生物活性玻璃促進(jìn)早期釉質(zhì)齲再礦化最適濃度的研究

方謙，周雪，穆玉，陳乃玲，趙艷萍，劉慶輝，彭偉

生物活性玻璃促進(jìn)早期釉質(zhì)齲再礦化最適濃度的研究

方謙，周雪，穆玉，陳乃玲，趙艷萍，劉慶輝，彭偉△

目的探討生物活性玻璃促進(jìn)早期釉質(zhì)齲再礦化的最適濃度。方法收集新鮮拔除的牛切牙，制備釉質(zhì)標(biāo)本，隨機(jī)分成顯微硬度組和熒光組兩大組，每組又分為3%、6%和9%小組，每小組5個(gè)標(biāo)本。所有標(biāo)本放在37℃人工脫礦液中脫礦72 h后，分別浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、6%和9%生物活性玻璃溶液內(nèi)，5 min/次，2次/d，循環(huán)15 d。顯微硬度儀測(cè)量脫礦前后及再礦化后牙釉質(zhì)表面的顯微硬度，并計(jì)算再礦化前后的顯微硬度差值。熒光顯微鏡觀察早期釉質(zhì)齲表層下的熒光帶厚度，從而評(píng)價(jià)再礦化效果。結(jié)果6%組的顯微硬度差值最高，3%組的差值最低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。6%組脫礦深度差值大于3%和9%組（均P＜0.05），3%和9%組的脫礦深度差值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的生物活性玻璃溶液是促進(jìn)早期釉質(zhì)齲再礦化的最適濃度，對(duì)早期釉質(zhì)齲再礦化效果最理想。

齲齒；牙釉質(zhì)；牙再礦化；早期釉質(zhì)齲；生物活性玻璃；顯微硬度

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(dòng)態(tài)過(guò)程。防治早期齲的關(guān)鍵是使脫礦過(guò)程向再礦化過(guò)程轉(zhuǎn)變。目前臨床上應(yīng)用廣泛的防齲材料主要有氟化物、窩溝封閉劑和滲透性樹脂等。而生物活性玻璃是一種新型安全有效的再礦化制劑，它由多種無(wú)機(jī)離子組成，且具有優(yōu)良的生物相容性和成骨活性，其中45S5為第三代生物玻璃，它廣泛用于牙體硬組織的修復(fù)［1-2］。相關(guān)研究證實(shí)了以生物活性玻璃為主要成分的奧樂(lè)V護(hù)牙劑、Mirawhite tc和Nanosentivhca等產(chǎn)品能夠促進(jìn)脫礦釉質(zhì)再礦化［3-4］，但其促進(jìn)釉質(zhì)再礦化的最適濃度鮮見報(bào)道。本研究觀察不同濃度的生物活性玻璃促進(jìn)早期釉質(zhì)齲再礦化的效果，以尋求最適濃度，為臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料和儀器質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、6%、9%的生物活性玻璃溶液（45S5，北京大清生物技術(shù)有限公司）。人工脫礦液配方：2.2 mmol/L硝酸鈣，2.2 mmol/L磷酸二氫鉀，50 mmol/L冰醋酸，pH值4.5。人工唾液配方（ISO/TR10271標(biāo)準(zhǔn)）：氯化鈉0.4 g，氯化鉀0.4 g，無(wú)水氯化鈣0.795 g，磷酸二氫鈉0.78 g，硫化鈉0.005 g，尿素1 g，去離子水稀釋至1 000 mL，pH值7.0。0.1 mmol/L羅丹明B染液（天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）；HVST-1000ZA顯微硬度計(jì)（研潤(rùn)光機(jī)）；熒光顯微鏡（日本，OLYMPUS）；DH-250型電熱恒溫培養(yǎng)箱（北京科偉永興儀器有限公司）。

1.2 離體牛牙收集和處理選擇新鮮拔除的牛切牙，從中選取釉質(zhì)發(fā)育良好，無(wú)脫鈣、無(wú)齲壞、無(wú)劃痕和裂紋牛牙30顆，冠根分離，低速雙面金剛砂片切輪切成15塊5 mm×5 mm×2 mm大小釉質(zhì)塊作為硬度組樣本和15塊10 mm×8 mm×3 mm大小釉質(zhì)塊作為熒光組樣本，流水下用600、800、1 000、1 200、2 400目碳化硅砂紙依次拋光唇側(cè)釉質(zhì)面。備用標(biāo)本存于4℃去離子水中保存。

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)分組用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣法中的抽簽法將30塊釉質(zhì)塊分成硬度組和熒光組，每組又按上述隨機(jī)抽樣法分成3%、6%和9%3個(gè)濃度組，各5個(gè)樣本。每組用不同顏色的抗酸指甲油標(biāo)記，用顯微硬度計(jì)測(cè)量硬度組正常釉質(zhì)表面的顯微硬度（SMH）。脫礦前除釉質(zhì)面外均涂上雙層抗酸指甲油。

1.3.2 早期釉質(zhì)齲模型的建立將釉質(zhì)塊浸泡在37℃人工脫礦液中72 h，用去離子水沖洗釉質(zhì)塊1 min。熒光組樣本在釉質(zhì)面一側(cè)涂上雙層抗酸指甲油，分為脫礦區(qū)和再礦化區(qū)。用顯微硬度計(jì)測(cè)量硬度組脫礦后釉質(zhì)表面的顯微硬度（SMH1）。

