氟调控羟基磷灰石纳米棒的可控合成及其在牙科粘接剂中促进牙釉质再矿化的应用研究

编辑推荐：针对牙釉质脱矿这一临床难题，上海交通大学医学院团队通过氟掺杂水平调控合成了尺寸可控的羟基磷灰石(FHA)纳米棒（505.31±104.43 nm至66.21±12.68 nm），开发出含10 wt% FHA的复合粘接剂。研究发现短尺寸(66.21 nm)、高氟掺杂(10 wt%)的FHA纳米棒能持续释放Ca2+和F-，在维持8.79-9.08 MPa剪切粘接强度(SBS)的同时，使牙釉质表面Ca/P比达1.62，显著提升再矿化效果，为固定正畸治疗中的脱矿问题提供了创新解决方案。

　　牙釉质脱矿是临床常见问题，尤其在正畸治疗中，传统粘接剂缺乏再矿化功能。虽然氟取代羟基磷灰石(FHA)具有促进矿化的潜力，但既往研究多关注氟含量而忽视颗粒尺寸的影响。上海交通大学医学院口腔医学院团队在《BMC Oral Health》发表研究，通过水热法合成三种不同氟掺杂水平(2 wt%、6 wt%、10 wt%)的FHA纳米棒，长度分别为505.31±104.43 nm、111.27±22.89 nm和66.21±12.68 nm。将这些纳米棒以10 wt%比例掺入甲基丙烯酸改性环氧树脂基粘接剂，系统评估了其对牙釉质再矿化的协同促进作用。

研究采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电镜(TEM)表征纳米棒结构，通过扫描电镜(SEM)观察粘接剂中纳米棒分布。体外实验模拟口腔环境，结合能量色散X射线光谱(EDS)定量分析钙磷沉积；建立大鼠口腔模型进行体内验证，采用显微硬度仪检测表面硬度变化。剪切粘接强度(SBS)测试和失效模式分析评估临床适用性，离子色谱(IC)监测Ca²⁺/F^-释放动力学。

研究结果显示，氟掺杂水平升高使纳米棒c轴生长受限，10 wt% FHA纳米棒比表面积最大，表面负电荷增强。复合粘接剂在20秒光固化后转化度达47.73±1.99%，与对照组无显著差异。虽然SBS值从11.33 MPa降至8.79-9.08 MPa，但仍高于临床最低要求(5.9-7.8 MPa)。关键发现是10 wt% FHA组在7天内持续释放离子，使粘接剂表面Ca/P比达1.62，接近天然羟基磷灰石(1.67)；大鼠实验中该组牙釉质显微硬度(293.7±9.1)显著高于对照组(203.9±10.8)，SEM显示釉质棱间隙被新生矿物完全填充。

讨论部分指出，短尺寸FHA纳米棒的高表面活性促进了Ca²⁺吸附和氟磷灰石成核，其负电表面通过"钙富集-磷酸盐结合"机制加速矿化。该研究首次阐明氟含量与纳米棒尺寸的协同效应，开发的粘接剂兼具力学性能和生物活性，有望解决正畸治疗中粘接剂-釉质界面脱矿难题。未来需开展大型动物实验验证长期安全性，并探索纳米棒含量与粘接强度的最优平衡点。这项工作为开发新一代功能性牙科材料提供了新思路，标志着牙科粘接剂从单纯机械固位向生物活性设计的范式转变。