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納米藥物12、納米材料在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用-文庫吧在線文庫

2025-02-08 21:07上一頁面

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【正文】 ,如 HCO3 、Cl 等,并在一定程度上有 Ca的空位存在。它增加細(xì)胞的滲透力是通過影響上皮細(xì)胞的細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)途徑,且是一種可逆的方式。在齲病的發(fā)生過程中,只有成熟的菌斑才具有 17 致齲力,而蔗糖依賴性粘附、集聚則是菌斑成熟必不可少,在此過程中,葡聚糖結(jié)合蛋白( glucanbinding proteins,Gbps)與葡糖基轉(zhuǎn)移酶( GTFs)通過特定的活性部位與葡聚糖結(jié)合,其疏水端與變形鏈球菌體相連,從而將變形鏈球菌緊密地結(jié)合在一起,形成“三明治”樣結(jié)構(gòu),使菌斑結(jié)構(gòu)致密;這樣就具備了齲發(fā)生的局部環(huán)境,使齲得以發(fā)生。 ( 5)一種新型的由納米復(fù)合樹脂制成的義齒人工牙已應(yīng)用于臨床,該材料具有高度可拋光性及良好的抗壓、抗沖擊能力( stain and impact resistant)。 SiO2的加入,復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度提高最多,當(dāng) SiO2含量為 5%時,彎曲強(qiáng)度提高 %。硬金屬基體上通過 IBAD 制備 TiN 納米薄膜,可獲得高硬度、高耐磨性的表面。但是如果施加足夠的剪切力,天然的藍(lán)寶石和金剛石也同樣易碎和易于折斷。納米陶瓷材料的晶粒小,材料的內(nèi)在氣孔大大減小,一方面提高了柔韌性、強(qiáng)度和可塑性,另一方面使其彈性模量接近天然骨,極大的提高了力學(xué)相容性和生物相容性。 ( 5)納米復(fù)合牙科陶瓷 全瓷冠由于其美觀,生物相容性好,化學(xué)性能穩(wěn)定,導(dǎo)熱、導(dǎo)電性差,不刺激牙髓,耐磨蝕,表面光滑,不易附著菌斑,因此是一種理想的牙體修復(fù)材料。 ( 4)納米復(fù)合陶瓷 復(fù)合材料就是兩種或兩種以上的不同化學(xué)性質(zhì)或不同組織相的物質(zhì)以微觀或宏觀的形態(tài)組合而成的材料。納米粒子尺 寸很小,但表面積大。于是,科學(xué)家們正致力于用納米材料來改造傳統(tǒng)陶瓷材料,使之成為具有全新功能的納米陶瓷材料,因此口腔納米材料的研究已成為當(dāng)前的熱點之一。傳統(tǒng)陶瓷材料應(yīng)用于口腔領(lǐng)域主要是制作人工關(guān)節(jié)、骨螺釘、人工冠橋修復(fù)體和牙種植體表面涂層等方面,但由于晶體粒徑較大、氣孔大,其脆性及彈性模量較大,影響了在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤其是在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。m, 有的甚至超過 30181。 ( 2)納米雜化樹脂 POSS( polyhedral oligomeric silsesquioxane)基體 [2]:POSS 的混入能顯著改變基體的性能,能增強(qiáng)熱穩(wěn)定性,提高強(qiáng)度和耐久性,提高使用溫度及其他有益性能的改變。納米填料具有完美的大小尺寸,能滲透進(jìn)入牙釉質(zhì)因酸蝕產(chǎn)生的微孔中,也 10 能滲入最小的牙本質(zhì)小管中。