用XPS和SEM研究氟化物对牙釉质早期脱矿和再矿化的影响

用光电子能谱和扫描电镜分析体外人牙釉质片经含不同浓度氟化物的脱矿液和再矿化液处理后釉质化学成分和形态学变化。结果发现，脱矿液中单独加入低浓度氟化物不能有效抑钙和磷溶解，在有外源性钙和磷存在时，才能获得再矿化而抑制钙和磷溶解，脱矿环境中有高浓度氟，通过局部沉积氟化钙而抑制酸与牙的反应，氟促进再矿化主要表现在加速钙的沉积，同时本身参以形成氟磷灰石，提高了牙齿的耐酸能力。     

电诱导牙釉质表面羟基磷灰石涂层形成的研究

以含Ca(NO₃)₂、NH₄H₂PO₄和NaNO₃组成的溶液作为电解液,在人牙釉质表面电诱导制备了羟基磷灰石(HA)涂层。应用X射线衍射(XRD)﹑扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对形成涂层后的牙釉质样品进行分析和表征,研究了电解液初始pH值﹑电流密度和温度的变化对涂层的组成﹑结构和形貌的影响。研究结果表明这些因素对涂层的组分(HA)没有显著影响,而对涂层中HA晶体c轴的择优取向度的影响则较显著。当控制电解液的初始pH值为6﹑电流密度为0.5 mA·cm^-2﹑温度为55 ℃的时候,涂层中HA晶体沿c轴方向择优取向生长,且择优取向度和牙釉柱的HA较为接近。     

不同表面官能团和化学组成共聚物微球的表面生物矿化研究

采用具有不同共聚物组成和端基官能团的聚己内酯-b-聚乙二醇共聚物(PCL-b-PEG),通过双乳液溶剂挥发法制备了一系列具有不同表面性质的生物降解高分子微球.采用生物模拟矿化的方法以磷灰石修饰微球表面.进一步通过扫描电镜、热重分析仪、X-射线衍射仪和光电子能谱仪对微球表面磷灰石的形貌、含量、结构和组成进行了分析.研究了微球表面亲水性、粗糙度、官能团以及矿化时间对于磷灰石形成的影响.最终实验结果表明,随着共聚物中PEG含量增加,微球表面粗糙度和亲水性增加,因此微球表面磷灰石含量增加.同时微球表面官能团以及矿化时间的不同也会对磷灰石的形成和分布产生明显影响.     

羟基磷灰石/胶原矿化机理的研究进展

仿生合成的羟基磷灰石(HAp)/胶原复合材料的结构和成分与天然骨相似,具有很好的生物相容性、生物活性和生物可降解性,有望成为新一代的骨替代材料。羟基磷灰石/胶原矿化过程其实质是晶体在自组装的胶原纤维上形成的过程,但这一过程在体内是如何进行的至今仍然不清楚。对胶原矿化机理的研究能为制备具有更优越结构和功能的新型骨替代材料提供理论参考。本文概述了羟基磷灰石/胶原矿化机理的研究进展。     

鸟粪层磷灰石矿化过程模拟及新型膜保护材料的制备研究

根据鸟粪层磷灰石的矿化机理, 借鉴溶胶-凝胶法选用高化学活性物质的做法, 开展了在常温常压条件下制备羟基磷灰石(HA)新方法的研究. 结合鸟粪层磷灰石含硅的特点, 引入少量的正硅酸乙酯, 得到了一种新的抗风化表面保护材料. 制备工艺以CaO的乙二醇溶液和P2O5的乙醇溶液为前驱体, 反应过程常温常压条件下进行, 无需调节pH值, 操作简单, 适合于大面积操作. 在汉白玉石材表面使用后, 场发射扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(SEM-EDAX)等仪器分析表明所得含硅钙磷酸盐保护膜层与石材结合牢固、结构有序而致密. 电导分析表明该保护薄膜能耐受pH＝3～4的盐酸的侵蚀, 耐酸性良好; 对疏松岩石的仿制样品进行加固的结果表明, 其抗压强度比空白仿制样品提高了8.5倍; 亲水-憎水性检测结果表明, 经表面保护的白玉石材与未保护前相比, 对水的接触角基本保持不变. 为开拓新的石质文物、建筑材料以及山石岩体的保护材料提供了思路.     

含磷脂酰胆碱的聚乳酸的诱导矿化研究

分别以甘油磷脂酰胆碱和1,4-丁二醇为引发剂开环丙交酯,制备了含磷脂酰胆碱的聚乳酸(PLA-PC)和聚乳酸(PLA),比较了两者在诱导矿化中的差异.用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对PLA-PC膜表面形成的矿化物进行了表征.结果表明,形成的矿化物为羟基磷灰石(HAP),PLA-PC膜有利于成核和生长,晶体呈片状,并随矿化时间延长,HAP晶粒逐渐增大,晶片厚度也逐渐变大.     

