《Journal of Advanced Research》：Dental tissue repair stimulated by complex amorphous calcium phosphate supraparticles
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為了解決牙本質過敏癥治療中非晶磷酸鈣（ACP）不穩定、易結晶且需要持續礦化離子供應的問題，研究人員開展了復合介孔生物活性玻璃@非晶磷酸鈣（MBG@ACP）超粒子的構建及其應用研究。研究表明，該材料能穩定ACP，持續釋放Ca2+和PO43?離子，在體內外均能有效誘導羥基磷灰石形成，深度（>30 μm）且持久地封閉暴露的牙本質小管，并恢復牙本質機械性能，為治療牙本質過敏癥提供了一種有前景的策略。
想象一下，享用冰淇淋或熱咖啡時牙齒傳來一陣劇烈的刺痛感，這可能是許多人都經歷過的困擾——牙本質過敏癥。這種常見的口腔問題，根源在于牙釉質磨損或牙齦退縮導致牙本質中的“小管道”——牙本質小管（Dentinal Tubules, DTs）暴露在外。當冷、熱、酸、甜或機械刺激通過這些開放的小管傳遞到牙髓神經時，就會引發疼痛。因此，治療的核心策略就是將這些暴露的“小孔”有效地封堵起來。在自然界，骨骼和牙齒的礦化過程為我們提供了絕佳的靈感：一種名為非晶磷酸鈣（Amorphous Calcium Phosphate, ACP）的物質是形成羥基磷灰石（牙齒和骨骼的主要礦物成分）的關鍵初始相。然而，ACP有一個“天生”的缺點：它在水性環境中極不穩定，會迅速結晶，難以長時間保持其高效的生物礦化活性。此外，成功的礦化過程需要持續供應鈣離子（Ca2+）和磷酸根離子（PO43?）。如何穩定ACP并實現礦化離子的長效供應，是開發新型、高效脫敏材料面臨的主要挑戰。
來自南昌大學的研究團隊在《Journal of Advanced Research》上發表了一項創新性研究，他們提出了一種巧妙的“裝載與緩釋”策略。研究人員設計并合成了一種復合的MBG@ACP超粒子。這里的MBG指的是介孔生物活性玻璃（Mesoporous Bioactive Glass），它具有納米尺度的孔道。研究團隊先將ACP“裝進”MBG的納米孔道中，利用物理空間限域作用來穩定ACP，防止其過早結晶。同時，MBG自身可以緩慢地溶解，持續釋放出Ca2+和PO43?離子，為后續的礦化過程提供“原料”。這樣一來，MBG@ACP超粒子就兼具了穩定ACP和持續供應礦化離子的雙重優勢。研究表明，這種材料不僅能深度滲透并封閉暴露的牙本質小管，形成的礦化層還異常堅固，能夠抵抗日常飲食中的酸侵蝕和刷牙帶來的機械磨損，在動物實驗中展現出快速、高效的牙組織修復能力，為牙本質過敏癥的治療提供了一種極具潛力的新方案。
本研究采用了一系列關鍵的實驗技術方法來驗證MBG@ACP超粒子的性能。材料的合成采用了溶膠-凝膠法結合界面誘導沉淀策略。對材料本身的表征綜合運用了掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射、傅里葉變換紅外光譜、熱重分析以及電感耦合等離子體發射光譜等技術，以分析其形貌、結構、組成及離子釋放行為。研究構建了體外牙本質脫礦-再礦化模型，并利用SEM觀察牙本質小管封閉情況，通過納米壓痕和摩擦磨損測試評價修復后牙本質的力學性能（硬度和彈性模量）及耐磨性。此外，研究還進行了酸挑戰和刷牙磨損挑戰實驗，以評估礦化層的穩定性。體外細胞毒性通過MTT法和AO/EB染色進行評估。更重要的是，研究建立了兩種大鼠體內模型：一種是將處理過的人牙本質樣本固定于大鼠口腔內進行孵育；另一種是直接在大鼠下頜切牙上制造牙頸部缺損模型，以模擬更接近臨床的楔狀缺損情況，從而在真實口腔環境中評估材料的生物礦化效能和生物相容性。所有人體牙齒樣本的使用均獲得了南昌大學附屬口腔醫院醫學倫理委員會的批準，動物實驗獲得了江西省醫療器械檢測中心動物實驗倫理委員會的批準。