這些加入的納米顆粒不僅增強(qiáng)了材料的機(jī)械性能,還可增強(qiáng)其電學(xué)性能 [24]。這種商品名為“ Filtek Supreme”的納米復(fù)合樹脂上市時間較短,還沒有可靠的獨立研究數(shù)據(jù),我們靜待各方面的反映來判斷是否如 3M ESPE所說超強(qiáng)的抗磨耗性、強(qiáng)度以及拋光性能 [22]。納米 Ta2O5作為易混合的填料加入樹脂中可形成操作性好、可阻隔射線的復(fù)合樹脂,其中填料所 占比例較大。納米 TiO2 的比表面積大,非配對原子多,活性高,與樹脂發(fā)生化學(xué)或物理結(jié)合的可能性大,增加了粒子與樹脂的界面結(jié)合,因而可承擔(dān)一定的載荷,吸收大量的沖擊能。 7 經(jīng)處理過的 SiO2 粒子表面與基體間有較好的界面結(jié)合,黏合力高。由于這些團(tuán)塊與基質(zhì)粘接不良造成在水中填料粒子很易游離出來,隨著時間的推移,以納米粒子作填料的樹脂表面出現(xiàn)缺陷和孔隙,這通常被認(rèn)為是填料粒子的松解。在聚合物中加入納米微粒比一般的復(fù)合樹脂具有更好的耐磨性 [2,610]。m 到 5~,無機(jī)填料的含量和粒度對復(fù)合樹脂的物理機(jī)械性能有直接的影響,特別是對材料的聚合體積收縮、耐磨性、熱膨脹系數(shù)和吸水性影響較大。再是口腔的化學(xué)和機(jī)械環(huán)境金玉苛刻,唾液中的各種酶和微生物,來自食物的酸,都將侵蝕牙齒和破壞修復(fù)物,牙體和牙體修復(fù)物還要承受咀嚼行為帶來的壓力等諸多因素的影響,就必須重點考慮選擇有效的修復(fù)材料,才能達(dá)到修復(fù)牙體缺損的目的。納米材料在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的研究應(yīng)用剛剛開始,隨著人們對納米材料所具有的獨特性能的深入認(rèn)識和開發(fā),預(yù)期將會有更快、更大的發(fā)展。作為藥物載體或診斷試劑等的納米材料,由于是一種多分散系統(tǒng),或膠體分散系統(tǒng),其中分散相顆粒的大小尺度為納米數(shù)量級 。 1 第 12 章 納米材料在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 概述 口腔材料在口腔科學(xué)的發(fā)展過程中起著巨大的推動作用,每一次口腔材料的進(jìn)步都會推動口腔科學(xué)向前邁進(jìn)一大步,口腔科學(xué)的每次劃時代的進(jìn)步都是和新的口腔材料在口腔科的應(yīng)用聯(lián)系在一起的。在醫(yī)學(xué)方面 ,納米技術(shù)提供的可塑性納米溶膠制劑超越了外科植入手術(shù)的局限性,使植入體具有與天然材料相同的表面特性和同質(zhì)性 。 2 隨著人們對天然生物體性能與細(xì)微結(jié)構(gòu)的逐步認(rèn)識 ,相信 21 世紀(jì)的納米材料將在口腔醫(yī)學(xué)中占有非常重要的位置 ,在口腔醫(yī)學(xué)中可用于人造骨、人造牙齒、牙齒的修復(fù)、牙病的治療等,因此納米材料的發(fā)展將極大地推動口腔醫(yī)學(xué)的發(fā)展,為口腔材料的改 進(jìn)和創(chuàng)新提供了巨大的發(fā)展空間。由于牙本質(zhì)是濕潤的,并富含蛋白成分,使尋找最佳的粘接修復(fù)材料變得困難,而且目前的高分子充填材料也易于著色、變色,影響美觀。無機(jī)填料的不斷改進(jìn),填料粒度由 10~100181。