Advanced Materials:基于淀粉样蛋白粘附并能够深入封闭牙本质小管的牙敏感症脱敏剂

牙敏感症是指当牙齿在外界刺激如冷、热、酸、机械作用下引起的短暂、尖锐的酸痛症状。这一症状广泛存在于成年人中,并且是随着年龄增长牙敏感症会愈发严重。根据目前研究表明,造成牙敏感症的原因是牙本质小管暴露造成的。当牙齿长期使用使牙釉质变薄或牙龈萎缩后,牙本质小管会直接暴露在口腔中,在外界刺激下会导致牙小管液体流动,引起疼痛感。因此,封闭暴露的牙小管是治疗牙敏感症的有效方法。目前市场上商用的脱敏剂通常为封闭树脂或粘合剂等,但这些脱敏剂只能封闭牙本质表面,在外力作用下无法保持长期稳定性。另外未聚合的单体也会引起过敏反应、细胞毒性等问题。此外,脱敏剂通常都忽略了抗生物膜性能,导致细菌在牙小管内的增殖,引起更严重的牙髓炎。

针对以上问题,陕西师范大学杨鹏课题组与天津医科大学张旭课题组提出一种简单便捷的封闭技术治疗牙敏感症,该方法结合防污染与再矿化的功能,能够深入封闭牙本质小管达到长期治疗牙敏感症的目的。本方法基于启迪于自然的粘附材料—淀粉样蛋白。首先通过简单的方法将亲水性的聚乙二醇分子接枝到溶菌酶上得到聚乙二醇化溶菌酶,通过与二硫键还原剂TCEP反应后得到具有淀粉样蛋白特征的聚乙二醇化溶菌酶乳液体系。实验中发现,乳液体系中的聚乙二醇化溶菌酶寡聚体具有优异的界面粘附性,可以快速粘附在多种(有机、无机、金属等)基材表面形成致密的蛋白质涂层。同时,接枝的聚乙二醇分子也被固定到基材表面,这也赋予了涂层抗污染性能。根据这一特点,通过模拟漱口、涂抹聚乙二醇化溶菌酶乳液,即可在牙本质片表面和牙小管内部快速涂覆一层聚乙二醇化溶菌酶涂层。当涂层在牙本质片上形成后,由于其优异的抗污染性能,可以抵御口腔细菌(例如变性链球菌)生物膜在牙本质表面以及牙小管内部的粘附,从而防止牙髓炎的形成。更重要的是,涂层表面丰富的官能团(氨基、羧基等)可以螯和钙离子,为再矿化提供成核位点。根据体外实验可知,将涂覆涂层的牙本质片在模拟唾液中培育七天即可在牙本质表面及牙小管内部再矿化出密集的羟基磷灰石晶体,再矿化产物可以深入封闭牙本质小管达到60±5微米(是传统脱敏剂封堵深度的6倍之多),并可抵抗正常的刷牙和超声等剥离过程(传统脱敏剂很难做到)。此外,动物实验也表明聚乙二醇化溶菌酶涂层可以在口腔内抵御细菌粘附并诱导再矿化并深入封闭牙本质小管,达到长期高效治疗牙敏感症的目的。

研究者相信这一方法提供了一种简单高效、生物相容性优异手段来治疗牙敏感症并保持长期的疗效,为临床治疗提供新的思路。相关工作以“Amyloid‐Like Rapid Surface Modification for Antifouling and In‐Depth Remineralization of Dentine Tubules to Treat Dental Hypersensitivity”为题,在线发表在Advanced Materials (doi.org/10.1002/adma.201903973)上并申请专利。共同通讯作者是杨鹏和张旭,共同第一作者是李琛和卢丹阳。目前该工作正在积极进行产业化推进。