The authors would like to thank Prof. Steven Nutt and Mr. Yuzheng Zhang for assistant with the Focus Ion Beam, and the Center for Electron Microscopy and Microanalysis (CEMMA) at USC for electron microscopy. Research was supported by NIH-NIDCR grants; DE-13414 and DE-020099 to J.M.O.

Insan dişleri Southern California Üniversitesi Diş Hekimliği Ostrow Okulu&#39;nda çıkarılması için standart prosedürler takip ayıklanır ve Kurumsal Değerlendirme Kurulu onayı ile ele alındı. 1.. Asit kazınmış Diş hazırlanması Dilim <ol><li> Herhangi restore çürüğü olmayan bir insan üçüncü molar seçin. </li><li> Molar kök kısmını çıkarın ve boylamasına kalın bir su soğutmalı düşük devirli elmas testere kullanarak dilimler 2 mm içine molar taç kesti. Ultrasonik 2 dakika boyunca bu dilimleri temiz ve daha sonra deiyonize su ile 3 kez yıkayın. </li><li> , Aşındırıcı lezyonlar simüle 30 saniye için% 30 fosforik asit ile diş aşındırma dilim için hemen sonra iyonu giderilmiş su ile durulama. </li><li> Ultrasonik 2 dakika için kazınmış dilimleri temizlemek ve daha sonra deiyonize su ile 3 kez yıkayın. </li></ol> Amelogenin-kitosan hidrojelin 2. Hazırlanması <ol><li> Preparatlarçitosan stok çözeltisi n <ol><li> % 1 çözülür 80 ° CO / N. karıştırma ve ardından,% 1 (v / v) asetik asit çözeltisi (w / v) kitosan (orta moleküler ağırlık,% 75-85 deasetillenmiş) </li><li> Oda sıcaklığına kadar soğutulduktan sonra çözelti, bir 0.45 um filtre kullanılarak çitosan solüsyonu filtre. 1 M NaOH çözeltisi ilave edilerek 5.0 &#39;a pH değerini ayarlayın. </li></ol></li><li> Kalsiyum ve fosfat stok çözeltisinin hazırlanması (0.1 M) <ol><li> Kalsiyum klorür (CaCl2) tartılır ve bir 0.1 M solüsyon hazırlanır, sonra çözelti berrak olana kadar bir girdap ile karıştırın. 1 M NaOH çözeltisi eklenerek 11 pH değeri ayarlayın. </li><li> Dibazik sodyum fosfat (Na 2 HPO 4) tartılır ve bir 0.1 M solüsyon hazırlanır, sonra çözelti berrak olana kadar bir girdap ile karıştırın. </li></ol></li><li> Ekspresyon ve rekombinant Amelogenin 17-18 saflaştırılması Burada kullanılan rekombinant tam uzunluktaki domuz amelogenin (rP172) 172 amino asidi vardır ve tam bir analogudur-Boy nativ domuz P173, ancak N-terminal metionin gibi Ser16 18, bir fosfat grubu eksiktir. <ol><li> Su, 500 ml deiyonize lizojeni suyu (LB) Agar tozu 20 g ekleyin, 20 dakika boyunca 121 ° C&#39;de (sıvı ayar) de solüsyonu otoklav. ~ 55 ° C, agar çözeltisi içine ampisilin (100 ug / ml) ekleyin agar için soğumaya bırakın. </li><li> Katı kadar her plaka soğuması, Petri yemekleri ağar çözüm aktarın, sonra agar üzerinde yoğunlaşmayı önlemek için çevirin. 4 ° C&#39;de plastik torbalarda saklayın plakalar </li><li> Gliserol stoğundan gelen yeniden birleştirici hücreler (E.coli &#39;de KG21) sahip hat LB agar plakası (-80 ° C). 37 ° C&#39;de plakalar O / N inkübe </li><li> NZCYM ortamı 50 ml hazırlayın ve 30 dakika boyunca 121 ° C&#39;de otoklav ortamı. Medya soğumasını bekleyiniz, 50 ml medyaya 100 ug / ml ampisilin 50 ul ekleyin. </li><li> Ampicill ile takviye edilmiş 50 ml NZCYM ortamı içine LB agar levhasından tek bir koloni inoküleLütfen, 37 ° C&#39;de çalkalayıcı bir inkübatör içinde hücreleri O / N inkübe </li><li> NZCYM ortamı 1 L hazırlayın ve 30 dakika boyunca 121 ° C&#39;de otoklav ortamı. 