利用無機(jī)-有機(jī)納米復(fù)合材料具有的低收縮性和出眾的機(jī)械性能制備的牙科修復(fù)材料,與以前的材料相比,無機(jī)-有機(jī)納米復(fù)合材料收縮更小,顯示了很強(qiáng)的粘接性和低的體積收縮,從而提高了充填修復(fù)的成功率。水在復(fù)合樹脂材料中的擴(kuò)散會影響其機(jī)械性能,比較理想的狀態(tài)是在口腔環(huán)境中復(fù)合 6 樹脂能很快達(dá)到水的溶脹平衡,而實驗發(fā)現(xiàn)納米羥基磷灰石填料復(fù)合樹脂的吸水和洗提值( elution value)高于微米級羥基磷灰石填料復(fù)合樹脂,這是因為納米粒子有非常巨大的表面能,遇水分短期內(nèi)就會形成非常大的團(tuán)塊,不僅由于聚合體的腫脹,而且由于這些團(tuán)塊吸收了水分,造成復(fù)合樹脂最初就吸收了大量水分。將納米 SiO2 顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中,就完全能達(dá)到全面改善樹脂基材料的各種性能的目的(見圖 123) ①提高強(qiáng)度和延伸率:納米 SiO2 由于表面 含有大量的羥基而嚴(yán)重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點,使它表現(xiàn)出極強(qiáng)的化學(xué)活性,提高了分子間的鍵和力,所以與樹脂有較好的結(jié)合力,能充分吸附、鍵和,并有利于應(yīng)力傳導(dǎo),因而可承擔(dān)一定的載荷,具有增強(qiáng)、增韌的能力;同時尚有一部分納米SiO2顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中,表現(xiàn)出很高的流動性,從而使納米 SiOx添加的樹脂材料強(qiáng)度、韌延展性均大幅度提高。一般認(rèn)為, 超微無機(jī)粒子增韌的機(jī)制為:剛性無機(jī)粒子的存在產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng),易引發(fā)周圍樹脂產(chǎn)生微開裂,吸收一定的變形功;剛性粒子使基體樹脂裂紋擴(kuò)展受阻和鈍化,最終終止裂紋不致發(fā)展為破壞性開裂;隨著填料的微細(xì)化,粒子的比表面積增大,填料與基體接觸面積增大,材料受沖擊時,產(chǎn)生更多的微開裂,吸收更多的沖擊能。多數(shù)用于后牙的復(fù)合樹脂都加入重金屬玻璃填料作為分散強(qiáng)化成分,通常認(rèn)為這些玻璃易于水解、降解,在口內(nèi)的抗磨耗和長期抗磨損能力下降。與傳統(tǒng)樹脂系統(tǒng)中所有填料顆粒是各自獨立分散與樹脂基質(zhì)中不同的是,該材料中的部分填料顆粒聚集形成微米尺寸的團(tuán)塊作為類似于傳統(tǒng)的填料顆粒,但是在樹脂磨耗過程中這些團(tuán)塊逐漸被打破,從而避免了填料顆粒被拉出而使周圍材料強(qiáng)度下降 的問題。當(dāng)新的裂縫出現(xiàn),納米顆 粒移至該處并且具有多次修復(fù)材料的潛能直到納米顆粒消耗完。在口腔常用的粘接劑中加入一定量的納米微粒材料還能提高其粘接力,并可作為牙本質(zhì)過敏治療的封閉材料。納米 HA 對粘接劑的壓縮強(qiáng)度有一定作用,壓縮強(qiáng)度與填料的濃度呈拋物線的關(guān)系,在填料濃度達(dá)到 15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時,復(fù)合體系得壓縮強(qiáng)度達(dá)到最大值。m厚,每個牙本質(zhì)小管都有指狀突完全封閉其開口,并且在牙本質(zhì)小管內(nèi)呈連續(xù)狀態(tài),長約 10~30181。其中晶體大小影響材料的強(qiáng)度、柔韌性和可塑性,氣孔的多寡和大小影響其抗折強(qiáng)度。