本技术涉及一种电纺胶原复合材料及其制备方法和应用,属于生物材料技术领域。该制备方法包括步骤S1:制备复合体MQA;步骤S2:制备静电纺丝I型胶原基质Col。
背景技术
龋病是全球范围内最常见的慢性疾病之一,影响了60%到90%的儿童和绝大多数成年人,对患者的经济状况和生活质量产生了显著影响,并给公共卫生系统带来了沉重的负担。典型的龋病病变始于牙釉质的表层下脱矿,随后逐渐向深层发展,侵及牙本质,导致牙本质层中的I型胶原内外矿物流失和结构破坏,最终进展至牙髓-牙本质复合体的破坏,引发牙髓感染。根据国际龋齿分类与管理系统的划分,龋病按其进展程度可分为早期龋(仅限于釉质层)、中龋(累及牙本质)和深龋(牙本质广泛破坏甚至累及髓腔)。不同类型龋坏的进展程度、受影响部位和牙髓状态各不相同,这直接影响了临床牙体修复治疗的效果。
目前,针对不同类型龋坏的临床治疗手段多依赖于简单的表层矿化和基于树脂基材料的机械充填。然而,在牙本质破坏较为严重的情况下,细菌等刺激可以通过牙本质小管进一步感染牙髓组织,导致不可逆的牙髓损伤。如何更有效地修复这些受损的牙体组织,成为了龋病治疗中的一个重大挑战。
近年来,在仿生理念的引领下,利用仿生天然牙发育调控因子的效应分子,以模仿牙体微观结构为目标的仿生修复理论逐渐成为龋病防治研究的新方向。这种仿生修复方法主要分为釉质仿生修复和牙本质仿生修复两个方向。釉质仿生修复侧重于利用成核模板,引导钙磷沉积和成核生长,形成有序排列的纳米棒状新生羟基磷灰石(HAP),从而逆转釉质表层下的脱矿,补充脱矿区域流失的HAP晶体。牙本质的仿生矿化则要求脱矿牙本质胶原纤维重新进行纤维内和纤维间的有序矿化,使主要以无定型磷酸钙(ACP)形式存在的HAP成核前驱体回填至脱矿纤维内,最终形成具有机械强度的牙本质仿生矿化层。尽管现有的仿生矿化研究在矿化效果上取得了一定进展,但多数研究仍局限于龋病发展的单个阶段和单个对象,忽略了临床实际情况中龋病病损往往同时累及多层牙体硬组织,并常伴随牙髓-牙本质复合体损伤。目前,针对釉质仿生矿化、牙本质仿生矿化及牙髓细胞修复性反应激活的研究各自涉及不同的作用机制和靶点,尚未有单一效应因子能够同时实现这三个方面的效果,各种已知的有效成分也缺乏以多维效应为导向的有机整合。
釉原蛋白是由成釉细胞分泌的一种非糖基化蛋白,是釉基质蛋白的主要成分。在釉质矿化和成熟过程中,釉原蛋白参与矿化启动,稳定ACP,调节HAP的生长并引导其排列,从而在釉质发育中发挥重要作用。
ACP是矿化领域中广泛研究的重要仿生前驱体。作为一种非晶态的磷酸钙类物质,ACP具有定向有序结晶并形成特定晶体结构HAP的能力。基于非经典结晶理论和多聚物诱导的液态前驱体理论,在聚丙烯酸等多聚物稳定剂的作用下,ACP可以保持在液体状的矿物质前驱体状态,随后浸润脱矿釉质或胶原纤维,形成釉质晶体和牙本质纤维内的晶体,从而提供持续受控的仿生矿化原材料。然而,液相ACP难以富集的缺点限制了其在生物矿化领域的应用。早期的研究常将ACP制备成无水颗粒形式,添加到树脂和玻璃离子等牙科充填材料中,但ACP的不可控团聚现象直接影响了充填材料的力学性能。
因此,提供一种能同时实现龋病中的釉质、牙本质仿生矿化及牙髓细胞成牙本质向分化三方面修复作用的物质,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
实现思路