Визуализация молекулярно-химического взаимодействия материала, биокомпозита и ткани зуба на основе синхротронной ИК-микроспектроскопии

Abstract

В реставрационной стоматологии остается актуальной проблема низкого сродства композиционных материалов с нативной твердой тканью зуба. Целью работы было исследовать молекулярно-химические особенности формирования интерфейса стоматологический материал — биомиметический буферный слой — твердая ткань зуба человека. С применением метода молекулярной многомерной ИК-визуализации на 7 плоскопараллельных сегментах образцов был выполнен анализ участка интерфейса здоровая твердая ткань (эмаль/дентин) — биомиметический переходной слой — стоматологический материал/адгезивный, созданный с использованием нового поколения биомиметических материалов, воспроизводящих минералорганический комплекс эмали и дентина зубов человека, с нативными твердыми тканями зуба человека и стоматологическим цементом. Данные спектральной молекулярной визуализации, полученные на основе синхротронного ИК-картирования интенсивности функциональных молекулярных групп, позволили нам обнаружить и визуализировать различия между здоровой тканью, стоматологическим материалом и биомиметическим переходным слоем в межфазных областях (интерфейсах), а также определить локализацию и концентрацию функциональных групп, отвечающих процессам интеграции биомиметического композита и нативной твердой ткани зубов человека. Показано, что разработанная нами биомиметическая система на основе нанокристаллического карбонат-замещенного гидроксиапатита кальция, полученного из биогенного источника кальция и комплекса основных полярных аминокислот, соответствующих органоминеральному комплексу зубов человека, способна образовывать функциональную связь с твердой тканью зуба человека.