硅對人恒前磨牙早期釉質(zhì)齲再礦化影響的掃描電鏡觀察

劉振華 王 鐸 賀長歷

早期齲的發(fā)生是牙釉質(zhì)脫礦與再礦化交替進(jìn)行的動態(tài)過程，使齲脫礦向再礦化過程轉(zhuǎn)變，是治療早期齲的關(guān)鍵。有研究[1,2]發(fā)現(xiàn)硅是一種強(qiáng)的礦化誘導(dǎo)劑，是比氟、鈣、磷還要強(qiáng)的礦化誘導(dǎo)劑,是一類很有潛力的防齲元素，但相關(guān)資料很少。本試驗采用酸蝕凝膠系統(tǒng)和微量元素礦化系統(tǒng)，制備早期人工釉質(zhì)齲體外模型，模擬人牙釉質(zhì)早期齲病的發(fā)生，觀察硅對脫礦釉質(zhì)再礦化的影響，以初步探索硅在早期釉質(zhì)齲治療中的作用，為早期齲病的防治提供借鑒和參考。

1.材料和方法

1.1 標(biāo)本的選擇與制備 選擇因正畸減數(shù)拔除的恒雙尖牙(確認(rèn)患者未局部用氟、使用含氟漱口水或含氟牙膏)，用刮匙仔細(xì)去除牙根面軟組織，低速軟橡皮杯蘸取氧化鋁拋光粉磨光牙面，以去除釉質(zhì)表面菌斑和色素。體視顯微鏡(×10)下篩選無裂痕、缺隙、斑塊、齲損及充填物的牙齒，用去離子水充分沖洗后，置于0.05%麝香草酚去離子水中4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

用高速手機(jī)在冷水噴霧情況下分離牙齒冠、根，再用輪狀切盤沿牙齒長軸方向?qū)⒀拦诜譃轭a、舌兩部分，保留頰側(cè)部分備用。去除牙髓，沖洗干凈，再用去離子水超聲洗滌3次，每次5分鐘，干燥后用嵌體蠟充填髓腔。

將以上制備的釉質(zhì)塊標(biāo)本在牙頰面中1/3處，用氧化鋁打磨粉磨出3mm×4mm的小平面，取9個釉質(zhì)塊作為實驗用標(biāo)本。

人工齲體外模型的制備：將9個標(biāo)本置于制備的0.1mol/L乳酸齲膠[3]中，37℃恒溫脫礦1周。

1.2 礦化液配制及實驗分組 基礎(chǔ)再礦化液的配制：在去離子水中分別加入166.485mg CaCl2、322.326mg Na2HPO4·12H2O、4.766g HEPES和8.766g NaCl緩慢震蕩搖勻，用去離子水定容至1000ml， 配 成 含 20mM HEPES、 1.5mM Ca2+、0.9mM 磷酸鹽及150mM NaCl的基礎(chǔ)再礦化液，并加入適量麝香草酚以防止真菌生長。用5MNaOH調(diào)節(jié)pH值至7.0，置于4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1ppm Si再礦化溶液的配制：稱取Na2SiO3.9H2O 10.15mg置于基礎(chǔ)礦化液中震蕩、搖勻，用基礎(chǔ)礦化液定容至1000ml。

將6個脫礦釉質(zhì)塊標(biāo)本，用去離子水充分沖洗1分鐘，隨機(jī)分為2組，每組3個。

再礦化對照組：加基礎(chǔ)再礦化液。

再礦化硅組：加1ppm Si再礦化液。

1.3 標(biāo)本處理 將6個釉質(zhì)塊標(biāo)本分別置于上述2組再礦化液中，37℃孵箱孵育2周，5天更換一次再礦化液。

1.4 SEM觀察 脫礦后和再礦化后兩組各取3個釉質(zhì)塊標(biāo)本，用2.5%戊二醛(pH7.3)固定，梯度酒精脫水，真空干燥，粘臺，離子濺射噴金，用SEM在25KV、傾斜0-30°下觀察開窗區(qū)表面的形態(tài)學(xué)及組織學(xué)變化并拍照。

2.結(jié)果

脫礦后的釉質(zhì)表面呈蜂巢狀結(jié)構(gòu)，釉柱核心被溶解，呈現(xiàn)蜂巢狀凹陷，凹陷四周的壁為釉柱周邊質(zhì)(圖1)。

兩組經(jīng)兩周再礦化處理，均可見再礦化修復(fù)，表面有礦物質(zhì)沉積。

再礦化硅組：大部分釉質(zhì)表面隱約可見蜂巢狀結(jié)構(gòu)的輪廓，大部分蜂巢狀凹陷被填平，部分呈現(xiàn)較光滑形態(tài)(圖2)。有少部分釉質(zhì)表面蜂巢狀底部見微球狀顆粒，邊緣沉積物連接成片(圖3)。

再礦化對照組：大部分釉質(zhì)表面可見蜂巢狀結(jié)構(gòu)但不清晰，凹陷底部有大量微球狀顆粒沉積，凹陷變淺，有較大球狀物散布，周邊連接成片(4)。

3.討論

齲病是一個復(fù)雜的連續(xù)動力學(xué)過程。再礦化理論認(rèn)為：在此過程的早期，如果宿主再礦化作用大于脫礦作用，則可防止齲病的發(fā)生發(fā)展。礦化液可通過改變釉質(zhì)脫礦-再礦化之間的平衡，阻止脫礦，促進(jìn)再礦化。這些礦物質(zhì)來源于病變中已溶解的礦物質(zhì)，唾液，也可來自人工配制鈣、磷、氟化物的礦化液。

