上的一种复杂的生态结构。牙菌斑不易彻底清除，而且清除后还会不断地在牙面重新形成，菌斑控制就是去除菌斑并防止菌斑在牙面再次形成。由于牙菌斑的生长是连续的，刷牙后残余的菌斑将在短时间内大量增殖，牙菌斑即使被完全清3～4h防龋材料及其技术进展氟化物50多年的历史，是目前最广泛采用中最常用的是含氟牙膏，目前国内市场销售含氟牙膏超过50%，临床研究证实日常使用含氟牙膏刷牙可以使龋病下降30%。氟的防龋机理主要表现在：牙齿HAP发生置换反应，形成氟磷灰石，降低牙釉质的pH值降低时释放氟离子，并与釉质中的HAP置换形成抗酸蚀能力更强的氟磷灰石。氟化钙成为一个由pH控制的氟源，对抑制牙釉质的脱矿和促进脱矿牙菌与牙面之间不能以“钙桥”的方式结合，使菌斑数量减少[5]。实验表明[6]15mg.L-1的氟可抑制菌斑产酸，使菌斑pH值明显升高。还有研究认为[7]氟主要作用龋菌细胞内糖代谢过程的某些酶如烯醇化酶、磷酸化酶等，使糖代谢虽然氟化物防龋已取得明显效果，但随着氟化物的应用，其毒副作用也渐渐[]。吸收过量氟后导致氟（Fuoois），主要的病症就是氟斑牙和氟骨症。氟斑牙（mottldnmel）又叫斑釉，儿童牙齿发育钙化期因摄入过量氟危害牙胚造釉细胞，导致釉质发育不全而失去光泽，出现白垩色斑点或黄褐色斑块。氟骨症（mottldbone）是因摄入的氟含量过高，导致骨骼变厚变纳米羟基磷灰石HAP95%以上，具有良好的生物活性和生物相容性。HAP安全无毒、用于骨缺损修复和齿科手术[10]。当HAP的尺寸达到纳米级时将表现出独特性nano-HAP的研究已成为生物医用材料领域非常重要的课题[11,12]。nano-HAP与骨骼和牙齿中的HAP结构、晶型非常相似，与普通HAP相比1-2再矿化性12mm质是中最硬的组织，主要成份为羟基磷灰石。饮食后食物残渣在细菌的作用下酵解为酸性物质，使局部牙齿表面pH降低，溶解牙齿矿物质，即发生牙齿脱矿。溶解后的矿物质唾液冲走，可在牙面形成大小不等的圆形釉面空隙[13]，牙齿中的有机物在外，色素沉积后致使病牙的牙本质变为褐色、黑褐色甚至黑色。同时，在这些破损和缺口的地方，往往容易产生牙垢，而且不易脱落，长期下去就会变成附着在牙齿上的牙石，牙石沉积可造成牙龈炎和口臭[1]。牙釉质的再矿化就是龋坏的釉质表面重新形成羟基磷灰石或氟羟磷灰石晶体的过程。实际上釉质表面存在着磷酸钙盐的沉淀——溶解平衡，即处于脱矿和再矿化的频繁交替过程中[15]。如再矿化强于脱矿，则龋病有愈合的可能，2+P43-FpH值等因素的影响。因此，—、P子的浓度，推动羟基磷灰石的溶解—沉淀平衡向形成羟基磷灰石结晶的方向移动。许多研究者采用不同制剂来治疗和预防牙齿脱矿[7,16]Smalma]研究了用含氟化物的玻璃离子水泥预防牙脱矿和再矿化，结果发现尽管含氟制剂能够防止脱矿的进一步发生，但不能使已经脱矿的牙再矿化。羟基磷灰石特别是高活性的纳米级羟基磷灰石不仅可中和口腔中的酸性物质，其较高的溶解反应可极大地提高唾液中aP离子的浓度，从根本上预防脱矿的发生，同时纳米级的羟基磷灰石可直接封闭因脱矿而形成的釉面空隙，具有优良的再矿等[17]研究了纳米羟基磷灰石在体外的牙齿的再矿化效果，用显微镜和扫描电子显微镜观测了再矿化后的牙齿表面。结果发现，经纳米羟基磷灰石处理后，牙釉面显微硬度上升，晶体光性改变，釉面空隙减少，表面光滑，比对照组有显著的再矿化作用。