1000 ml ortama 100 mg / ml ampisilin içinde 1 ml ilave edilir. UV-Vis spektrofotometre kullanılarak bir boş olarak bir optik yoğunluk (OD) okuma al. NOT: ilk okumadan sonra bu atmayın. </li><li> Adım 2.3.6 1,000 ml ortam içine aşama 2.3.5 gelen hücre kültürü 10 ml inoküle. Inokülasyondan sonra hemen 595 nm&#39;de optik yoğunluk okuyun. Büyüme izlemek için periyodik olarak optik yoğunluk okuma al. NOT: OD alınır her zaman boş okuyun. </li><li> Bakteri büyümesi 595 nm &#39;de yaklaşık 0.75 ~ 0.8 OD ulaştığında İzopropil β-D-1-tiogalaktopiranosid (IPTG, 1 M), 700 ul neden. </li><li> OD 1.1 ulaştığında hücreleri hasat. 6 plastik şişe içine şişenin içeriğini dökün. Denge ve santrifüj kullanılarak önce şişe tartın. 4 ° C&#39;de 8554 x g&#39;de 20 dakika boyunca santrifüj-20 ° CO / N. hücre pelletini Ol </li><li> Hücre pelet dışarı atın ve bir 50 ml tüp bunları birleştirmek. Fermentasyon, L başına 4M guanidin HCI 3.5 ml ilave edilir. 1 dakika aralıklarla buz, 30 saniye sonicate 2-3 kez, her zaman,. </li><li> % 0.5 &#39;lik formik asit ile hücre hacim 6x seyreltileri yapın ve 2 saat boyunca soğuk odada karıştırın sağlar. 4 ° C&#39;de 30 dakika, 8554 x g &#39;için santrifüj Süpernatant tutun. Soğuk oda içindeki doymuş stok solüsyonu ve karıştırın kullanılarak% 20 doymuş amonyum sülfat eklenir, O / N </li><li> 4 ° C&#39;de 30 dakika, 8554 x g santrifüj ile pelet tutun. Bir C4 kolon (10 x 250 mm, 5 um) üzerinde,% 0.1 trifloroasetik asit (TFA), yük pelet sulandırın ve bir de, TFA içinde A =% 0.1 TFA ve B =% 60 asetonitril lineer bir miktar kullanılarak fraksiyonlanması , 1.5 ml min-1 akış oranı. </li><li> Kuru buz üzerinde protein çözeltisi ve dondurma, dondurulmuş numune O / N liyofilize </li></ol></li><li> Amelogenin kitosanın hazırlanması (CS-AMEL) Hidrojen üretimiEl (Şekil 1A) <ol><li> 200 rp172 ug% 1 çitosan solüsyonu 960 ul ihtiva eden bir tüp içine ekleyin, sonra çözelti berrak olana kadar bir girdap ile karıştırın. </li><li> Amelogenin ihtiva eden kitosan çözeltiye 0.1 M Na 2 HPO 4 çözeltisinin 15 ul ve ardından 0.1 M CaCl2 çözeltisi 25 ul, daha sonra 5 dakika boyunca bir vorteks ile karıştırın. </li><li> Dikkatli bir şekilde 1 M NaOH çözeltisi eklenerek 6.5 &#39;e CS-AMEL çözeltinin pH ayarlayın. PH değeri 6,5 ulaştığında CS-AMEL hidrojel oluşturacaktır. </li></ol></li></ol> Amelogenin-kitosan Hidrojeli 3. Emaye büyütme <ol><li> Yapay tükürük çözeltisinin hazırlanması <ol><li> Belli bir miktarda magnezyum klorür (MgCI2, 0.2 mM), kalsiyum klorür (CaCl2, 1 mM), potasyum dihidrojen fosfat (KH 2 PO 4, 4 mM), potasyum klorür (KCl, 16 mM) ve amonyum klorür (çözülür 20 mM HEPES içinde NH4CI, 4.5 mM)(4 - (2-Hidroksietil) piperazin-1-etan-sülfonik asit) 12, tampon. </li><li> 1 M NaOH ile pH 7.0 &#39;ye ayarlayın, 4 ° C&#39;de yapay tükürük çözelti depolamak </li><li> Çözeltisi kullanılarak