結果部分
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MBG@ACP超粒子的表征：成功合成了球形、粒徑約100 nm的MBG@ACP超粒子。表征證實ACP被成功負載并穩定在MBG的介孔通道內，材料具有非晶態結構，并能持續釋放Ca2+和PO43-離子。在水中分散性良好，有利于實際應用。
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體外生物礦化與牙本質小管封閉行為：MBG@ACP預處理顯著加速了生物礦化過程。與僅浸泡在再礦化液中的對照組（形成稀疏球形晶體，部分小管仍暴露）相比，MBG@ACP組在14天內誘導形成了致密的針狀羥基磷灰石晶體層，完全覆蓋了暴露的牙本質小管。橫截面SEM顯示礦化物深度填充小管，剩余小管直徑顯著減小。XRD分析證實新生礦化物為羥基磷灰石。
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機械性能：納米壓痕測試表明，經MBG@ACP誘導再礦化后的牙本質，其硬度（0.68 ± 0.09 GPa）和彈性模量（13.94 ± 1.6 GPa）顯著恢復，接近健康牙本質水平。摩擦磨損測試顯示其摩擦系數（0.42）與正常牙本質相近，且磨損軌跡更窄，表明形成的礦化層具有優異的耐磨性。
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耐酸性和耐磨損性評估：經過6%檸檬酸（模擬飲食酸侵蝕）浸泡1分鐘或電動牙刷刷牙3分鐘的挑戰后，商用Gluma脫敏劑和單純再礦化液組處理過的牙本質小管重新暴露，而MBG@ACP組形成的致密礦化層依然保持完整，牙本質小管維持封閉狀態，證明了該礦化層出色的穩定性。
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體內生物礦化與牙本質小管封閉行為：在大鼠口腔內放置7天的實驗中，MBG@ACP組的人牙本質樣本表面牙本質小管被完全封閉，橫截面顯示形成了約3 μm厚的致密礦化層，且封閉深度超過30 μm，遠超大多數現有商業化牙膏（通常僅4–5 μm）。維氏硬度測試表明其機械性能恢復至與正常牙本質無統計學差異。在大鼠牙頸部缺損模型中，僅正常飲食3天后，MBG@ACP處理組即在酸蝕的牙本質表面形成了致密的礦化層，幾乎完全覆蓋了暴露的牙本質小管，而生理鹽水和Gluma組則無明顯封閉效果。組織學染色顯示，MBG@ACP未引起主要器官和口腔黏膜的明顯毒性或炎癥反應，表明其具有良好的生物相容性。
結論與討論
本研究成功開發了一種新型的復合MBG@ACP超粒子，通過將ACP限域在MBG介孔中來穩定其非晶態，并利用MBG的溶解實現礦化離子的持續供應，從而協同促進了高效的生物礦化。這項工作系統地證實了MBG@ACP超粒子在體外和體內均能深度、快速、完全地封閉暴露的牙本質小管，所形成的針狀羥基磷灰石礦化層不僅機械性能優異（硬度、彈性模量接近天然牙本質，且耐磨），而且能有效抵抗酸侵蝕和機械刷牙的挑戰，具有顯著的穩定性。動物實驗進一步驗證了其在真實口腔環境中的快速修復能力和良好的生物相容性。
該研究的核心意義在于提供了一種“一石二鳥”的創新策略，巧妙解決了ACP基生物礦化材料在實際應用中面臨的關鍵瓶頸——穩定性和長效性。與需要反復補充、礦化深度有限或穩定性欠佳的傳統脫敏方法相比，MBG@ACP展現出了巨大的臨床轉化潛力。它不僅可以作為一種高效的牙本質過敏癥治療劑，其基于無機納米材料的生物礦化策略也為牙齒硬組織修復、骨缺損修復等更廣泛的生物醫學領域開辟了新的思路，拓展了MBG和ACP的應用前景。