吸附作HAPHAP1.41.6倍；对脂类的吸附也远高于氧化铝和云母对脂类的吸附重量。HAP本身无抑菌作用，但对细菌具有较好的吸附性能。Schilling等[14]用化学沉淀的方法在96HAPHAP对细菌的粘附活性，发现金色链球箘、纳氏放线箘、粘性放线箘和变形链球菌均吸附到HAP上。尤其HAP对细菌的吸附具有选择性，Andreadis等[19]研究发现，HAP对放线杆菌的吸附量是金色葡萄球菌的10倍，而且HAP对放线杆菌的吸附是不可逆的。Tatsuo等[20]通过酸碱反应法制得非化学计量比的掺锶羟基磷灰石，并研究其在常温下吸附二氧化碳的性能。研究表明，(Ca+Sr)/P<1167CO2吸附量明显小于化学计量比(Ca+Sr)/P=1167的掺锶羟基磷灰石。Kazuhiko等[21,22]对比研究了纯的羟基磷灰石(HAP)、纯的羟基磷灰锶(SrHAP)和含锶钙不同比例的掺锶羟基磷灰石(SrCaHAP)对溶菌酶的吸附情况，吸附量随Sr/(Ca+Sr)的脱敏性牙齿过敏是一种常见的口腔疾病，其表现为牙齿表面受到热、渗透、碰击或者吸入的空气的刺激引起的酸痛。通常，牙釉质和牙骨质保护牙本质，使其不受外界刺激，但当患牙因生理性磨耗、楔状缺损、牙釉质发育不全、牙龈萎缩、病理性牙本质折断以及外伤性牙本质折断等诸多疾病导致牙本质时，牙本质的部分受机械、温度或甜酸等食物的刺激，牙本质小管内的牙本质液外流而产生了牙齿异常酸软疼痛的感觉，这就是牙齿过敏。牙齿过敏的治疗牙齿过敏症的发病机理主要有三种[15]，其中液体动力学说被广泛接受。该理论认为用于牙质外部的刺激引起了牙本质小管内容物向内或外的流动，这种异常的流动被传递到牙髓，从而引起牙髓神经纤维的兴奋，产生痛觉。根据这个理论，减少牙质内的液体流动，是治疗牙本质过敏的根本途径。的效果[23,24]，Kawasaki等[25]用含六氟硅酸钙的磷酸钙沉淀法在牙齿表面生了牙小管，使牙小管的渗透性下降96%。Kawasaki[25]认为，采用磷灰石折出Sugea等[26]用含氟化钠的磷酸钙沉淀研究了牙小管的封闭效果，扫描电子显微镜观察，沉淀深入牙小管内10μm，牙本质的渗透性下降了98.8%，经X-射线粉末衍射分析表明沉淀为磷灰石晶体。增白性牙釉质层是牙齿的保护层，其摩氏硬度为7，为乳白色，当有色物质渗入纳米羟基磷灰石是白度高的柔软材料，其摩氏硬度为5，它能单独作为牙膏磨Niwa等[28]研究了含羟基磷灰石牙膏对牙齿的美白效果，通过实验，他们发现，在牙膏中加入羟基磷灰石并不改变其磨擦性能，但显著地增加了牙膏的美白效果，而且这种效果随着羟基磷灰石含量的增加而增加。Niwa认为[2]，含羟基磷灰石对牙膏的美白性能并不是其对发牙齿表面的磨擦性能导致的，而是羟基磷灰石对牙面的矿化作用，增加了牙面的致密程度，从而改善了牙齿的免疫4060年代国外学者即开始了防龋的探索，积累了大量的理论与实践成果，期望通过接种某种防龋，有效地致龋菌在宿主口内的粘附与定殖，达到预防龋齿的目的。近年来，运用免疫学控制龋病更为其研究的热点，免疫防龋包括主动免疫与免疫为[4]。目前研究的防龋主要包括全菌、工程亚单位、合成肽、以细菌为载体的重组和DNA等。主动免疫防龋已大量的啮齿类和灵长类动物实验中取得了成功，但在正式应用于前必须先进行临床研究，以证实其对的安全性和有效性，而防龋还缺乏这方面免疫防龋指直接应用特异性抗体来中和、对抗病原体。