烤瓷表面拋光和上釉對其表面粗糙度及細菌黏附的影響

薛莉 孟玉坤 唐霞

（1.成都大學附屬醫(yī)院 口腔科，成都 610081；2.四川大學華西口腔醫(yī)院 修復科，成都 610041；3.重慶醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院 修復科，重慶 400015）

烤瓷表面的粗糙程度直接影響口腔細菌在其表面的黏附，較粗糙的瓷表面容易黏附細菌，進而可能造成菌斑堆積、基牙和鄰牙齲壞等。不同的磨光和拋光方法對烤瓷牙表面光滑程度有較大影響。臨床上調改過的瓷表面粗糙不平，暗淡無光澤，既影響美觀，又容易造成菌斑堆積，影響口腔衛(wèi)生。雖然已有較多的拋光器材問世，但臨床修復科醫(yī)生最常用的拋光方法還是專用橡皮輪拋光。臨床實踐顯示：僅用橡皮輪拋光的瓷表面其光滑程度雖有改善，但與上釉的瓷表面仍有差距。若送回制作中心上釉，則耽誤患者較長的時間，且反復燒結對烤瓷的強度和顏色有一定影響。本實驗通過比較3種不同拋光方法（以自身上釉為對照）對烤瓷表面粗糙度的影響，以及所造成的不同粗糙度瓷表面對口腔主要致齲菌——變異鏈球菌在其黏附的影響，探討一種可行的替代燒結法自身上釉的拋光方法。

1 材料和方法

1.1 主要材料

鈷鉻烤瓷合金（上海常平實業(yè)有限公司），遮色瓷底膏、結晶粉、釉質瓷粉（Ceramco3，Dentsply公司，美國），400、600、800目水砂紙（湖北玉立砂帶集團股份有限公司），PA金剛石橡皮輪（SHOFU公司，日本），金剛石拋光膏（Ersta公司，德國），Cr2O3綠色拋光膏（上海醫(yī)療器械股份有限公司齒科材料廠）等。

1.2 主要設備

ⅢA型自動可編程真空烤瓷爐（洛陽中鋼集團洛陽耐火材料研究院），DGZ-50高頻鑄造機（天津市醫(yī)療設備廠），CL-FSG3噴砂機（Heraeus Hanau公司，德國），原子力顯微鏡（SPA400，精工公司，日本），DY-2厭氧培養(yǎng)箱（浙江義烏冷凍機總廠），YS2-H光學顯微鏡（Nikon公司，日本）。

1.3 烤瓷試件的制作和表面分析

制作圓形鈷鉻合金烤瓷試件金屬基底（直徑10mm，厚度0.4mm）24枚，400目砂紙打磨去除金屬片表面氧化層，對金屬片的一面進行氧化鋁（Al2O3）噴砂，超聲清洗10min，自然干燥后對金屬基底常規(guī)預氧化、遮色底膏燒附、體瓷燒結和上釉。將燒結完成的瓷片表面用相同粒度砂輪、同樣力度均勻打磨瓷表面后隨機分成橡皮輪組（A組）、拋光膏組（B組）、上釉組（C組），每組8個試件。各組烤瓷試件的打磨拋光程序如下。A組：400、600、800目砂紙依次打磨60 s；橡皮輪拋光60 s。B組：400、600、800目砂紙依次打磨60s；橡皮輪拋光60 s；絨輪加拋光膏拋光60 s。C組：400、600、800目砂紙依次打磨60 s；自上釉。對無瓷覆蓋的金屬面用400、600、800目砂紙、絨輪加氧化鉻拋光膏進行相同拋光[1]。

采用原子力顯微鏡測試試件表面的粗糙度Ra（每個試件隨機選取5個測試點，將5個測試點的Ra平均值作為此試件的Ra），并根據(jù)測試數(shù)據(jù)對試件表面形貌進行三維重建。

1.4 變異鏈球菌與烤瓷試件的共同培養(yǎng)及表面黏附的變異鏈球菌個數(shù)計數(shù)

將烤瓷試件用超聲清洗10min，75%乙醇消毒10min，高溫高壓蒸氣滅菌后備用。對變異鏈球菌菌液進行稀釋，使其濃度達到1×109CFU·L-1。在24孔板每孔中放1個烤瓷試件，其烤瓷加工面向上，使其與水平面夾角約為30°～45°。每孔加入1.5mL菌液，置于兼性厭氧環(huán)境中（37℃，80%N2，10%CO2，10%H2）培養(yǎng)24 h。

將烤瓷試件取出，試件表面用PBS緩沖液每次1mL沖洗3次，在沖洗表面殘留的培養(yǎng)液及非附著菌塊后，放入裝有5mL無菌PBS液的試管中，在超聲洗滌儀中振蕩5min，取振蕩液5μL接種于TPY瓊脂固體培養(yǎng)基上，置于兼性厭氧環(huán)境中培養(yǎng)24 h后進行菌落形成單位計數(shù)，并進一步根據(jù)稀釋倍數(shù)計算原振蕩液的菌落形成單位，統(tǒng)計分析不同拋光方法瓷表面黏附的細菌數(shù)。

2 結果

2.1 試件表面形貌和表面粗糙度

烤瓷表面用粗砂輪調改后表面黯淡無光澤，用砂紙和橡皮輪拋光后表面略顯平整，但仍然無光澤。用拋光膏拋光后，瓷面平整且有光澤，與C組瓷表面類似。原子力顯微鏡測量A、B、C組試件瓷面粗糙度Ra分別為（104.47±16.88）、（19.09±2.01）、（9.86±6.96）nm。結果顯示：A組瓷面粗糙度大于B和C組（P＜0.05），B組接近C組的光滑程度（P＞0.05）。三維重建圖片顯示：B組表面有拋光膏顆粒留下的細微劃痕，但少見較大的凹陷；而C組瓷表面有為數(shù)不少的凹陷或突起。臨床常用的橡皮輪拋光法雖然對瓷面粗糙度有一定的改善，但瓷面仍然比較粗糙，與B和C組有明顯的差別（圖1）。

