10 de julho de 2014
Neste artigo, nós descrevemos um protocolo para a fabricação de um hidrogel amelogenina-quitosana para reconstrução de esmalte superficial. Organizado em crescimento situ de cristais de apatita no hidrogel formado uma interface esmalte-restauração densa, o que irá melhorar a eficácia e durabilidade das restaurações.
O objetivo geral deste procedimento é desenvolver um protocolo para fabricar um hidrogel de AMLO e quitosana para reconstrução superficial do esmalte. Isso é realizado primeiramente preparando fatias de dentes condicionadas. Na segunda etapa, prepara-se um hidrogel fresco de AMLO e quitosana.
Em seguida, o hidrogel de AMLO e kitan é aplicado sobre a superfície do corte dentário. Por fim, o esmalte dental é regenerado com o hidrogel de AMLO chizen em saliva artificial. Em última análise, o tratamento ultrassônico e um nanoindentador podem ser utilizados para avaliar a resistência mecânica da camada recém-formada e sua adesão ao esmalte natural.
As implicações desta técnica estendem-se ao desenvolvimento de uma tecnologia que, quando aplicada no esmalte dentário afetado, tanto em adultos quanto em crianças, interrompe lesões de cárie incipientes, reconstrói a perda de esmalte devido à cárie, preserva a estrutura dentária e impede a progressão da cárie dentária. O procedimento será demonstrado pelo Dr. Chittar um, pesquisador pós-doutorando do meu laboratório. Comece selecionando um terceiro molar humano sem cárie restaurada.
Utilize uma serra diamantada de baixa velocidade refrigerada a água para cortar o esmalte longitudinalmente em fatias de dois milímetros de espessura e, em seguida, remova a porção radicular do molar por ultrassom. Limpe as fatias por dois minutos e enxágue-as com água ionizada três vezes para simular lesões erosivas. Mergulhe as duas fatias em ácido fosfórico a 30% por 30 segundos.
Em seguida, enxágue-os imediatamente com água ionizada. Depois, submeta-os à limpeza ultrassônica. Limpe as lâminas gravadas novamente por dois minutos e enxágue-as com água ionizada.
Mais três vezes. Para preparar a solução estoque de Kazan. Primeiro, dissolva 1% peso por volume de Kazan em uma solução de ácido acético a 1% volume por volume, seguido de agitação a 80 graus Celsius durante a noite.
Após resfriar a solução à temperatura ambiente, filtre o esan através de um filtro de 0,45 micrômetro e, em seguida, adicione hidróxido de sódio 1 molar para ajustar o pH a 5,0. Para preparar a solução estoque de cálcio e fosfato, pese o cloreto de cálcio e prepare uma solução 0,1 molar. Em seguida, agite a solução em vórtex até ficar límpida e ajuste o valor de pH a 11 com hidróxido de sódio 1 molar.
Em seguida, pese o fosfato de sódio dibásico. Prepare uma solução 0,1 molar e vortexie até que a solução fique límpida. Para preparar o hidrogel AMLO Genin kaizan, adicione 960 microlitros da solução de 1%esan recém-preparada a um tubo contendo 200 microgramas de genina AMLO recombinante suína.
Em seguida, agite a solução em vórtex até ficar límpida. Agora, adicione 25 microlitros de solução de cloreto de cálcio 0,1 molar, seguidos por 15 microlitros de solução de fosfato de sódio dibásico 0,1 molar à solução de ozan contendo AMLO. Agite a solução em vórtex por cinco minutos.
Em seguida, adicione cuidadosamente hidróxido de sódio 1 M para ajustar o pH da solução de AMLO e ozan a 6,5. O hidrogel de AMLO e ozan se formará quando o valor de pH atingir 6,5, iniciando o crescimento do esmalte no AMLO eaz, um hidrogel. Primeiro, ajuste o pH da solução de saliva artificial para 7,0 com hidróxido de sódio 1 M e armazene a solução a quatro graus Celsius. Em seguida, utilize uma seringa para aplicar cerca de 20 microlitros do hidrogel de AMLO e chizen sobre a fatia de dente, e coloque-a em um dessecador à temperatura ambiente.
