口腔医学的应用现状以及新进展论文（共4篇）(5)

　　2QCM在口腔医学研究中的应用

　　2.1QCM在聚电解质膜及涂层改性中的应用

　　种植体表面改性方法主要包括：物理改性、化学改性和生物化学改性。生物活性分子固定化方法包括直接物理吸附、化学键结合、层层自组装技术等[7]。层层自组装技术基于静电相吸原理，聚电解质阴阳离子间相互作用，交替沉积形成的多层膜称聚电解质多层膜（polyelectrolytemultilayerfilms，PEM）。有学者[8-9]通过QCM探索脂多糖胺纳米囊泡与透明质酸的层层自组装行为后发现，聚电解质膜的厚度以指数形式增长，并阐述了膜质量和厚度变化的规律，为PEM运用于钛表面改性的研究提供了理论基础。

　　Geiβler等[10]使用QCM-D实时跟踪钛表面多酚单宁酸和简单的酚类化合物涂层沉积动力学，结果发现，聚多巴胺涂层是生物材料和医疗器械表面改性的重要基础，但该涂层的沉积动力学未得到很好的阐述。Zhou等[11]通过QCM传感系统深入研究多巴胺自聚的动力学，该方法显示出了聚多巴胺薄膜在改性生物材料表面快速沉积的优势。

　　2.2QCM在蛋白吸附检测中的应用

　　蛋白质与界面的相互作用一直以来都是生物材料学的基本问题，随着生物传感器、生物芯片和医用植入材料的快速发展，对蛋白吸附的研究具有非常重要的意义。QCM通过免疫反应的原理检测蛋白吸附，抗原被固定于石英电极上，与待测液体中的抗体特异性结合，形成的复合物沉积引起晶体振动频率的下降。它不仅可以检测到纳克数量级的质量变化，而且还可以实时动态地监测蛋白吸附的整个过程，包括吸附蛋白的质量、吸附层的厚度和黏弹性等的变化。1972年当Shons等[12]首次报道将牛血清白蛋白（bovineserumalbumin，BSA）固定于晶体表面用于BSA抗体的检测后，QCM逐步应用于免疫球蛋白、纤连蛋白、血纤蛋白原等的检测。

　　口腔医学研究中对蛋白吸附的研究主要集中在以下几个方面：吸附蛋白质的种类和数量，蛋白质在材料表面的宏观动力学，在不同材料表面和溶液的不同条件下（如蛋白质浓度、温度、pH等）的吸附性能，蛋白质相互竞争吸附的研究，蛋白质吸附与解吸附的研究。秦泽曼和滕伟[13]采用QCM-D检测技术，研究紫外线光功能化前后钛表面蛋白吸附质量、吸附动力学、吸附层结构的改变，结果证实，钛表面光功能化后亲水性提高，并且随时间延长亲水性逐渐下降；光功能化可以促进钛表面蛋白质的吸附量，并且能提高BSA的竞争力。Kokubu等[14]采用QCM-D检测钛表面成纤维细胞生长因子固定化膜的重量约为22.6ng·cm-2，证实成纤维细胞生长因子固定化能影响牙周膜细胞的增殖，并促进胶原和血管的生成。通过QCM技术可获得蛋白吸附质量以及蛋白吸附动力学的高精度的数据，结合原子力显微镜（atomicforcemicroscope，AFM）得到蛋白构相改变的结果，它将成为定量检测材料表面蛋白质吸附研究的热点。