免疫的措施包括在牛奶或鸡蛋黄中产生针对变链菌的抗体、以及利用工程技术在植物体内产生类似于的S-Ig抗体等[4]。免疫避免了主动免疫可能存在的天然药物80年代以来，天然药物防龋受到国内外学者的广泛关注，许多学者鞣质类化合物又称为丹宁(tani)是存在于植物中一类分子较大的复杂多元酚类化合物。研究表明，五倍子、丹皮、熊果等水解鞣质，茶叶、槟榔等缩合鞣质，都具有很强的抗龋能力[30,31]，其中茶多酚、五倍子是近年来研究较多的天然防龋物质。茶多酚具有抗菌、抗氧化等作用。已有许多研究证实，茶多酚能抑制致龋菌的生长、产酸及其在牙面的粘附和，同时增强牙体硬组织的抗酸能力，从而减少龋病的发生[32,33。近年来对茶多酚金属配合物的研究已有，其中茶多酚银、茶多酚锌配合物可激活特征活性基团，具有比茶多酚更强的活性[34]。五倍子主要成份为水解性鞣质没食子鞣酸，其提取物在较低浓度时可抑制变形链球菌、粘性放线菌等口腔主要致龋菌，减少致龋菌在牙齿表面的粘附[35]。研究还证实五倍子的没食子鞣酸成份能通过抑制致龋菌产生水不溶性胞外多糖的葡糖基转移酶(GTF的活性，从而影响致龋菌的生长代谢。黄酮类化合物（flavonoids）广泛分布于天然动植物药中，如檞皮素、蜂等。蜂胶的提取物内的黄酮类化合物，可抑制变形链球菌、内氏放线性[36]。木脂素是一类在分子体内由双分子苯丙素衍生物聚合而成的化合物，具有多种生物活性，如厚朴的主要防龋成分为厚朴酚及其异构体和厚朴酚，实验证实厚朴酚对变形链球菌等口腔主要致龋菌具有良好的抗菌作用[37]。生物碱（lkloids）是生物体内一类含氮有机化合物的总称，有类似碱的性质，如小檗碱、两面针碱等。第二章新型抗龋自修复牙膏的设计牙膏作用原质量份数122多聚在配方中找们加入4％的纳米羟基磷灰石，并代替部分轻质碳酸钙作摩擦剂。同时加入0.5份的羧甲基壳聚糖替代部分的羧甲基纤维素作为牙膏的天然牙膏的工艺8—24小时，制得胶水。气(真空度≥-0.094MPa)，然后进行罐装。pH值，量和香味，卫生指标，稳定性及毒理性实验主要成分分析牙齿自修复成分——掺锶聚磷聚磷酸钙（PP）是一种新型的磷酸钙陶瓷，由磷酸二氢钙通过分子间缩聚反应生成的，这种聚合物不同于一般的有机高分子聚合物，它的支链结构不是由简单的共价键连接而成，而是通过P43-离子连接。PP的聚合物主链以-PP-为主。PP具有无机材料的一般性能——高的硬度和强度，又有高分子材料的特点——大分子链，对材料的一般性能有重要影响。它既可以利用聚合物的特性，改变材料的聚合度等结构参数对其性能进行影响；也可以利用钙离子与PO-以离子键相互结合。由于其生物相容性好，聚磷酸钙已成为近年来研究的热点。而且聚磷酸钙（PP）的PP键具有独特的仿生功能，降解时可2-2CPP锶元素是必需微量元一，能促进骨的形成，增强骨的强度，抑制骨吸收和刺激骨形成。同时锶元素还具有防龋齿的功效。为了提高材料的防龋自修复功能，我们在聚磷酸钙中掺进能抗龋的锶元素，了新型防龋自修复材料（SP）。天然抗菌成分——羧甲基壳因而成为近年来、食品、化工研究工作者的研究热点之一，同时在口腔护pH5.5的临界值容易造成牙齿脱矿，这样也菌体内DNA的转录，从而抑制细菌的繁殖。主要功能介绍抗龋自天然长效体内DNA的转录，从而抑制细菌的繁殖。具有天然长效抗菌功效。