önce, sodyum florür (NaF, 300 ppm) ekleyin. </li></ol></li><li> CS-AMEL Hidrojel Uygulaması <ol><li> Bir şırınga (Şekil 1 B) kullanılarak kazınmış diş dilim için yaklaşık 20 ul CS-AMEL hidrojel uygulanır. </li><li> 2 saat boyunca oda sıcaklığında bir desikatör içinde hidrojel kaplı diş dilim kurutun. </li><li> Yapay tükürük çözeltisi 30 ml ihtiva eden bir behere diş dilim aktarın. Alüminyum folyo ile beher Kapak ve daha sonra 7 gün boyunca 37 ° C&#39;de bir fırın içinde beher tutun. </li><li> Diş dilim çıkarın ve oda sıcaklığında bir desikatör içinde kurutun. </li></ol></li></ol> Yeni Yetiştirilen Katman ve emaye arasındaki Arayüz 4. Karakterizasyonu Yeni yetişen tabakası ve mine arasındaki arayüzün mikro gözlenirken olduelektron mikroskobu (SEM) ve yüksek devirli transmisyon elektron mikroskobu (HR-TEM) tarayarak ved. TEM numune, odaklanmış iyon demeti (FİB) tekniği aşağıdaki gibi olduğu için adımları kullanılarak hazırlanmıştır. <ol><li> Bir yalan-SEM aracı haline örnek yükleyin ve işletme talimatlarına göre tüm hizalamalarını bitirmek. NOT: İnce Z ayarı en az 2 kez yapılmalıdır. </li><li> Temel yapı (Şekil 2A) korumak için numune üzerine bir karbon tabakası (15 x 3 um) bırakın. </li><li> Mill karbon tabakasının, üst alt ve sağ taraflarında Dikkatle numune numunenin ince bir parça hazırlamak, daha sonra bu ince parçanın alt tarafı kesmek. NOT: Her bir öğütme aşaması (Şekil 2B) önce İyon ışın hizasını kontrol edin. </li><li> Kaynak Pt ince parça üzerinde uç ve örnek parça (Şekil 3C) ayırmak için sol tarafını kesti. NOT: Kaynak aşamasından önce İyon ışın hizasını kontrol edin. </li><li> T kaldırıno yavaş yavaş numune ile uç ve bir asansör-out TEM ızgara üzerine lamel örnek monte pt. </li><li> Kalınlığı en az 100 nm (Şekil 3D) kadar numuneden ucu ve ince numune kesin. TEM gözlemi gerçekleştirmek için aletten numuneyi çıkarın. NOT: Her inceltme işleminden önce İyon ışın hizasını kontrol edin. </li></ol> Yeni Yetiştirilen Layer Binding ve Mekanik Özelliklerinin 5. Değerlendirilmesi <ol><li> Bağlama gücü, ultrasonik muamele ile değerlendirilir. 10 dakika boyunca ultrasonik temizleyici (42 kHz, 100 W) &#39;de tamir diş dilim tutun ve daha sonra, geri-saçılmalı elektron bir SEM analizi ile onarılan tabakası ve doğal mine arasındaki arayüzü izleyin. </li><li> Her tamir emaye yüzeye 20 test noktaları (n = 3), bir ucu ile bir Berkovich nano-indenter olarak en sertlik ve esneklik modülüne ölçün. </li></ol> 6.. İmmünofloresan Boyama <ol><li> Tris büfesi i diş dilim yıkayın15 dakika boyunca r tuzlu su (TBS). </li><li> 15 dakika süre ile TBS içinde% 1 sığır serum albümini (BSA) ile bloke edin. </li><li> Sıvıyı çıkarın ve TBS (% 0.1 BSA,% 0.3 Triton X-100) içerisinde seyreltilmiş 1 ° Ab (1:500 tavuk anti-Amelogenin) ile örnek O / N inkübe edin. </li><li> 30 dakika TBS ile örnek yıkayın ve TBS içinde seyreltilmiş 2 ° Ab (1:100 anti-tavuk FITC) ile O / N inkübe edin. </li><li> 30 dakika TBS ile örnek yıkanır ve 30 dakika boyunca kurumaya bırakın. </li><li> Floresan mikroskop ile gözlemlemek. </li></ol>

