分级结构类釉质氟磷灰石的原位仿生再矿化合成

doi:10.7503/cjcu20180171

高等学校化学学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (6): 1121.doi: 10.7503/cjcu20180171

• 研究论文: 无机化学 • 上一篇下一篇

分级结构类釉质氟磷灰石的原位仿生再矿化合成

崔岩¹, 张恺², 陈一新², 孙宏晨^1,³(), 黄洋¹, 王丹丹¹

1. 吉林大学口腔医院, 长春 130021
2. 吉林大学化学学院, 超分子结构与材料国家重点实验室, 长春 130012
3. 中国医科大学口腔医学院, 沈阳 110001

收稿日期:2018-03-05 出版日期:2018-06-10 发布日期:2018-05-08
基金资助:
国家重大研究发展计划项目(批准号: 2016YFC1102800)和国家自然科学基金(批准号: 81320208011, 81600879, 81271111, 30830108, 81500820, 81400488, 81600843)资助.

In situ Biomimetic Remineralization of Enamel-like Hierarchical Structures^†

CUI Yan¹, ZHANG Kai², CHEN Yixin², SUN Hongchen^1,^3,^*(), HUANG Yang¹, WANG Dandan¹

1. School and Hospital of Stomatology, Jilin University, Changchun 130021, China
2. State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130012, China
3. Hospital of Stomatology, China Medical University Shcool, Shenyang 110001, China

Received:2018-03-05 Online:2018-06-10 Published:2018-05-08
Contact: SUN Hongchen E-mail:hcsun@mail.jlu.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Key Research and Development Program of China(No.2016YFC1102800) and the National Natural Science Foundation of China(Nos.81320108011, 81600879, 81271111, 30830108, 81500820, 81400488, 81600843).

摘要/Abstract

摘要：

以酸蚀牙釉质为模板, 在仿生条件下进行原位釉质再矿化, 合成了具有分级结构的类釉质样晶体. 利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)、 X射线能谱(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析及机械性能检测等手段对再矿化层晶体的形貌、化学组成、硬度和生物相容性等性质进行了表征, 并将其与水热条件下合成的类釉质样结构晶体进行比较. 结果表明, 2种方法均可获得类似于天然牙釉质釉柱及釉间柱样分级结构, 所得晶体主要为氟磷灰石. 在仿生条件下得到的类釉质晶体更接近于天然牙釉质釉柱及釉间柱样分级结构, 在形貌、结构组成及硬度上均优于水热条件下得到的晶体.

关键词: 氟磷灰石, 仿生矿化, 釉质龋, 分级结构

Abstract:

The in situ regeneration of enamel-like hierarchical structures were carried out under biomimetic condition using etched enamel as the template. The morphology, chemical composition, mcriohardness, biocompatibility and mechanical properties of the remineralized layer were investigated by scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive spectroscopy(EDS), X-ray diffraction(XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR). Furthermore, the enamel layers remineralized under biomimetic conditions and hydrothermal condition were compared. The results showed that the structure of them were similar to that of the natural enamel prisms and interprisms, and the crystal composition were both mainly fluorapatite. However, the structures, morphology and microhardness of enamel-like hierarchical enamel layer were better than those of the enamel layer obtained under hydrothermal condition.

Key words: Fluorapatite, Biomimetic, Enamel caries, Hierarchical structure

中图分类号:

O611.4

TrendMD:

崔岩, 张恺, 陈一新, 孙宏晨, 黄洋, 王丹丹. 分级结构类釉质氟磷灰石的原位仿生再矿化合成. 高等学校化学学报, 2018, 39(6): 1121.

CUI Yan, ZHANG Kai, CHEN Yixin, SUN Hongchen, HUANG Yang, WANG Dandan. In situ Biomimetic Remineralization of Enamel-like Hierarchical Structures^†. Chem. J. Chinese Universities, 2018, 39(6): 1121.

图/表 7

Fig.1 SEM images with different magnifications(A—C) and EDS pattern(D) of remineralized layer under biomimetic condition

Fig.2 SEM images of etched natural enamel with different magnifications

Fig.3 SEM images with different magnifications(A—C) and EDS pattern(D) of remineralized layer under hydrothermal condition

Fig.4 FTIR spectra of the remineralized layer under biomimetic condition(a) and under hydrothermal condition(b)

Fig.5 XRD patterns of the remineralized layer under biomimetic condition(a) and under hydrothermal condition(b)

Fig.6 Surface microhardness(SMH) of the samplesa. Natural enamel; b. etched enamel; c. under biomimetic conditions; d. under hydrothermal conditions.

Fig.7 Effect of different concentration of samples on cell proliferation Natural enamel; Biomimetic conditions; Hydrothermal conditions.

参考文献 21

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