第三章自修复成分——掺锶聚磷酸钙掺锶聚磷酸钙的物理化学性能降解3-1SCPPTris30d后表面的扫描电镜。在Tris溶液中降解30d后，材料表面出现大量的孔洞，粒子间连接颈开始断裂，表明它们有一定的降解。材料原先平均直径3mm左右的晶粒已经完全降解为更细小的颗粒，并在各自材料的表面形成一层Ca-P沉积物矿化积形成晶核，之后通过离子交换或吸附不断吸收附近溶液的钙磷离子，最后长成沉积物颗粒。可见矿化性能与材料表面粗糙度和表面电荷分布有关，复合掺杂破坏了材料微观结构和电荷平衡，这对材料表面电荷影响更为显著，增强了表面吸附溶液中离子的能力。而微观结构的破坏使材料晶粒变小，晶界密布，这些区域一是阻碍了溶液流动和离子扩散，能保持较高的局部浓度，另一是界4]。35d1%SCPP表面有簇状为5%的SCPP表面的沉积物一些，而掺杂比例为12%的SCPP表面则是由掺锶聚磷酸钙的生物相容性细胞细胞相对增殖度(Relativegrowthrate，RGR)则是材料细胞毒性评估中的一个重MTTRGR，并将细胞相对增殖率换算成毒性分级1-5级，来评估实验材料的细胞毒性。图3-3不同掺锶量SCPP材料的细胞增殖情况比较图。图中代表具有统计学显著增加，代表具有统计学显著减少（P<0.05）。33OS17/2.8SPP6胞增殖情况。从图中可以看出，在第一天时，与未加任何材料的空白对照组、TPASPP复合培养后的增殖情况基本无显著差异；但从第二天开始，就逐渐体现出一些差异，结合第二天到第六天的数据可以看出，未加任何材料的空白对照组、TP和HA相比，经统计学分析，010％表现出8090％的时候，表现出显著减少[41]。成骨细胞相成骨细胞作为直接成骨的细胞，是骨组织工程中典型的细胞来源。成I型胶原分子的长轴方向结合到胶原分子的侧链的胶原氨基酸残基上，形成羟基磷灰石结晶，钙化形成新骨[42]。与其他细胞相比，成骨细胞的ALP功能，ALP是成骨细胞分化的重要标志物之一，ALP活性越高，说明前成骨细胞向成熟成骨细胞分化越明显[43,44]3-0-40100ALP活性明显高于空白对照组和HA，当锶含量为0.5-10％时，明显高于空白对照组、TCP和HA，其中1％最高[45]。图3-4不同掺锶量SCPP材料的碱性磷酸酶活性比较（表示与空白对照组相比，具有显著增加；表示与空白对照组相比，具有显著减少）图340.510AP活性均明显高于空白对照组、TP1％最高。与羟基磷灰石（A）相比，0.510％SPP显著增加的原因如下：SPP是可以降解的，在降解的时候释放出钙、磷、锶以及小分子链的聚磷酸根阴离子，因此可以为细胞的生长提供钙、磷等元素；而HA基本是不降解的[4648]，虽然生物相容性好[4951]，细胞与之接触后不会产生毒性反应，但A不会促进细胞生长；另一方面，随着材料的降解，掺锶聚磷酸钙的聚合物主链P-发生断裂，释放出来的能量图3-5成骨细胞在多孔1％SCPP材料表面生长的SEM（20天通过扫描电镜（SE）1％SCPP材料上生长情况后发现，在第5天时，材料表面覆盖的细胞数量不多，材料表面形态清晰可见，细胞呈纺锤形，在材料表面铺展良好，同时细胞与材料结合紧密，细胞的伪足紧紧地10盖，在一些孔中可以看出细胞复层生长良好；在一些细胞密集的地方可以看到15已经长满细胞，另外一些孔也基本被细胞所填满，细胞分泌出大量的细胞外基20天时，材料表面基本被细胞层所覆盖，已经看牙髓细胞相图3-6牙髓细胞在多孔SCPP材料上生长的SEM（20天通过扫描电镜（SE）1％SPP材料上生长情况后发现：第7天时，材料表面覆盖的细胞数量不多，材料表面形态清晰可见，细胞与材料结合紧密，细胞呈长条形，在材料表面铺展良好。