<ol>
	<li>Moradian-Oldak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein-+mediated+enamel+mineralization.">Protein- mediated enamel mineralization.</a> Frontiers in Bioscience. 17, 1996-2023 (2012).</li><li>Palmer, L. C., Newcomb, C. J., Kaltz, S. R., Spoerke, E. D., Stupp, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomimetic+Systems+for+Hydroxyapatite+Mineralization+Inspired+By+Bone+and+Enamel.">Biomimetic Systems for Hydroxyapatite Mineralization Inspired By Bone and Enamel.</a> Chem. Rev. 108, 4754-4783 (2008).</li><li>Onuma, K., Yamagishi, K., Oyane, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleation+and+growth+of+hydroxyapatite+nanocrystals+for+nondestructive+repair+of+early+caries+lesions.">Nucleation and growth of hydroxyapatite nanocrystals for nondestructive repair of early caries lesions.</a> J. Cryst. Growth. 282, 199-207 (2005).</li><li>Xie, R. Q., Feng, Z. D., Li, S. W., Xu, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EDTA-Assisted+Self-Assembly+of+Fluoride-Substituted+Hydroxyapatite+Coating+on+Enamel+Substrate.">EDTA-Assisted Self-Assembly of Fluoride-Substituted Hydroxyapatite Coating on Enamel Substrate.</a> Cryst. Growth Des. 11, 5206-5214 (2011).</li><li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-Inspired+Enamel+Repair+via+Glu-Directed+Assembly+of+Apatite+Nanoparticles:+an+Approach+to+Biomaterials+with+Optimal+Characteristics.">Bio-Inspired Enamel Repair via Glu-Directed Assembly of Apatite Nanoparticles: an Approach to Biomaterials with Optimal Characteristics.</a> Advanced Materials. 23, (2011).</li><li>Yin, Y. J., Yun, S., Fang, J. S., Chen, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+regeneration+of+human+tooth+enamel+under+near-physiological+conditions.">Chemical regeneration of human tooth enamel under near-physiological conditions.</a> Chem. Commun. , 5892-5894 (2009).</li><li>Fan, Y., Sun, Z., Moradian-Oldak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+remineralization+of+enamel+in+the+presence+of+amelogenin+and+fluoride.">Controlled remineralization of enamel in the presence of amelogenin and fluoride.</a> Biomaterials. 30, 478-483 (2009).</li><li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair+of+enamel+by+using+hydroxyapatite+nanoparticles+as+the+building+blocks.">Repair of enamel by using hydroxyapatite nanoparticles as the building blocks.</a> J. Mater. Chem. 18, 4079-4084 (2008).</li><li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acellular+synthesis+of+a+human+enamel-like+microstructure.">Acellular synthesis of a human enamel-like microstructure.</a> Advanced Materials. 18, (2006).</li><li>Yamagishi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+synthetic+enamel+for+rapid+tooth+repair.">A synthetic enamel for rapid tooth repair.</a> Nature. 433, 819-819 (2005).</li><li>Bleek, K., Taubert, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+developments+in+polymer-controlled,+bioinspired+calcium+phosphate+mineralization+from+aqueous+solution.">New developments in polymer-controlled, bioinspired calcium phosphate mineralization from aqueous solution.</a> Acta Biomaterialia. 9, 6283-6321 (2013).</li><li>Fletcher, J., Walsh, D., Fowler, C. E., Mann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+mats+of+PVP/ACP+nanofibres+for+remineralization+of+enamel+tooth+surfaces.">Electrospun mats of PVP/ACP nanofibres for remineralization of enamel tooth surfaces.</a> Crystengcomm. 13, 3692-3697 (2011).</li><li>Fang, P. -. A., Conway, J. F., Margolis, H. C., Simmer, J. P., Beniash, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+self-assembly+of+amelogenin+and+the+regulation+of+biomineralization+at+the+nanoscale.">Hierarchical self-assembly of amelogenin and the regulation of biomineralization at the nanoscale.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108, 14097-14102 (2011).</li><li>Yang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+Amelogenin+Orchestrates+the+Organization+of+Hierarchical+Elongated+Microstructures+of+Apatite.">How Amelogenin Orchestrates the Organization of Hierarchical Elongated Microstructures of Apatite.</a> Journal of Physical Chemistry B. 114, 2293-2300 (2010).</li><li>Li, H., Fujiki, Y., Sada, K., Estroff, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gel+incorporation+inside+of+organic+single+crystals+grown+in+agarose+hydrogels.">Gel incorporation inside of organic single crystals grown in agarose hydrogels.</a> Crystengcomm. 13, 1060-1062 (2011).</li><li>Ruan, Q., Zhang, Y., Yang, X., Nutt, S., Moradian-Oldak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+amelogenin-chitosan+matrix+promotes+assembly+of+an+enamel-like+layer+with+a+dense+interface.">An amelogenin-chitosan matrix promotes assembly of an enamel-like layer with a dense interface.</a> Acta Biomater. 9, 7289-7297 (2013).</li><li>Hu, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cloning,+cDNA+sequence,+and+alternative+splicing+of+porcine+amelogenin+mRNAs.">Cloning, cDNA sequence, and alternative splicing of porcine amelogenin mRNAs.</a> Journal of Dental Research. 75, 1735-1741 (1996).</li><li>Bromley, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amelogenin+Processing+by+MMP-20+Prevents+Protein+Occlusion+Inside+Calcite+Crystals.">Amelogenin Processing by MMP-20 Prevents Protein Occlusion Inside Calcite Crystals.</a> Cryst. Growth Des. 12, 4897-4905 (2012).</li><li>Fan, Y., Sun, Z., Abbott, C., Moradian-Oldak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+enamel+inspired+nanocomposite+fabrication+through+amelogenin+supramolecular+assembly.">A enamel inspired nanocomposite fabrication through amelogenin supramolecular assembly.</a> Biomaterials. 28, 3034-3042 (2007).</li><li>Wright, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+etiologies+and+associated+phenotypes+of+amelogenesis+imperfecta.">The molecular etiologies and associated phenotypes of amelogenesis imperfecta.</a> Am. J. Med. Gent. A. 140 (23), 2547-2555 (2006).</li><li>Eimar, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+enamel+hardness+by+its+crystallographic+dimensions.">Regulation of enamel hardness by its crystallographic dimensions.</a> Acta Biomaterialia. 8, 3400-3410 (2012).</li><li>Ruan, Q., Siddiqah, N., Li, X., Nutt, S., Moradian-Oldak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amelogenin-chitosan+matrix+for+human+enamel+regrowth:+effects+of+viscosity+and+supersaturation+degree.">Amelogenin-chitosan matrix for human enamel regrowth: effects of viscosity and supersaturation degree.</a> Connect Tissue Res. , (2014).</li><li>Pouget, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Initial+Stages+of+Template-Controlled+CaCO3+Formation+Revealed+by+Cryo-TEM.">The Initial Stages of Template-Controlled CaCO3 Formation Revealed by Cryo-TEM.</a> Science. 323, 1455-1458 (2009).</li><li>Gebauer, D., Volkel, A., Colfen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+Prenucleation+Calcium+Carbonate+Clusters.">Stable Prenucleation Calcium Carbonate Clusters.</a> Science. 322, 1819-1822 (2008).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Emaye mineral içeriği yüksek o insan vücudunda zor mineralize doku yapıyor olsa da, bu biyoseramik sık diş çürüğü ya da erozyon gibi ortaya demineralizasyon süreçleri, açıktır. Gen mutasyonları da Amelogenesis imperfekta 20 denilen emaye malformasyon kalıtsal hastalıkların bir dizi önde gelen ince veya yumuşak minesini neden olabilir. Florür veya CPP-ACP içeren ağız sağlık-bakım ürünleri birkaç yıl ilk mine lezyonlarının reminerilizasyonunu teşvik etmek (yani,...