　　2.3QCM在种植体抗菌性能研究的应用

　　细菌黏附和生物膜的形成是种植体相关感染的来源，是导致种植体植入失败的主要原因，具有黏着和抗菌模式的嵌合肽是抑制钛表面生物膜形成的、具有良好前景的替代品。在Liu等[15]的研究中，嵌合肽通过连接抗菌模式（JH8194）和黏着基序（minTBP-1），直接或通过柔性/刚性连接至改性的钛表面上，该研究中使用QCM技术评估肽黏着行为，结合AFM技术研究此类肽对格氏链球菌和血链球菌在改性钛表面的的生物活性，发现刚性连接的嵌合肽表现出比与柔性连接的肽更有效的抗菌能力，这种嵌合肽的设计能抑制钛表面生物膜的形成，并可能防止种植体周围炎产生。有学者[16]利用QCM-D技术研究预防钛表面生物膜形成，评估与钛结合的抗菌肽所组成的共轭分子对钛表面改性后对牙龈卟啉单胞菌生物活性的影响。QCM-D的分析结果表明，对比于仅有抗菌肽的组别，共轭修饰后的抗菌肽与钛特异性结合组能吸附更多的抗菌肽，在钛表面上能减少生物膜形成，与钛结合的抗菌肽所组成的共轭分子对钛表面改性是十分具有前景的方法。

　　2.4QCM在唾液研究中的应用

　　QCM在唾液的研究方面也有广泛深入的应用。学者们[17-20]常常将QCM与其他技术相结合，如QCM结合双偏振干涉（doublepolarizationinterference，DPΙ）、椭偏仪和AFM等，研究固体表面的唾液薄膜的形成过程以及唾液物理结构的变化（表面质量、密度、厚度和弹性），实时量化其吸附与解吸附的过程。在研究巯基蛋白酶降解唾液获得性膜、菌斑和蛋白色渍的清除效率时，学者[21]在QCM-D上建立了蛋白质/色素复合膜模型，首次实现了原位、动态和实时地监控巯基蛋白酶对去磷酸化牛β-酪蛋白和茶黄素（dephosphorylatedbovineβ-casein/theaflavin，Dβ-CN/TF）复合膜的水解过程，发现无花果蛋白酶水解效率最高。另外也有研究[22]通过QCM检测系统证实，木瓜蛋白酶水解复合膜的效率具有离子强度、pH值和温度依赖性。

　　为研究唾液蛋白吸附情况，Yoshida和Hayakawa[23]采用QCM技术研究唾液蛋白在金、二氧化硅和钛表面吸附行为的差异，发现二氧化硅对乳铁蛋白的吸附量明显低于黄金和钛，并且金吸附黏蛋白的量最多。此外，利用QCM探索表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechingallate，EGCG）引起口腔收敛性感觉的分子机制，通过QCM-D测量EGCG吸附于全唾液和腮腺唾液表面的质量、厚度、黏弹性变化，发现EGCG吸附的驱动力来源于疏水反应，而且全唾液中和茶多酚的作用比腮腺唾液更强，此研究[24]为揭示口腔收敛性感觉的原因提供了有力的证据。

　　2.5QCM在牙菌斑研究中的应用

　　获得性薄膜在牙菌斑的黏附和分离方面起着至关重要的作用。二氧化钛生物材料通过光催化作用能分解单一种类的蛋白质薄膜，对于多种蛋白混杂、结构复杂的薄膜，光催化作用的分解效果并未证实，而Rupp等[25]使用QCM-D探索锐钛矿——唾液界面上人源薄膜的实时形成和光催化分解过程，发现改性材料表面多晶型的光催化活性能分解结构复杂的高分子薄膜，并且揭示表面改性支持生物膜去除的方法。已有文献[26]证实，人类抗菌肽LL-37通过脂磷壁酸（lipoteichoicacid，LTA）的相互作用，表现出对变异链球菌生物膜形成的抑制作用，而非抗菌或生物膜的扩散能力。乳铁蛋白是唾液中的抗菌蛋白，也是抗细菌生物膜发展的一个重要的防御因子，Yoshida和Hayakawa[27]采用QCM研究乳铁蛋白在钛、氧化锆、聚甲基丙烯酸甲酯不同牙科材料表面的吸附与解吸附行为，发现乳铁蛋白与氧化锆、聚甲基丙烯酸甲酯之间的疏水作用，会使乳铁蛋白更好地结合至氧化锆和聚甲基丙烯酸甲酯表面，这提示乳铁蛋白吸附行为是由材料表面特性所影响。

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