有钙盐颗粒沉积细胞20长条形，可以看出细胞在孔中三维生长良好，同时细胞分泌出细胞外基质，并[]。图3-7牙髓细胞在多孔SCPP材料上生长的荧光染色牙髓细胞在多孔1％SCPP材料上生长的荧光染色显示，随着时间的增30天时，细胞层已经基本覆盖了二分之一的孔。30天后牙髓细胞已经基本覆盖了材料表面[52]。掺锶聚磷酸钙的自修复功能修复骨图3-8标本取出后的动物临床试验表明，术后三个月时，CPP1％SCPP术区颜色接近周围正3-9为不同材料修复兔桡骨骨缺损术后16X线观察。自左依次为，l，SM与宿主量自然连接，材料模糊不清，髓腔再迁。2，CM与宿主骨自然连接。仅见少量材料。髓腔部分再通．3，S与宿主骨自然连接，可见少量材科。髓腔部分再通．4，c与宿主骨连接，可见较多材辑．髓腔小部再通．5，HM与宿主骨连接，材料被骨瘕包裹，骨瘕未完全塑性．6．H与宿主骨连接，材料周围有动物实验结果表明，SPP这种新型的生物材料植入动物体内后，未见明显的炎症反应和坏死，具有良好的生物相容性，并且掺锶后新骨生成快于未掺锶的PP，在未加入生长因子的情况下，1％SPP材料多孔结构中形成了大量的口腔颌面的自X射线观测兔下颌骨缺损修复情况可以看出[54]：SPP修复组，部分材料降解，新生骨长入，材料与周围骨组织边缘结合紧密，交界处模糊不清，但材料体积无明显减小；A修复组，材料与骨断端界限清晰，无明显成骨现象，3-10不同材料修复兔下颌骨骨缺损术后苏木精-组织切片苏木精伊红染色显示[54]：SPP在4有骨痂生料少量降解且周围有新骨生成，无中性粒细胞、淋巴细胞；8周后材料进一步降解，长入孔中的骨小梁明显增多，可见较为成新生骨组织；12大量新生骨长入骨缺损区，新生骨小梁改建成为更致密的板层骨。这是说明掺锶聚磷酸钙降解出来的钙、磷沉积，从而促进了类骨质的形成，材料不仅能起到支架作用，同时还能为新骨的生长提供足够的钙、磷来源。相对于目前临常用的PP，KSPP降解速率快，成骨效果好。A在修复骨缺损的过程中，生物相容性好，但降解缓慢，或几乎未见讲解。PP修复骨缺损的过程中，生物相容性好，但降解缓慢，促进骨形成的作用弱于SPP在试验结果表明，SPP。第四章长效抗菌成分——羧甲基壳聚糖羧甲基壳聚糖简介甲壳素(Chitin)是自然界中含氨基的均态多糖之一，广泛存在于甲壳类动物中，是仅次于纤维素的天然高分子化合物。壳聚糖(Chitosan)是甲壳素脱乙酰基产生的主要衍生物。羧甲基壳聚糖(CM-chitosan)是壳聚糖经羧甲基化反应壳聚糖具有良好生物相容性、降解性，有止血、促愈合和良好的抑菌作用[55]，因而成为近年来、食品、化工研究工作者的研究热点之一，同时在口腔护理中也有应用。由于其水溶性很差，须溶解在酸溶液中，这使其应用范pH5.5样也限制了其在口腔护理方面的应用。在研究中发现，水溶性壳聚糖衍生物与纤维素的相容性远好于壳聚糖，有利于进行牙膏配方设计。所以水溶性壳聚糖衍生物已成为一个逐渐热门的研究方向。水溶性壳聚糖衍生物种类很多，包括羧甲基壳聚糖、异壳聚糖、季铵化壳聚糖、磺化羟丙基壳聚糖等。