Dental enamel is the hard mineralized surface of human teeth. It is composed of numerous needle-like apatite crystals, which are bundled in organized, parallel prisms to ensure the unique mechanical strength and biological protection that enamel provides1-2. Unlike other mineralized tissues, such as bone and dentin, mature enamel is acellular and cannot regenerate itself after substantial mineral loss1-2, which often occurs as dental caries or erosion. Commercially available products such as fluoride containing varnishes, tooth pastes and mouthwashes are effective in re-mineralizing enamel but none of them have the potential to promote the formation of organized apatite crystals. Clinically, the conventional treatment for enamel repair involves a filling procedure with artificial materials such as amalgam, ceramics, or composite resin 3. However, these materials usually do not interface well with the natural tissue surrounding the lesion, because their structures, components and properties are different from the natural enamel. As a result, secondary caries frequently develops overtime at the interface between the tooth and foreign materials. Therefore, in situ regrowth of enamel with a dense interface is an attractive target for the fields of materials science and stomatology. One particularly promising way to achieve this purpose is biomimetic synthesis of enamel-like material on the enamel surface. Recently, numerous in vitro attempts have been made to prepare enamel-like materials using biomimetic systems that contain nano-apatites or different organic additives 4-12. However, developing the optimal biomimetic strategy to promote remineralization crystals to achieve a perfect dense interface is still a challenge. 
During enamel mineralization, the oriented growth and elongation of apatite crystals is regulated by an amelogenin-rich matrix 1,13-14. To mimic the organic matrix in developing enamel, herein we describe a detailed protocol for fabricating an amelogenin-chitosan (CS-AMEL) hydrogel for in situ enamel regrowth on an acid-etched enamel surface used as a model for erosive lesions. As &#8220;the most versatile growth media&#8221; for crystals 15, hydrogel matrices have an advantage over a solution system since clinically they are easier to handle. Moreover, CS-AMEL is biocompatible, biodegradable, and has unique antimicrobial and adhesion properties that compare favorably with other biomimetic systems for dental applications 16. Importantly, the in situ mineralization of apatite crystals on the enamel surface provides a dense interface between the repaired layer and the natural enamel, which can potentially improve the durability of restorations and prevent the formation of new caries at the margin of the restoration.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1219">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Name</td>
			<td style="width:209px;">Company</td>
			<td style="width:164px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:516px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Material/ Reagent</td>
			<td style="width:209px;"></td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:331px;">Human Third Molar&#160;</td>
			<td style="width:209px;">Ostrow School of Dentistry of the University of Southern California&#160;</td>
			<td style="width:164px;">N/A</td>
			<td style="width:516px;">The human molars were extracted following the standard procedures for extraction at the Ostrow School of Dentistry of the University of Southern California and handled with the approval of the Institutional Review Board.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:331px;">Recombinant Pocine Amelogenin</td>
			<td style="width:209px;">Expression and purification&#160; in lab</td>
			<td style="width:164px;">N/A</td>
			<td style="width:516px;">rP172, full-length&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Chitosan&#160;</td>
			<td style="width:209px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">448877</td>
			<td style="width:516px;">medium molecular weight, 75-85% deacetylated</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Phosphoric Acid&#160;</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">AA033266</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Acetic Acid Glacial</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">A036289</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Sodium Hydroxide</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">BDH9292</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Calcium Chloride&#160;</td>
			<td style="width:209px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">223506</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Dibasic Sodium Phosphate Anhydrous</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">BDH0316</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">BL21-CodonPlus (DE3)-RP&#160;</td>
			<td style="width:209px;">Agilent Technologies Inc.</td>
			<td style="width:164px;">230255</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Ammonium Sulfate</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">BDH8001</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Trifluoroacetic Acid</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">AAAL06374</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">BDH1103</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Magnesium Chloride&#160;</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">BDH0244</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Potassium Dihydrogen Phosphate&#160;</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">BDH9268</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Potassium Chloride&#160;</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">BDH0258</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Ammonium Chloride&#160;</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">AAAA15000</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:331px;">HEPES (4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-1-ethane-sulfonic acid)</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">AAA14777</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Sodium Fluoride&#160;</td>
			<td style="width:209px;">VWR</td>
			<td style="width:164px;">AA11561</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Tris-Buffered Saline</td>
			<td style="width:209px;">Bio-Rad</td>
			<td style="width:164px;">170-6435</td>
			<td style="width:516px;">10&#215; TBS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Bovine Serum Albumin</td>
			<td style="width:209px;">EMD Millipore&#160;</td>
			<td style="width:164px;">12659</td>
			<td style="width:516px;">CalBioChem, Albumin, Bovine Serum, Fraction V, Low Heavy Metals&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Triton X-100</td>
			<td style="width:209px;">EMD Millipore&#160;</td>
			<td style="width:164px;">TX1568-1</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Chicken Anti-Amelogenin</td>
			<td style="width:209px;">N/A</td>
			<td style="width:164px;">N/A</td>
			<td style="width:516px;">A gift from Prof. Malcolm Snead, University of Southern California</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Bovine Anti-Chicken IgY-FITC</td>
			<td style="width:209px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:164px;">Sc-2700</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:331px;">Equipments</td>
			<td style="width:209px;"></td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:331px;">High Performance Liquid Chromatography System</td>
			<td style="width:209px;">Agilent Technologies Inc.</td>
			<td style="width:164px;">Varian Prostar 210</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">C4 column</td>
			<td style="width:209px;">Phenomenx&#160;</td>
			<td style="width:164px;">Jupiter 5&#956; 300A</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Scanning Electron Microscopy&#160;</td>
			<td style="width:209px;">JEOL&#160;</td>
			<td style="width:164px;">JSM-7001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">FIB-SEM&#160;</td>
			<td style="width:209px;">JEOL&#160;</td>
			<td style="width:164px;">JIB-4500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Transmission Electron Microscopy&#160;</td>
			<td style="width:209px;">JEOL</td>
			<td style="width:164px;">JEM-2100F</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Digital Low Speed Diamond Saw</td>
			<td style="width:209px;">MTI Corporation</td>
			<td style="width:164px;">SYJ-150</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Fluorescence Microscopy</td>
			<td style="width:209px;">Leica</td>
			<td style="width:164px;">DMI3000 B</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Ultrasonic Cleaner&#160;</td>
			<td style="width:209px;">Branson&#160;</td>
			<td style="width:164px;">2510</td>
			<td style="width:516px;">42 kHz, 100 W</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:331px;">Nano-indenter&#160;</td>
			<td style="width:209px;">Agilent Technologies Inc.</td>
			<td style="width:164px;">MTS XP</td>
			<td style="width:516px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development of amelogenin-chitosan hydrogel for in vitro enamel regrowth with a dense interface