铒掺杂羟基磷灰石的荧光及其生物矿化性能

通过共沉淀法制备铒掺杂羟基磷灰石（Er-HAP）颗粒,应用Materials Studio模拟与X射线衍射、扫描电镜-能量色散谱、X射线光电子能谱和荧光光谱分析对其晶体结构、表面化学成分及其荧光性能进行表征。结果表明,离子半径稍小的Er³⁺会竞争性占据HAP晶格中一个Ca²⁺位点,在340 nm波长激发下,Er-HAP颗粒能在419 nm（紫色）、458 nm（蓝色）、501 nm（绿色）和535 nm（绿色）处发出很强的特征荧光,光致发光显示的4个发光带相应归属于⁴F_3/2→⁴I_15/2、⁴F_5/2→⁴I_15/2、⁴F_7/2→⁴I_15/2和⁴S_3/2→⁴I_15/2过渡态。相比掺杂量（物质的量分数）1% 的Er-HAP,掺杂量9% 的Er-HAP颗粒表面矿化速度和成骨性能均明显下降,即当Er掺杂量在约1% 时,其Er-HAP生物矿化能力相对较强。     

磷酸钙在凝胶体系中的仿生矿化研究

通过模拟牙釉质的生物矿化过程,在琼脂凝胶体系中研究两种磷酸钙晶体—磷酸八钙(Ca8H2(PO4)6.5H2O,OCP)和羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HAP)的矿化过程:分别研究了不同pH值(pH=6.5,7.0,7.5)条件下以及添加I型胶原蛋白的凝胶体系中矿化所形成的磷酸钙晶体的组成和形貌。在凝胶体系中,当pH=6.5时主要形成OCP,形貌为较大尺寸的片状;pH=7.0,则形成了较短片状OCP与针状HAP的混晶;pH=7.5,则主要形成针状形貌的HAP。此外,当添加Ⅰ型胶原蛋白后,在pH=6.5时则主要形成较大尺寸的片状HAP,且互相平行排列成束。由实验结果可知:pH对凝胶体系中仿生合成的磷酸钙晶体的组成和形貌具有一定的调控作用,而Ⅰ型胶原蛋白则有利于诱导形成片状HAP晶体并且使之排列呈束状,其结构类似牙釉质晶体。     

胶原矿化与仿生修复

脊椎动物硬组织（牙和骨）是通过生命系统的矿化过程形成的,其中矿化胶原是这些生物材料的基本结构单元。矿化胶原是由胶原分子与纳米磷酸钙矿物形成的有机-无机复合材料,其所特有的纳米有序多级结构赋予了生物硬组织材料优异的机械性能（如硬度和韧性）。该结构特性和矿化过程可为新型硬组织修复材料制备提供有益的启示。其中,胶原纤维内有序矿化是仿生重构的难点,也是开展硬组织修复的关键。本文综述了骨的分层结构特征、胶原分子的组装和矿化胶原的多级结构特点,胶原分子和非胶原蛋白与磷酸钙材料的相互作用,功能调控分子对胶原和矿物的界面修饰,以及胶原矿化技术在硬组织修复中的应用;指出了目前胶原矿化亟须解决的一些关键问题,如调控无定形矿物进入胶原纤维、胶原矿化速度和程度,大规模有序胶原纤维制备等。     

桑蚕丝素蛋白初始结构对其矿化作用的影响

以碱金属离子诱导桑蚕丝素蛋白溶液发生构象转变, 研究了蛋白质初始结构对其矿化作用的影响. FT-IR, XRD和SEM等测试结果显示, 未经任何处理的桑蚕丝素蛋白溶液矿化后形成片状复合物, 其无机相以二水磷酸氢钙(DCPD)为主; 而经过K^＋和Na^＋金属离子处理后, 桑蚕丝素溶液的结构由无规线团/螺旋构象向β-折叠发生转变, 矿化后成纤维状, 并相互结合呈现纳米级的三维多孔结构, 其无机相以热力学稳定的羟基磷灰石(HA)为主. 可以认为, 丝素蛋白结构转化为较伸展的β-折叠后, 使得更多的亲水基团暴露在外面, 在丝素蛋白分子不断凝聚成纤过程中, HA结晶快速生长并附着在这些微纤上, 最终形成纤维状的丝素蛋白/HA复合物. 该结果为阐明蛋白质的生物矿化过程及其调控机理提供了理论依据, 同时可以从矿化复合物的形成来反映这些微量元素可能对骨组织形成的影响, 为临床骨组织的修复提供一定的参考.     

Composition Profiles of Dental Enamel Studied by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (ESCA)

Abstract

The surfaces of both normal and fluoride treated human dental enamel were examined with x-ray photoelectron spectroscopy (ESCA). Using argon-ion etching to remove thin layers of enamel, subsurface layers were also analyzed. The resulting composition-depth profile showed that stannous fluoride produced a subsurface layer containing both tin and fluoride whereas fluorine was absent from the surface layer. Acid fluoride treatments, however, converted the surface to calcium fluoride which steadily decreased in concentration with depth.     