納米陶瓷由于晶粒小,具有小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng),使材料中的內(nèi)在氣孔或缺陷尺寸大大減少,材料不易造成穿晶斷裂,有利于提高材料的斷裂韌性;而晶粒的細(xì)化同時使晶界數(shù)量大大增加,有助于晶粒間的滑移,既可提高材 料的柔韌性、強(qiáng)度和可塑性,又可使其彈性模量接近天然骨,制造時不需高溫,不易破碎,具有較好的加工性能,極大地提高了材料的力學(xué)相容性和生物相容性。納米陶瓷通常是由納米粉末經(jīng)壓制燒結(jié)而成。納米陶瓷的超塑性通常是指后者。 ⑤ 控制彈性模量,熱膨脹系數(shù),改善材料的強(qiáng)度和韌性等。納米材料巨大的表面積和極微小的顆粒還可加速它與烤瓷材料各組分間的內(nèi)部反應(yīng),從而提高其機(jī)械性能。 有人曾將藍(lán)寶石和金剛石用于制作人工牙冠、貼面,用共價鍵結(jié)合的藍(lán)寶石和金剛石,一方面硬度和抗折性(就是使固體物質(zhì)最終折斷的力)是天然牙釉質(zhì)和目前常用的金瓷冠的 20~100 倍,另一方面,藍(lán)寶石可生產(chǎn)成各種顏色(例如彩虹色),包括常規(guī)的白色,符合美觀要求同時提供更多的商業(yè)選擇,而且具有良好的生物相容性,是一種潛在的牙釉質(zhì)替代材料。 TiN納米薄膜為金屬鍵化合物,具有較高的硬度,是一種應(yīng)用廣泛的硬質(zhì)薄膜材料。但對于單向纖維復(fù)合材料來說,拉伸強(qiáng)度與模量主要由纖維的性能決定,基體的性能對單向纖維復(fù)合材料的性能影響不大, 所以拉伸強(qiáng)度與拉伸模量提高的幅度不太大。雖然納米非結(jié)構(gòu)式薄膜無殺菌作用,但可以明顯降低白色念珠菌的黏附量,保證了抑菌的長期性,而且與樹脂基托膜基結(jié)合力強(qiáng),不影響鍍膜后義齒組織面的密合性,理想地解決了不能拋光的基托組織面粗糙抑菌功能差 的缺點,在臨床上具有很高的應(yīng)用價值 [46,47]。葡聚糖結(jié)合蛋白是鏈球菌分泌的細(xì)胞外蛋白,參與介導(dǎo)了細(xì)菌在牙面的粘附,是重要的致齲因子。殼聚糖的機(jī)理集中于它的助滲作用、生物粘附作用。 在齲病的發(fā)生過程中,一個重要的過程就是牙釉質(zhì)晶體的脫礦,牙釉質(zhì)晶體和羥基磷灰石晶體在化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上(屬于六方晶系)都非常相似。理想蓋髓材料除了應(yīng)具備良好的生物相容性和活性外,機(jī)械的封閉屏障能阻止細(xì)菌及其毒性產(chǎn)物的入侵,防止蓋髓充填治療后牙髓的再感染,并提供一個有利于調(diào)動牙髓自身修復(fù)潛力的內(nèi)環(huán)境,促進(jìn)牙本質(zhì)橋形成。它們分別存在組織刺激性強(qiáng)、成形困難、根管封閉性較差及易降解等缺點nHAPA66 是由納米羥磷灰石和聚酰胺 66 組成的納米復(fù)合材料,其同系列的其它類型已被成功用于骨質(zhì)疏松癥的治療 、人工骨關(guān)節(jié)替代、牙槽骨頜骨缺損修復(fù)。 KHFSZN 納米抗菌劑作為一種新型的多功能抗菌劑,具有廣譜、長效抗菌特性,對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌,白色念珠菌等 352 種有害微生物具有強(qiáng)抑制作用。 納米材料在 口腔外科學(xué)中的應(yīng)用 拔牙創(chuàng)的修復(fù) [7173] 牙齒拔除后,牙槽嵴呈進(jìn)行性、不可逆性吸收,常造成牙槽嵴低平、極度低平,給義齒修復(fù)或種植體植入造成困難。 