Biomimetic enamel reconstruction is a significant topic in material science and dentistry as a novel approach for the treatment of dental caries or erosion. Amelogenin has been proven to be a critical protein for controlling the organized growth of apatite crystals. In this paper, we present a detailed protocol for superficial enamel reconstruction by using a novel amelogenin-chitosan hydrogel. Compared to other conventional treatments, such as topical fluoride and mouthwash, this method not only has the potential to prevent the development of dental caries but also promotes significant and durable enamel restoration. The organized enamel-like microstructure regulated by amelogenin assemblies can significantly improve the mechanical properties of etched enamel, while the dense enamel-restoration interface formed by an in situ regrowth of apatite crystals can improve the effectiveness and durability of restorations. Furthermore, chitosan hydrogel is easy to use and can suppress bacterial infection, which is the major risk factor for the occurrence of dental caries. Therefore, this biocompatible and biodegradable amelogenin-chitosan hydrogel shows promise as a biomaterial for the prevention, restoration, and treatment of defective enamel.

Burada tarif edilen protokol etkinliği elektron mikroskobu (SEM), elektron kırınımı seçilen alan (SAED) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizleri tarama ile gösterilmiştir. 7 gün boyunca amelogenin kitosan (CS-AMEL) hidrojel ile tamir sonra, 15 um bir kalınlığa sahip olan bir emaye benzeri tabaka kazınmış emaye yüzeyi üzerinde oluşturulmuştur. Yeni büyüyen tabaka (Şekil 3A&#39;da oklar) yüzeyine dik olan, Cı-ekseni boyunca, tercihen artan, ~ 50 nm arasında bir çapa sahip kri...

