目的:评价碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)控释的仿生矿化体系中磷灰石结合肽对钙磷成核及早期晶体生长的影响.方法:固相合成环肽(NH2-CLPLWYPSC-COOH,CLP).构建AP控释的仿生矿化系统.监测磷酸根离子的释放速率及OD820 nm的变化并于扫描电子显微镜(SEM)下观察产物形貌.比较牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)和CLP添加剂对钙磷成核及早期晶体生长的影响.结果:磷酸根离子在矿化起始的0～30 min内持续释放;所观测时间范围内,BSA促进矿化发生且OD820 nm明显高于空白组和CLP组(P<0.05),而CLP抑制矿化反应的发生.SEM结果提示,CLP与矿化前驱体发生相互作用并改变其形貌.结论:AP控释的溶液矿化体系有利于监测CLP对晶体成核及生长的影响,BSA是矿化促进剂而CLP作用于矿化前体,抑制早期的晶体形成并影响其生长方式.

目的:应用大孔径介孔硅负载并转运仿生矿化前驱体,对I型胶原进行纤维内仿生矿化,探索从液体介导的仿生矿化理念向以纳米颗粒介导的仿生矿化的转化.方法:制备氨基功能化的大孔径介孔硅(amine function-alized large pore mesoporous silica nanoparticles,AF-LPMSN),并负载无定形磷酸钙仿生矿化前驱体Pasp-ACP,以获得Pasp-ACP@AF-LPMSN转运体系.通过透射电镜、傅里叶红外光谱和电感耦合等离子体发射光谱仪检测Pasp-ACP@AF-LPMSN形貌、物理化学性能及仿生矿化前驱体释放动力学;通过2D胶原纤维网仿生矿化实验,检测Pasp-ACP@AF-LPMSN对I型胶原进行纤维内仿生矿化的性能;通过Pasp-ACP@AF-LPMSN与人牙髓干细胞共培养检测生物相容性.结果:Pasp-ACP@AF-LPMSN能负载及释放无定形磷酸钙仿生矿化前驱体,并促进I型胶原发生纤维内均质矿化,具有良好的生物相容性.结论:Pasp-ACP@AF-LPMSN转运体系可以促进I型胶原纤维内仿生矿化,具有在口腔硬组织再矿化领域应用的潜能.

目的:评价PA-ACP@AF-eMSN预处理对脱矿牙本质仿生再矿化的效果及对粘接性能的影响.方法:制备负载仿生矿化前驱体的大孔介孔硅纳米粒子PA-ACP@AF-eMSN.以100 mg/mL PA-ACP@AF-eMSN的仿生矿化液和SBF溶液分别对人工脱矿牙本质进行1、2、3、4个月的再矿化.使用Micro CT扫描样本并计算灰度值,绘制时间-相对矿物质总量变化曲线.在牙本质粘接时,以10 mg/mL PA-ACP@AF-eMSN溶液预处理和正常粘接作为实验组和对照组,透射电镜观察牙本质再矿化30 d后混合层的微观结构.微拉伸测试仪测试断裂载荷值并计算实验组和对照组的即刻及老化后的微拉伸强度.结果:人工脱矿牙本质进行4个月的再矿化后,实验组相对矿物质总量更高,差异具有统计学意义(P<0.05).在牙本质粘接界面,实验组能获得更多的胶原纤维内和胶原纤维外再矿化.实验组与对照组的即刻微拉伸强度没有显著差异,但老化后实验组微拉伸强度更高.结论:PA-ACP@AF-eMSN预处理能促进脱矿牙本质仿生再矿化,并可以提高远期粘接性能.

目的 二氧化硅纳米管由于具有生物相容性好、光学性质优异等特殊性能在不同领域展现出良好的应用前景,其尺寸和形貌可显著影响材料性质.为制备尺寸较大的纳米管并拓展其在不同领域的应用,本研究选择尺寸较大的多肽组装体为模板,进行二氧化硅的仿生矿化.方法 以Bola型多肽Ac-KI3VK-CONH2自组装形成的尺寸较大(直径约40nm)的纳米管为模板,通过仿生矿化的方法制备二氧化硅纳米材料.首先考察了多肽纳米管的稳定性,发现在稀释、加入有机溶剂和改变溶液pH值时,纳米管的形貌均被破坏,展示出较差的稳定性.在此基础上,以该多肽纳米管为模板,选择反应速率较快的正硅酸甲酯(TMOS)为前驱体仿生矿化二氧化硅纳米材料,探索了不同矿化条件对二氧化硅纳米管尺寸和形貌的影响.结果 以反应速率较快的TMOS为硅源、体积百分比浓度为1.11％～3.33％、溶液为中性或者弱碱性时能够矿化形成形貌和尺寸较大且分布均匀的二氧化硅纳米管.结论 通过选择合适的多肽组装体模板和反应速率快的TMOS为硅源,成功制备出了尺寸较大的二氧化硅纳米管,这为拓展其在不同领域的应用奠定了基础,具有重要意义.

目的:利用羧基化的聚酰胺—胺稳定矿化物前驱相无定形磷酸钙,合成并表征同时具有有机和无机材料特性的仿生矿化复合物(ACP/CPAMAM),并观察其诱导胶原纤维仿生矿化的效果.方法:制备ACP/CPAMAM纳米复合物,并通过透射电子显微镜、选区电子衍射、粒径分析、电位分析等对其表征和验证.最终体外实验应用牛跟腱胶原纤维,借助透射电镜—能谱分析观察胶原纤维内部及周围晶体形成情况.结果:ACP/CPAMAM纳米复合物成功合成并且为无定形相,平均粒径为25.13 nm.透射电子显微镜及选区电子衍射显示,ACP的表面出现10 nm厚的低衬度包裹层,证实了ACP/CPAMAM的成功合成且其结构为非晶相.透射电镜—能谱分析显示,应用ACP/CPAMAM矿化肌腱Ⅰ型胶原纤维后可见高密度晶体,胶原纤维周围可见致密、连续的晶体形成,证实该纳米复合物可连续诱导胶原纤维矿化.结论:ACP/CPAMAM作为一种新型的纳米复合生物材料具有良好的生物活性和仿生矿化特性,能够诱导胶原纤维形成矿化产物,提示ACP/CPAMAM可能成为一种新型诱导胶原纤维仿生再矿化的纳米材料.