Effect of Different Surface Treatment Methods on Bond Strength of Dental Ceramics to Dental Hard Tissues: A Systematic Review

For long-term successful use of ceramic materials in dental procedures, it is necessary to ensure reliable bonding of restorations to dental substrates. This can be achieved by the application of a proper luting cement and through additional surface conditioning. The present systematic review summarizes the most up-to-date evidence on the use of different surface modification methods to enhance the bond strength of dental ceramics to the hard tissues of the teeth. The authors of the review searched the Web of Science, Scopus, and MEDLINE databases to identify relevant articles published between 1 January 2010 and 1 January 2020. A total of 4892 records were identified, and after screening, the full text of 159 articles was evaluated, which finally resulted in the inclusion of 19 studies. The available reports were found to be heterogeneous in terms of materials and methodology, and therefore, only within-studies comparison was performed instead of comparison between studies. A statistically significant difference in the bond strength between the samples treated with different methods of surface conditioning, or between conditioned and nonconditioned samples, was revealed by most of the studies. Predominantly, the studies showed that a combination of mechanical and chemical methods was the most effective way of enhancing bond strength. Artificial aging and luting cement were also identified as the factors significantly influencing bond strength.     

等速电泳法测定人齿菌斑培养液中乳酸含量

应用等速电泳法分离并测定了人齿菌斑培养液中的乳酸，测定回收率在９４．２％－１０２．２％之间，相对标准偏差小于４．５％，比较了抗龋者与易感龋者的菌斑在相同培养条件下的乳酸产量，并对不同饥饿时间下菌斑所产的乳酸进行了测定与比较。     

Simultaneous analysis of bisphenol A based compounds and other monomers leaching from resin‐based dental materials by UHPLC–MS/MS

Resin‐based dental materials have raised debates concerning their safety and biocompatibility, resulting in a growing necessity of profound knowledge on the quantity of released compounds into the oral cavity. In this context, the aim of this study was to develop a comprehensive and reliable procedure based on liquid chromatography with mass spectrometry for the simultaneous analysis of various leached compounds (including bisphenol A based compounds) in samples from in vitro experiments. Different experiments were performed to determine the optimal analytical parameters, comprising mass spectrometry parameters, chromatographic separation conditions, and sample preparation. Four internal standards were used as follows: deuterated diethyl phthalate and bisphenol A (commercially available), and deuterated analogues of triethylene glycol dimethacrylate and urethane dimethacrylate (custom‐made). The optimized method was validated for linearity of the calibration curves and the associated correlation coefficient, lower limit of quantification, higher limit of quantification, and intra‐ and interassay accuracy and precision. Additionally, the developed liquid chromatography with tandem mass spectrometry method was applied to the analysis of leaching compounds from four resin‐based dental materials. The results indicated that this method is suitable for the analysis of different target compounds leaching from dental materials. This method might serve as a valuable basis for quick and accurate quantification of leached compounds from resin‐based dental materials in biological samples.     

牙菌斑有机酸的气相色谱-质谱分析

采用ＧＣ／ＭＳ联用技术分析了正常人牙菌斑内有机酸成分。发现了１４种有机酸,其中有８种直链饱和脂肪酸、４种直链非饱和脂肪酸、２种芳香酸。含量最多的是Ｃ１６∶０,Ｃ１８∶０,Ｃ１８∶１３种脂肪酸。其中苯乙酸、苯丙酸及十五碳酸等３种成分是第１次在牙菌斑中检测出。     

电化学原位拉曼光谱技术对金电极表面生物分子吸附行为研究

报道腺嘌呤在裸金电极及其修饰的金电极上的电化学原位拉曼光谱图 ,着重分析了不同电位下腺嘌呤和超氧化物歧化酶在金电极上的吸附及其相互作用 ,初步讨论了腺嘌呤对促进超氧化物歧化酶电子传递过程的作用机制 .     

密度泛函理论预测微量元素在Al(100)表面的偏聚

通过周期性层状模型, 利用密度泛函理论预测了微量杂质元素原子M(M=Fe, Si, Mg, Cu, Mn, Ga, In, Sn, Pb)在高纯铝箔(100)表面的偏聚趋势. 计算得到表面偏聚能与已有实验结果相吻合. 表面偏聚能由表面取代的微量元素原子M的位置、原子半径和金属的表面能决定. 当表面偏聚能为负时, 微量元素原子M在表面偏聚, 反之则杂质原子不发生表面聚集. 微量元素原子在铝箔表面偏聚可以使铝箔表面产生大量的缺陷和位错, 它们在铝箔腐蚀时容易成为腐蚀的形核起点, 进而增加铝箔的腐蚀发孔密度.     

Cu(100)表面吸附CN的密度泛函研究

采用密度泛函方法,以原子簇Cu14为模拟表面,对CN自由基分子在垂直和平行Cu(100)表面不同位置的吸附情况进行了研究,结果表明：通过原子C垂直吸附在表面的顶位是其最佳吸附方式,吸附后CN键振动频率发生蓝移;而其它吸附方式中CN键振动频率均发生红移．DOS和电荷转移分析指出CN通过C端吸附在表面顶位位置时,Cu与CN之间具有较强的σ成键和较弱的π反键特征．