载锌/相转变溶菌酶中空介孔二氧化硅纳米粒子的制备及在牙本质小管封闭中的应用

doi:10.7503/cjcu20240249

摘要/Abstract

摘要：

开发了一种新型牙本质小管封闭材料, 其具有锌的抗菌性、相转变溶菌酶(PTL)的表面黏附性和中空介孔二氧化硅(HMSN)的可搭载药物特性. 首先, 利用硬模板法和选择性刻蚀法, 以硅酸四乙酯为硅源制备了HMSN; 通过HMSN表面负电荷的静电作用吸附Zn²⁺, 制得Zn²⁺@HMSN; 随后, 使用PTL包覆Zn²⁺@HMSN, 获得了具有抗菌性和黏附性的Zn²⁺/PTL@HMSN复合材料. Zn²⁺/PTL@HMSN不仅具有优异的生物相容性, 可严密封闭牙本质小管, 还具有良好的耐酸耐磨稳定性; 并且Zn²⁺/PTL@HMSN可有效抑制变异链球菌的黏附, 在治疗牙本质敏感方面具有良好的应用潜力.

关键词: 中空介孔二氧化硅, 相转变溶菌酶, 牙本质敏感症, 牙本质小管, 抗菌性

Abstract:

This study developed a novel dentinal tubule sealant material that combines the antibacterial properties of zinc， the surface adhesivity of phase-transitioned lysozyme（PTL）， and the drug-loading capabilities of hollow mesoporous silica（HMSN）. Initially， HMSN were synthesized using the hard templating method and selective etching， with tetraethyl orthosilicate as the silica source. The negatively charged surfaces of HMSN adsorbed Zn²⁺ ions through electrostatic attraction， forming Zn²⁺@HMSN. Subsequently， Zn²⁺@HMSN was encapsulated with PTL， resulting in Zn²⁺/PTL@HMSN composite material which exhibited antibacterial activity and enhanced adhesion. Zn²⁺/PTL@HMSN not only exhibited outstanding biocompatibility which could seal dentinal tubules effectively， but also demonstrated robust resistance to acid and wear. Zn²⁺/PTL@HMSN significantly inhibited the adhesion of streptococcus mutans， underscoring its great potential for treating dentinal hypersensitivity.

Key words: Hollow mesoporous silica, Phase-transitioned lysozyme, Dentinal hypersensitivity, Dentinal tubule, Antibacterial property

中图分类号:

O614

TrendMD:

杨庆祎, 赵玉平, 郑文茜, 王端, 孙宏晨, 周鼎, 徐晓薇. 载锌/相转变溶菌酶中空介孔二氧化硅纳米粒子的制备及在牙本质小管封闭中的应用. 高等学校化学学报, 2025, 46(1): 20240249.

YANG Qingyi, ZHAO Yuping, ZHENG Wenqian, WANG Duan, SUN Hongchen, ZHOU Ding, XU Xiaowei. Preparation of Hollow Mesoporous Silica Nanoparticles Carrying Zinc/PTL and Their Application in Dentinal Tubule Occlusion. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(1): 20240249.

图/表 7

Fig.1 SEM image(A), size distribution histogram(B), TEM image(C) and EDS spectrum(D) of SiO2 nanoparticles

Fig.2 SEM image(A), TEM image(B), size distribution histogram(C), FTIR spectrum(D), zeta potential(E), TGA curve(F), N2 adsorption⁃desorption isotherms(G) and pore diameter distribution(H) of HMSN

Fig.3 SEM image(A), EDS spectrum(B) and zeta potential(C) of Zn2+@HMSN

Fig.4 SEM image(A), EDS spectrum(B), CLSM image(C), optical image(D) and merged image of optical and CLSM image(E) of Zn2+/PTL@HMSN

Fig.5 Molecular dynamics simulation（A） and （B） Molecular structure of the model；（C） the structures of Zn2+ absorbing on the HMSN complex， which are extracted from the molecular dynamics simulation trajectory at 0， 5， and 10 ns， respectively；（D） RMSD of Zn2+ in Zn2+@HMSN complex against time；（E） the structures of PTL absorbing on the Zn2+@HMSN complex， which are extracted from the molecular dynamics simulation trajectory at 0， 10， and 20 ns， respectively；（F） RMSD of PTL in Zn2+/PTL@HMSN complex against time.

Fig.6 SEM image of acid⁃etched dentin specimens treated without(A) or with(B) Zn2+/PTL@HMSN and mechanical brushing subgroup(C) and citric acid subgroup(D)

Fig.7 CCK⁃8 assay of Zn2+/PTL@HMSN on L929(A), bacterial viability(B) and photographs of bacterial colonies formed on dentin treated without(C) or with (D) Zn2+/PTL@HMSN

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