2.2 烤瓷表面粗糙度對細菌黏附的影響

變異鏈球菌菌落形成情況見圖2。變異鏈球菌在A、B、C組瓷表面黏附的菌落計數(shù)分別為（3.84×105±1.40×105）、（2.83×104±1.25×104）、（3.70×104±1.94×104）CFU·mL-1。烤瓷表面經(jīng)調磨后，僅用橡皮輪拋光的瓷面，較之拋光膏拋光和上釉的瓷面黏附了更多細菌（P＜0.01）。用拋光膏拋光的烤瓷表面與上釉后瓷表面粗糙度相似，B組瓷表面黏附的變異鏈球菌數(shù)量與C組差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

3 討論

3.1 拋光和上釉對瓷的影響

烤瓷表面經(jīng)調改后為了重獲光滑的表面，通常是在瓷表面進行上釉，方法包括自上釉和釉粉上釉，但釉粉上釉有時會使咬合升高和鄰面增厚，引起患者不適，又需再次調改。而反復燒結對烤瓷的性能有一定影響。況且，臨床上計算機輔助設計與制作的瓷嵌體和瓷貼面的邊緣等都只能用拋光的方法獲得光滑的表面。為此，不少學者研究了瓷表面的拋光方法和拋光效果。目前臨床常用的口腔陶瓷拋光器材包括金剛砂針、金剛砂橡皮輪、金剛石拋光膏、浮石粉和氧化鋁拋光粉等。各種檢查材料表面的方法也被用于觀察瓷表面拋光的效果。

拋光和上釉都能降低瓷表面粗糙度，多數(shù)研究認為拋光可以達到與上釉相同或接近的光滑程度。張寧寧等[2]對20個烤瓷試件（Vita VMK68體瓷粉）表面分別進行自上釉和拋光處理后，比較發(fā)現(xiàn)拋光組粗糙度與上釉組相似。但上釉組局部有粗糙面，而拋光組表面偶見有劃痕。目前，已被應用于拋光陶瓷的方法有多種，如使用金剛石磨頭、金剛石拋光膏、氧化鋁拋光粉和金剛砂橡皮輪等。就這些拋光手段的效果而言，金剛石磨頭即使是細粒度也難以獲得較滿意的瓷面[3]；采用金剛石拋光膏配絨輪，可以取得相對較好的拋光效果。

瓷粉種類也影響拋光的效果。Goldstein等[4]發(fā)現(xiàn)用同樣的拋光系統(tǒng)拋光Ceramco瓷和Biobond瓷，前者表面拋光效果要優(yōu)于后者。不同種類的瓷表面拋光效果不同可能與瓷粉顆粒大小有關，更主要可能與瓷內部所含小氣孔數(shù)量有關。因為調磨后暴露于瓷表面的氣孔用拋光方法是無法完全去除的，而上釉則可以去除這些小氣孔。因此，如果不同種類的瓷粉在調和時掌握好粉液比、上瓷時使用提振手法使瓷粉顆粒很好地縮聚，使其在燒結后盡量少含氣孔，理論上講拋光可達到與上釉相似的光滑度。

3.2 細菌黏附和修復材料表面粗糙度

基牙齲壞和牙齦炎癥是臨床冠橋修復后常見的并發(fā)癥，菌斑是這些疾病的始動因子。大量研究表明，表面粗糙度對細菌附著特別是早期附著有較大影響[5]。粗糙的修復材料表面可為細菌提供黏附場所，并產生屏蔽保護作用，使細菌免受唾液流動、咀嚼吞咽及口腔清潔措施的影響[6-7]。烤瓷修復體由于制作的原因，其內部常存在一些氣孔，調磨不但使表面變粗糙，而且會使這些氣孔暴露，成為細菌黏附、逃避唾液沖刷剪切力的避難所。

變異鏈球菌作為口腔主要致齲菌，所具有的強致齲力與其對牙面的黏附和糖代謝特點有關。Quirynen等[6]認為細菌在牙面上的初始黏附分為兩步：細菌首先通過鈣橋作用、氫鍵作用、疏水作用等分子間力克服靜電排斥力而微弱地、可逆地黏附于牙面；然后細菌與唾液蛋白間形成更強的短距離結合力，牢固地、不可逆地黏附于牙面。近年來對細菌黏附的生物學機制進行深入研究發(fā)現(xiàn)，細菌表面具有蛋白樣成分即黏附素[8]，以立體化學的特異方式結合到組織表面的受體或補體分子上，即細菌通過黏附素與獲得性膜的受體特異性地結合，使細菌牢固的黏附[9]。正是由于細菌的初始黏附由可逆黏附和牢固黏附兩個階段組成，材料表面的劃痕、裂縫、溝紋等為細菌提供逃避唾液沖刷剪切力的庇護，使之度過可逆黏附階段而進入牢固黏附階段就顯得尤為重要[6-7]。

本實驗結果顯示：不同粗糙度瓷表面對變異鏈球菌黏附的影響方面，拋光膏組瓷表面粗糙度與上釉組相似，瓷表面黏附的細菌數(shù)差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。與Kawai等[10]的實驗結果相似。因此，對于烤瓷調磨形成的粗糙表面，應該進行上釉或用金剛石拋光膏拋光以重獲烤瓷光滑的表面，減少細菌在瓷表面的附著。

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