Watch this Scientific Journal Video about Development of Amelogenin-chitosan Hydrogel for In Vitro Enamel Regrowth with a Dense Interface at JoVE.com

Development of Amelogenin-chitosan Hydrogel for In Vitro Enamel Regrowth with a Dense Interface

Bu yazıda, yüzeysel emaye yeniden inşası için bir amelogenin kitosan hidrojel imalatı için bir protokol açıklar. Hidrojel apatit kristallerinin yerinde büyüme Organize restorasyonların etkinliğini ve dayanıklılığını artıracak yoğun bir emaye-restorasyon arayüzü kurdu.

Için Amelogenin-kitosan hidrojelin geliştirilmesi<em&gt; In Vitro</emBir Yoğun Arayüzü ile&gt; Emaye büyütme

Biomimetic enamel reconstruction is a significant topic in material science and dentistry as a novel approach for the treatment of dental caries or ...

development-amelogenin-chitosan-hydrogel-for-vitro-enamel-regrowth

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Development of Amelogenin-chitosan Hydrogel for In Vitro Enamel Regrowth with a Dense Interface

14.9K Görüntüleme.  University of Southern California.  Bu yazıda, yüzeysel emaye yeniden inşası için bir amelogenin kitosan hidrojel imalatı için bir protokol açıklar. Hidrojel apatit kristallerinin yerinde büyüme Organize restorasyonların etkinliğini ve dayanıklılığını artıracak yoğun bir emaye-restorasyon arayüzü kurdu. 