本文仅讨论性能较好，制造相对容易的羧甲羧甲基壳聚糖是壳聚糖经不同方式的羧甲基化反应后，由于壳聚糖分子中ONO羧甲基壳聚糖，N，-羧甲基壳聚糖为主要产物。由羧甲基在壳聚糖链上的取代位置分布表明，羧甲基化反应优先发生在羟基上，其次才在氨基上进行取代[56]。壳聚糖分子量从大变小的过程，分子间和分子内的氢键相对减弱，从刚性有序结构逐渐向柔性水溶性大大增强，取代度大于0.6的羧甲基壳聚糖易溶于水，随着取代度的提N，O-羧甲基壳聚糖除在pH=2~6的范围内不溶外，其它pH条件下均可溶解。O-羧甲基壳聚糖的溶解性能与条件密切相关，在0~20oC由壳聚糖与氯乙酸作用的羧甲基壳聚糖在所有pH范围内都是可溶的，而反应温度高于20oC后的羧甲基壳聚糖，在pH为7左右时出现不溶区，而N-羧甲基壳聚糖在所有pH范围内都是可溶的[58]。羧甲基壳聚糖有较好的成膜性，Zhang等的O-羧甲基壳聚糖/海藻酸共混膜，由于O-羧甲基壳聚糖中的-NH3+与海藻酸中的-COOH基团之间强静电力壳聚糖作为组织工程材料应用广泛，但高脱乙酰度的壳聚糖在无内降解缓慢，羧甲基壳聚糖克服了这个不足[59]，等[60]采用快速冷冻干燥法制备了羧甲基壳聚糖膜并将其植入兔背部肌肉，结果显示，羧甲基壳聚糖膜4周保持完整，16完全降解，而且随着膜的降解，炎症反应逐渐减轻，周围组织无不良反应，等[61]研究了不同取代度羧甲基壳聚糖体外酶降解的速度，与壳聚糖相比不同取代度羧甲基壳聚糖均有更好的生物降解性且随取代度提高，生物降解速率加快。抗菌羧甲基壳聚糖的抑菌作用可能有以下几种机理[62]：一是药物通过吸附在细胞表面形成一层高分子膜，营养物质向细胞内的，或药物吸附在细胞膜表面，改变了细胞膜的选择透过性，致使细胞质流失，细胞质壁分离，从而起到抑菌杀菌作用．二是药物渗透进入细胞体内，吸附细胞体内带有电荷的细胞质，发生絮凝作用，扰乱细胞正常的生理活动，或阻断细菌体内A的转录从而抑制细菌的繁殖。，O-与分子量之间的关系密切，随着分子量的降低，抑菌效果显著提高[63]。分子10×1041×104菌活性明显增强。这种情况也说明了其抑菌机理有可能是通过小分子的渗透进入细胞体内，吸附细胞体内带有电荷的细胞质，发生絮凝作用，扰乱细胞正常A一般认为，C-2位上的氨基对羧甲基壳聚糖的抗菌具有重要作用，氨基含量越高，其抗菌作用越强。O羧甲基壳聚糖N位上没有发生取代反应，氨基含量相对较高，因而其抗菌活性明显增强[62,63]。LiuXF等[64]对比壳聚糖、N，O-羧甲基壳聚糖、O-羧甲基壳聚糖抗菌活性，发现O-羧甲基壳聚糖具有比壳聚N，O-羧甲基壳聚糖更好的抗菌活性。N-羧甲基壳聚糖由于氨基含量的减少而显示出较低的抗菌活性。而取代度对O-羧甲基壳聚糖的抗菌性有较0.3~0.6范围内，O-羧甲基壳聚糖具有较强的抗菌性;当取代度大于或小于此范围时，O羧甲基壳聚糖的抗菌性均有所下降。而取代度对N，O-羧甲基壳聚糖抗菌活性的影响不明显。随着浓度的增大，羧甲基壳聚糖的抗菌活性明显增强[65]。浓度0.05%37.5%pH值的影一般研究表明，弱酸性条件(pH=5.8~6.3)有利于羧甲基壳聚糖的抗菌作用，高于或者低于此pH值，则其抗菌性能会明显下降[66]。羧甲基壳聚糖-NH2与H结合以-NH+的形式存在而显示出良好的抑菌效果。