191 2 年Head就發(fā)現(xiàn)唾液對脫礦釉質(zhì)的有再礦化作用，它既能防齲也能使早期齲再礦化。60年代，Koulourides等使用含氟、鈣、磷的溶液處理人工齲的牙齒，能使牙齒硬度升高，并將這種溶液稱為鈣化液。70年代以來,Featherston和Feagin把這類溶液稱為再礦化液(remineralization solution RS)[4]。

再礦化材料可廣泛應(yīng)用于淺齲防治，且作為一種無痛療法而受到廣泛關(guān)注。當(dāng)前再礦化研究的目標(biāo)是找到有臨床指導(dǎo)意義的再礦化材料，在對人體無害甚至有利的情況下防治齲病[5]。氟化物已被證實是有效的防齲物質(zhì)，其抗齲作用主要表現(xiàn)在對牙齒、唾液界面上發(fā)生的脫礦和再礦化的影響[6]。但氟化物有一定的局限性，過量的氟會引起急性氟中毒或慢性氟中毒，對于人體的骨質(zhì)以及牙體本身有不利的影響甚至導(dǎo)致氟骨癥和氟牙癥的形成[7]。

近年來微量元素在齲病以及根面齲預(yù)防中的應(yīng)用日趨受到人們的關(guān)注[8,9]，并已開始了對這類元素防齲機(jī)制的研究，可望尋找具有更好防齲功效的微量元素，為齲病的預(yù)防提供新方法和途徑奠定基礎(chǔ)。有研究提示硅可能是一類具有防齲功能的微量元素，但相關(guān)資料很少。

硅是地球上豐度最大的元素之一，主要以化合物的形式,作為僅次于氧的最豐富的元素存在于地殼中，約占地表巖石的四分之一，是人體必需的14種微量元素之一。它廣泛存在于食物、飲料、硬水中，飲食攝入、含硅藥物及含硅醫(yī)用生物材料以及牙膏的使用是較為常見的接觸方式。人體對硅的吸收率僅為1%，吸收入血的硅隨著血液循環(huán)分布到全身組織。硅可通過尿液排出體外，同時脫落的皮膚細(xì)胞、毛發(fā)、指甲也是較為重要的排出途徑。

硅及其化合物在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用甚廣，同時硅在骨的形成中至關(guān)重要，動物實驗[10]發(fā)現(xiàn)在骨的鈣化前沿有大量的硅存在，在骨化過程中，硅與鈣的含量呈正相關(guān)。缺硅可使動物生長遲緩、骨骼異常、畸形、牙齒及釉質(zhì)發(fā)育不良[11]。

Saito等學(xué)者[1]通過利用不同的離子對脫礦的牛牙本質(zhì)進(jìn)行再礦化，發(fā)現(xiàn)硅在5μM時能顯著降低礦化誘導(dǎo)時間，是比氟、鈣、磷還要強(qiáng)的礦化誘導(dǎo)劑。而且硅與氟對牙本質(zhì)的再礦化可能還有協(xié)同作用[2]。

但硅對脫礦釉質(zhì)的再礦化影響以及不同濃度的硅是否有不同影響，未見相關(guān)資料報道。為方便配制，本實驗初步觀察了1ppm硅對釉質(zhì)再礦化的影響。

本實驗借助掃描電鏡觀察了1ppm硅對脫礦釉質(zhì)再礦化后表面的形態(tài)學(xué)改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)脫礦釉質(zhì)表面呈現(xiàn)典型早期釉質(zhì)齲表現(xiàn)，即釉質(zhì)表面釉柱中心溶解，呈現(xiàn)蜂窩狀結(jié)構(gòu)。而再礦化后的釉質(zhì)表面有不同程度礦物質(zhì)沉積，填補(bǔ)了釉柱中心的脫礦病損及釉質(zhì)表面局限性小凹陷，蜂窩狀凹陷均變淺，不同程度的修復(fù)了脫礦釉質(zhì)在超微結(jié)構(gòu)上的缺損。這從形態(tài)學(xué)上證實了礦化液能夠促進(jìn)脫礦釉質(zhì)的再礦化進(jìn)程，同時用含硅處理的脫礦釉質(zhì)表面的脫礦孔隙被沉積物充滿，僅見輕度脫礦凹陷痕跡，部分區(qū)域呈現(xiàn)光滑形態(tài)，沉積的礦化顆粒多，說明硅能促進(jìn)釉質(zhì)再礦化，而且在相同時間內(nèi)Si組較對照組再礦化的速度快。這可能證實了硅作為礦物質(zhì)沉積核心的穩(wěn)定性異源基質(zhì)，能使初始晶核穩(wěn)定的成長為鈣磷的晶體核心，從而加快形成礦化沉積所需要的穩(wěn)定晶核，加速周圍飽和溶液再沉積的觀點[12]。

硅對牙釉質(zhì)及牙本質(zhì)[1]有促進(jìn)再礦化作用這一事實提示：(1)硅對早期齲有一定的治療作用，而且硅的毒副作用較??；(2)齲病成洞時，牙科充填材料中加入適量的硅，可以促進(jìn)再礦化，隔絕材料對牙髓的刺激；深齲治療時對無菌的軟化牙本質(zhì)進(jìn)行再礦化，可以恢復(fù)其原有的功能[13]。

本實驗從形態(tài)學(xué)角度證明了1ppm的硅能夠促進(jìn)脫礦釉質(zhì)再礦化，對于硅對釉質(zhì)再礦化作用影響、機(jī)制、再礦化沉積物的成分、促進(jìn)再礦化的最佳濃度、與氟是否存在協(xié)同作用、對菌斑的作用以及在體內(nèi)的防齲應(yīng)用等尚需進(jìn)一步地深入研究。

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