2月19日，附属口腔医院江飞副教授团队与南京理工大学袁国亮教授团队、上海交通大学蒋欣泉教授团队合作，构建压电膜材料诱导牙本质再生。该研究成果以《含锶压电生物膜促进牙本质组织再生》（Strontium-Containing Piezoelectric Biofilm Promotes Dentin Tissue Regeneration）为题发表在《先进材料》（Advanced Materials）期刊上。
牙本质和牙髓组织构成牙本质－牙髓复合体，维持牙齿的生理状态。龋齿、牙折或牙体组织酸腐蚀会损伤牙本质组织。牙体组织缺损会引起咀嚼功能障碍、牙髓组织炎症，使牙齿对刺激具有高度敏感性，甚至是牙齿出现剧烈疼痛。目前，针对大面积牙体组织缺损、牙髓炎，通常采用根管治疗、冠修复等治疗方法，但这种非生物性治疗策略，不能恢复牙齿的正常新陈代谢，而易产生新的并发症。因此，理想的治疗策略应是利用牙本质-牙髓复合体的功能再生牙本质组织。
目前，口腔临床通常采用直接或间接盖髓保护牙髓组织的活力。用于盖髓 的富含钙元素生物活性制剂会不断释放矿物质，会导致牙髓钙化，缺乏定向诱导牙本质组织再生功能。因此，尝试制备更适合盖髓且诱导牙本质再生的新型生物材料。
生理电场在组织损伤愈合中起着重要作用。压电膜材料的压电效应可以构建局部微电环境，电场作用下可定向募集促进再生的干细胞并诱导其分化。因此，这样的压电效应可能是诱导牙本质再生的理想选择。当压电薄膜覆盖在牙髓或牙本质上时，由于咀嚼力或位移变化，会使薄膜变形，产生表面电势，募集牙髓干细胞（dental pulp stem cells, DPSCs）并促进其分化，分泌矿化基质。同时，锶作为一种可以诱导DPSCs分化为成牙本质细胞的微量元素，也可以进一步优化压电膜材料的生物学功能。在本研究中，研究者们制备了一种含锶压电薄膜，在冠部牙本质缺损处构建微电环境。压电生物膜提供表面电势并释放锶离子，募集并诱导DPSCs向牙本质分化，促进内源性牙本质组织再生。
压电生物膜的性质
a)XRD衍射图。b）薄膜的拉伸强度和弹性模量。c) d33。d) SP样品的能谱图。e) SP膜在水中振动和静止状态下的Sr2+浓度。f）牙本质-牙髓复合体再生示意图。
压电生物膜的电学效应
咬合时牙受力示意图； b,c) 压电膜在不同咬合力作用下，膜表面开路电压（VOC）；d) DPSCs在不同咬合力作用的膜表面开路电压条件下的Runx2、DSPP、DMP-1 mRNA表达；e) 说话时牙产生位移示意图； b,c) 压电膜在不同位移频率作用下，膜表面开路电压（VOC）；d) DPSCs在不同位移频率作用的膜表面开路电压条件下的Runx2、DSPP、DMP-1 mRNA表达。
压电薄膜在体内诱导牙本质组织再生
异位牙本质组织再生示意图。b) 压电膜皮下移植后3个月牙本质组织μ-CT图像。c）组织学染色。d, e）组织学和DMP-1免疫荧光染色。f, g）组织学和SMA免疫组织化学染色。h）牙本质组织原位再生示意图。i, j）两组在3个月时间点的X线图像和Van Gieson染色。k, l）压电膜诱导新生牙本质组织面积统计分析。
全文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202313419
（素材来源/附属口腔医院）