《Materials Today Bio》：A Novel Dual-Reactive Primer Enhances Bond Durability and Builds Chemical Interlocking Structures at the Caries-Affected Dentin–Biomaterial Interface
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本研究针对龋坏影响牙本质（CAD）粘接效果不佳的临床难题，开发了一种含异氰酸酯和甲基丙烯酸酯双反应基团的功能单体ITCM。通过5秒预处理即可显著提升CAD-树脂界面的即时和老化粘接强度，形成"分子桥"连接亲水性CAD与疏水性粘接剂，构建化学互锁结构，同时增强胶原酶解抵抗性并抑制MMPs活性。该研究为新一代粘接剂开发提供了创新策略，对延长修复体寿命具有重要意义。
牙齿龋坏是全球最普遍的口腔疾病，约90%的成年人深受其扰。随着微创牙科理念的普及，临床治疗中会选择性保留龋坏影响牙本质（CAD）作为主要粘接基底。然而CAD因其独特的结构特征，导致粘接效果远不如健康牙本质（SD），近半数树脂修复体在10年内因粘接失败而需要重新治疗，形成"恶性循环"的临床困境。
传统粘接策略主要针对健康牙本质设计，对矿物质流失、胶原暴露的CAD基质效果有限。现有基质金属蛋白酶（MMPs）抑制剂如EGCG虽能延缓界面降解，但存在操作时间长（60-120秒）、可能引起变色、有效成分易流失等局限。更重要的是，这些方法难以同步提升即时粘接强度和长期稳定性。
在这项发表于《Materials Today Bio》的研究中，第四军医大学口腔医院的研究团队创新性地开发了一种双反应功能单体ITCM（2-(((3-(异氰酸酯甲基)-3,5,5-三甲基环己基)氨基甲酰)氧)乙基甲基丙烯酸酯）。该分子同时携带可与胶原结合的异氰酸酯基团（-NCO）和可参与聚合的甲基丙烯酸酯基团，通过简单的5秒预处理即可显著改善CAD-树脂界面性能。
研究采用微拉伸强度测试、场发射扫描电镜、显微拉曼光谱、纳米压痕等技术系统评估了ITCM预处理对界面性能的影响。通过接触角测量分析表面能变化，利用原位酶谱法和分子动力学模拟探究MMPs抑制机制，并进行了全面的体外和体内生物相容性评价。
形态学观察显示SD和CAD的结构差异
FE-SEM图像清晰揭示了SD与CAD的微观结构差异：健康牙本质具有清晰的管周牙本质和牙本质小管，胶原纤维被羟基磷灰石完整包裹；而CAD则表现为部分脱矿的管间牙本质，结构疏松，可见暴露的胶原纤维，同时存在再矿化的管内牙本质沉积。
ITCM的结构和化学表征
ATR-FTIR光谱显示ITCM具有-NCO特征峰（2261.78 cm--1）、-NH伸缩振动峰（3353.39 cm-1）以及C=C基团峰（1636.94 cm-1），1H-NMR谱进一步证实了聚合物基团和反应基团的存在。
微拉伸粘接强度（μTBS）评估
ITCM预处理显著提高了CAD的即时粘接强度，5 mM和10 mM ITCM组比CAD对照组提高了35-70%。经过热循环老化后，5 mM ITCM组保持稳定的粘接强度，而10 mM组则出现下降，表明5 mM为最佳浓度。
界面形态观察和纳米渗漏评估
SD-树脂界面形成长而密集的树脂突和丰富的侧支，而CAD-树脂界面则表现为短而细的树脂突。ITCM处理后，CAD界面显示出改善的形态，树脂突延长且侧支清晰。纳米渗漏定量分析显示，5 mM ITCM组的渗漏水平与SD组相当，显著低于CAD对照组。
界面物理化学性质评价
显微拉曼光谱在CAD-ITCM组检测到新的尿素羰基峰（1650.02 cm-1），表明ITCM的-NCO基团与胶原-NH2基团形成了共价键。纳米压痕分析显示ITCM处理显著提高了界面弹性模量，接近SD水平。接触角分析表明ITCM预处理降低了CAD的表面能，改善了树脂润湿性。
ITCM对CAD胶原和MMPs活性的影响
胶原酶老化后，ITCM组仍保持较高的粘接强度，胶原降解率和羟脯氨酸释放量显著降低。原位酶谱显示ITCM能有效抑制CAD基质和杂交层内的MMPs活性。分子对接和动力学模拟表明，ITCM通过共价结合MMP-2的Lys79和MMP-9的Lys184，占据S1'口袋和催化裂隙，从而抑制酶活性。
体外和体内生物相容性评估
CCK-8实验显示ITCM对L929细胞无显著毒性，活/死染色证实细胞存活率良好。大鼠模型的组织学评估显示主要器官和口腔组织无炎症反应，牙髓在8天和30天后均无异常。
研究结论表明，ITCM作为"双反应分子桥"，通过在CAD-树脂界面形成化学互锁结构，显著增强了界面耐久性。其独特的作用机制包括：与胶原形成共价连接、改善树脂渗透、增强胶原酶解抵抗性以及通过非锌结合途径抑制MMPs活性。良好的生物相容性为其临床转化提供了安全保障。
这项研究为解决CAD粘接这一长期临床挑战提供了创新性解决方案，ITCM预处理策略为开发新一代粘接剂奠定了基础，有望显著延长修复体使用寿命并预防二次龋发生。该技术不仅操作简便（仅需5秒），而且综合性能优越，代表了牙科粘接技术向化学键合时代迈进的重要一步。