nHAC 具有無免疫性、良好的骨相容性、快速的生物降解性、高效的骨傳導(dǎo)性,便于血管和細(xì)胞的長入,納米羥基磷灰石晶體更易被利用成骨,與 HA 相比,更適合牙槽嵴缺損的修復(fù),是優(yōu)良的骨替代材料。 SuperFect 為熱降解型 PAMAMD,有研究提示它所介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移效率要高于完整的 PAMAMD 分子并認(rèn)為與其結(jié)構(gòu)靈活性增加有關(guān)。這一技術(shù)的成功實現(xiàn)為癌癥的研究與治療展示出美好的前景。這些復(fù) 合體分別與細(xì)胞的各種器官和骨骼體系相結(jié)合,就等于給細(xì)胞的各種器官貼上了標(biāo)簽。納米羥基磷灰石在體外的牙齒的再礦化研究中,通過顯微鏡和掃描電鏡觀 23 測再礦化后的牙齒表面,發(fā)現(xiàn)經(jīng)納米羥基磷灰石處理后,牙釉面顯微硬度上升,晶體光性改變,釉面空隙減小,表面光滑,比對照組有顯著的再礦化作用。 具有一定構(gòu)型的納米機(jī)器人可以鑒別和摧毀定居在牙菌斑和其它地方的有害菌,使近 500 種無害的口腔微生物群能夠在健康的生 態(tài)系統(tǒng)中旺盛地生長。我們相信,納米材料必將在口腔中得到更充分的應(yīng)用。 ② 納米控釋系統(tǒng)可提高治療牙周病藥物的投遞效率,并可克服目前藥物穿透性差,易耐藥的 不足。 納米機(jī)器人的應(yīng)用 [78] 自來水加氟可以降低兒童的患齲率,防齲疫苗也即將問世。在基因 工程中,納米粒子還可以作為有效的載體,通過脂質(zhì)交換、融合和內(nèi)吞等機(jī)制導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi),提高目的基因的轉(zhuǎn)染效率。納米微粒特有的光學(xué)特征為細(xì)胞染色提供了新的途徑,下面就是利用金納米微粒實現(xiàn)細(xì)胞染色的過程。最后將納米 SiO2 的包覆粒子均勻分散到上述膠體溶液中,再通過離心作用,利用密度梯度原理使所需要的細(xì)胞很快分離出 來。而納米微粒則是近年來發(fā)展起來的最有前途的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng),與陽離子脂質(zhì)體相比,納米載體具有毒性低,可緩釋、壓縮和保護(hù)核酸,易于進(jìn)行表面修飾和較強(qiáng)的靶向輸送能力等優(yōu)點。納米晶羥基磷灰石 /膠原復(fù)合材料是通過自組裝的方法,采用提純并去抗原的 I 型膠原為模板,在鈣 磷溶液中調(diào)制礦化而獲得的復(fù)合材料,礦物相為納米級的羥基磷灰石,且與膠原自組裝為分級結(jié)構(gòu)。由于材料表面菌類不斷消耗抗菌劑,是抗菌劑濃度不斷降低,無機(jī)抗菌 20 劑在納米級顆粒內(nèi)部進(jìn)行離子交換后遷移和緩釋到材料表面,直到達(dá)到動態(tài)平衡。 常規(guī)根管治療經(jīng)擴(kuò)管、封藥達(dá)到叩痛消失、棉捻干燥、無異味即可根充。蘇勤等人比較了聚酰胺 /納米羥基磷灰石復(fù)合生物材料 (PA/nHA)和硬質(zhì)氫氧化鈣 Dycal對體外新鮮健康恒牙穿髓孔的機(jī)械封閉能力,發(fā)現(xiàn) PA/nHA 在體外對穿髓孔有較好的機(jī)械封閉能力,其作為蓋髓劑較硬質(zhì)氫氧化鈣 Dycal 與牙髓界面的微滲漏更小。羅英等人比較了普通羥基磷灰石和納米羥基磷灰石對牙體脫礦性能的影響,結(jié)果表明:納米羥基磷灰石和普通羥基磷灰石有明顯的防齲效果,而用納米釔羥基磷灰石處理牙表面后,
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