pH值升高，-NH+数量下降，抑菌效果下降;pH值降低时，-NH+数量不变，多余的H 糖聚阳离子对菌细胞的作用降低，但仅羧甲基壳聚糖阳离子能与细胞膜结合并改变细胞的通透性达到抑菌效果。10mMNa、Mg2+Ca2+N，O-羧甲基壳聚糖对大肠杆菌的抑制作用[67]N，O-羧甲基壳聚糖抑菌活性的顺Ca2+Mg2+Na。理论假设认为是二价金属阳离子抑制了羧甲基壳聚糖对带负电荷的细胞中物质的渗透和吸附，导致抑菌活性的保湿保湿性能随分子质量增大、取代度增高而增强;分子质量介于0.56×104~8.生物安通过采用细胞生长抑测定羧甲基壳聚糖的细胞毒性，以细胞的相对增殖率为评价依据，如表4-1所示。研究发现羧甲基壳聚糖在细胞培养的第2、4、7天，细胞相对增值率皆大胞(L929)的生长[68]。因此可以认为，羧甲基壳聚糖无细胞毒性[69]。3-2第五章结论龋病是一种由口腔中多种因素复合作用所导致的牙齿硬组织进行损，表质损的演变过程。其特点是高，分布广。一般平均龋患率可在50％在本设计中，我们通过将掺锶聚磷酸钙和羧甲基壳聚糖成分加入到牙膏中出一种新型的防龋自修复长效抗菌牙膏。牙膏中掺锶聚磷酸钙具有对骨缺损自修复功能，同时其还具有可控降解速率和生物相容性好等优点。加入适量的锶后，其更能促进成骨细胞的增殖，抑制骨吸收，从而加速骨修复，并能一定程度提高骨骼的强度和韧性。这种掺锶聚磷酸钙成分具有良好的抗龋和自修复功能。而牙膏中羧甲基壳聚糖成分通过其小分子的渗透进入细胞体内，吸附细胞体内带有电荷的细胞质，发生絮凝作用，扰乱细胞正常的生理活动，或阻A的转录，从而抑制细菌的繁殖，具有天然长效抗菌功效。参考文献,我国龋病研究的进展.中华口腔,2006.41(5):p.260-and,口腔生态学.2000:军事医学科学.,龋病与生物电和自由基.2003:第四,纳米羟基磷灰石复合改性材料的及其抗龋性能研究2007,华南理工大学Chander,S.,C.Chiao,andD.Fuerstenau,Transformationofcalciumfluorideforcariesprevention.Journalofdentalresearch,1982.61(2):p.403-407.Sjögren,K.,etal.,SalivaryfluorideconcentrationandquepHafterusingafluoride-containingchewinggum.Cariesresearch,2009.31(4):p.366-372.Smales,R.andW.Gao,InvitrocariesinhibitionattheenamelmarginsofglassionomerrestorativesdevelopedfortheARTapproach.JournalofDentistry,2000.28(4):p.249-256.集TenCate,J.,etal.,Effectoftimingoffluoridetreatmentonenamelde-andremineralizationinvitro:apH-cyclingstudy.Cariesresearch,2009.22(1):p.集,etal.,氟:[A].第三届广西青年学术年会科学篇),2004.

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