Гидрогель на основе полисахаридов хитозана и агарозы для биомиметической реминерализации зубной эмали

Разработка многофункциональных систем для биомиметической реминерализации эмали человека представляет собой сложную задачу, поскольку стержневидную структуру гидроксиапатита (ГАП) зубной эмали трудно искусственно воспроизвести. В статье впервые описано одновременное применение хитозана (ХТ) и агарозы (А) в гидрогеле на основе биополимеров для биомиметической реминерализации интактной эмали после кислотного протравливания. Образцы погружали на 4–10 суток в искусственную слюну с фторидом или без него (контрольная группа). Для изучения свойств протравленных кислотой и реминерализованных слоёв зубной эмали под гидрогелями А и ХТ-А использовали сканирующую электронную микроскопию в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектрометрией, инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье, рамановскую спектроскопию, рентгеновскую дифракцию и исследование микротвёрдости. Результаты показали, что все биомиметически реконструированные эпитаксиальные слои преимущественно состоят из иерархически организованной структуры ГАП, сходной со структурой естественной эмали в диапазоне от нано- до микромасштаба. После 7 суток реминерализации в искусственной слюне под гидрогелем ХТ-А соотношение Ca/P, аналогичное таковому в естественной зубной эмали (1,64), и восстановление микротвёрдости эмалеподобного слоя достигли 77,4%. Компонент ХТ снижал содержание карбоната и ограничивал образование наностержней ГАП, а также формировал внеклеточный матрикс, поддерживающий рост эмалеподобных структур. В образцах, подвергнутых воздействию только агарозного гидрогеля, такой активности не наблюдали. Полученные данные указывают на потенциальную способность гидрогеля ХТ-А направлять формирование твёрдых тканей, включая зубную эмаль.