Após duas horas, adicione 300 PPM de fluoreto de sódio à solução de saliva e, em seguida, transfira a fatia do dente para um béquer contendo 30 mililitros da solução. Cubra o béquer com papel alumínio e, então, coloque o béquer em uma estufa a 37 graus Celsius. Por fim, remova a fatia do dente após três a sete dias e coloque-a em um dessecador à temperatura ambiente até secar, após reparo com AMLO e hidrogel de chizen por sete dias, formando-se uma camada semelhante ao esmalte com espessura de 15 micrômetros na superfície do esmalte condicionada.
A nova camada formada é composta por arranjos altamente ordenados de cristais com diâmetro de cerca de 50 nanômetros, crescendo preferencialmente ao longo do eixo c, perpendicular à superfície. Observe que esses cristais em forma de agulha estão organizados em feixes semelhantes às unidades fundamentais do esmalte natural. A imagem de difração de elétrons em área selecionada da camada reparada exibe um padrão em forma de arco, revelando um alinhamento hierárquico dos cristais recém-formados.
Ao longo da direção 0 0 2, a análise de difração de raios X confirma que a nova camada recém-crescida é composta por apatita, alinhada ao longo do eixo cristalográfico C, de acordo com as observações de microscopia eletrônica de varredura e difração eletrônica de área selecionada. Nesta imagem, mostra-se a microestrutura da interface entre a nova camada recém-crescida e o esmalte natural. Observe que os cristais recém-crescidos não cresceram na mesma direção dos cristalitos originais do esmalte, e que o crescimento de apatita mediado por proteínas resulta em uma orientação perpendicular dos cristais recém-crescidos em relação aos cristais de esmalte natural. Não há lacuna aparente na interface entre a nova camada recém-crescida e o substrato de esmalte.
Na escala nanométrica, o esmalte e os cristais regenerados se fundiram para formar uma interface contínua. Após 10 minutos de tratamento ultrassônico, a nova camada formada no hidrogel de quitosana AMLO Genin ainda está firmemente ligada à superfície do esmalte, e a estrutura organizada é preservada na amostra tratada com hidrogel tizen sem amelogenina. No entanto, observa-se uma grande lacuna entre o esmalte e a camada reparada, permitindo distinguir claramente a camada recém-formada do esmalte natural.
Neste experimento, a genina AMLO na camada recém-formada foi marcada por imunofluorescência; a presença da genina AMLO foi então confirmada pela fluorescência verde dentro da camada recém-formada. Conforme mostrado no gráfico, após a corrosão ácida, a dureza e o módulo da superfície do esmalte diminuem cerca de 98 e 88%, respectivamente. O grupo controle tratado com hidrogel de ozônio sem genina AMLO demonstra apenas melhoria limitada tanto na dureza quanto no módulo.
Em contraste, após a mineralização no hidrogel AMLO e ozan, observa-se um aumento de quase quatro vezes no módulo e nove vezes na dureza após seu desenvolvimento. Em VI e em avaliações adicionais em modelos, este protocolo pode ser expandido para projetar uma tecnologia para o tratamento de defeitos no esmalte, como cáries iniciais e erosão.
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Este artigo apresenta um protocolo para a criação de um hidrogel de amelogenina-quitosana destinado à reconstrução superficial do esmalte. O método inclui o crescimento organizado in situ de cristais de apatita dentro do hidrogel, melhorando a durabilidade das restaurações dentárias.
Este protocolo aborda o desafio crítico de alcançar a restauração durável do esmalte, permitindo o crescimento in situ de cristais de apatita na interface entre o biomaterial e o esmalte. O hidrogel de amelogenina-quitosana oferece uma abordagem biomimética para reconstruir a microestrutura do esmalte, melhorando a integração mecânica e reduzindo os riscos de falha interfacial em aplicações restauradoras. Isso apoia a avaliação pré-clínica de biomateriais para estratégias de prevenção de cáries e reparo do esmalte.
O método insere-se no continuum de descoberta que vai da validação do alvo à avaliação pré-clínica, apoiando o design iterativo de biomateriais para a reparação do esmalte.