1.3.3 再礦化處理脫礦液中浸泡10 min，再礦化液中（3%、6%和9%生物活性玻璃溶液）浸泡5 min，人工唾液中浸泡8 h，脫礦液中浸泡10 min，再礦化液中（3%、6%和9%生物活性玻璃溶液）浸泡5 min，人工唾液中浸泡過(guò)夜。循環(huán)15 d，在37℃電熱恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行。浸泡后用去離子水沖洗牙面1 min。

1.3.4 顯微硬度計(jì)測(cè)量釉質(zhì)的顯微硬度應(yīng)用顯微硬度計(jì)測(cè)量再礦化后釉質(zhì)表面的顯微硬度值（SMH2），負(fù)荷1.961 N，作用10 s，每個(gè)標(biāo)本分別選取釉質(zhì)中央及距中央2 mm處測(cè)量3個(gè)點(diǎn)，取平均值，計(jì)算顯微硬度差值（△SMH=SMH2-SMH1）。

1.3.5 熒光顯微鏡觀察牛牙釉質(zhì)的脫礦深度循環(huán)結(jié)束后取出標(biāo)本，在脫礦區(qū)和再礦化區(qū)分別切取0.3 mm厚的切片，再將切片置于載玻片上，吸取0.1 mmol/L新鮮配置羅丹明B溶液滴于標(biāo)本表面，以全部覆蓋切片為準(zhǔn)，將載玻片置于濕盒內(nèi)，在37℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)放置1 h。取出標(biāo)本，大量去離子水緩沖牙面，切片干燥后置顯微鏡下×4倍觀察脫礦區(qū)和再礦化區(qū)熒光滲入情況，用cellsens軟件測(cè)量脫礦區(qū)和再礦化區(qū)熒光帶的厚度。每個(gè)標(biāo)本分別選取熒光帶中央處及距中央處3 mm處測(cè)3個(gè)點(diǎn)，取平均值，算出脫礦深度差值（脫礦后深度-再礦化后深度）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。計(jì)量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。再礦化前后指標(biāo)的比較選用配對(duì)t檢驗(yàn)，多組間比較選用單因素方差分析，多重比較采用LSD-t法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同濃度組釉質(zhì)標(biāo)本顯微硬度檢測(cè)結(jié)果脫礦前數(shù)據(jù)顯示所選標(biāo)本的硬度值符合正常牙釉質(zhì)的硬度值。不同濃度組內(nèi)再礦化后的顯微硬度值均大于脫礦后（均P＜0.05）；各濃度組間△SMH比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），6%組最高，9%組次之，3%組最低,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表1。

Tab.1The measurement results of the enamel SMH before and after remineralization in each group表1 各組釉質(zhì)脫礦與再礦化后SMH的測(cè)量結(jié)果（n=5，MPa,）

Tab.1The measurement results of the enamel SMH before and after remineralization in each group表1 各組釉質(zhì)脫礦與再礦化后SMH的測(cè)量結(jié)果（n=5，MPa,）

＊P＜0.05；a與3%組比較，b與6%組比較，P＜0.05；表2同

脫礦后90.56±33.23 68.88±23.01 59.44±15.35 t組別3% 6% 9% F 11.100＊20.084＊16.117＊脫礦前286.66±25.36 283.50±32.44 294.03±29.84再礦化后136.59±40.27 171.16±32.18 131.95±23.27△SMH 46.03±14.36 102.28±17.64a72.50±18.55ab32.257＊

2.2 不同濃度組釉質(zhì)標(biāo)本熒光顯微鏡觀察分析結(jié)果不同濃度組內(nèi)再礦化后的脫礦深度均小于脫礦后的深度（均P＜0.05）。6%組脫礦深度差值大于3%和9%組（均P＜0.05），3%和9%組的脫礦深度差值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表2。早期釉質(zhì)齲模型經(jīng)過(guò)不同濃度生物活性玻璃處理后的再礦化區(qū)的熒光帶的厚度均較脫礦區(qū)縮窄，6%組較3%、9%組的熒光帶的厚度縮窄，見圖1。

Tab.2The measurement results of the enamel depth before and after remineralization in each group表2 各組釉質(zhì)脫礦與再礦化后脫礦深度的測(cè)量結(jié)果（n=5，μm，）

Tab.2The measurement results of the enamel depth before and after remineralization in each group表2 各組釉質(zhì)脫礦與再礦化后脫礦深度的測(cè)量結(jié)果（n=5，μm，）

脫礦后深度266.72±65.01 293.89±35.38 228.94±19.37組別3% 6% 9% F再礦化深度215.10±80.18 170.07±26.52 171.26±30.44 t 5.882＊24.187＊8.367＊脫礦深度差值51.62±15.20 123.82±8.87a 57.67±11.93b 31.925＊

3 討論

早期釉質(zhì)齲的臨床特征是呈白堊色且無(wú)牙體硬組織的破壞。白堊色的完全礦化時(shí)間與年齡有關(guān)，年輕人4 d內(nèi)實(shí)現(xiàn)，老年人則需16 d，因此本實(shí)驗(yàn)選用的再礦化時(shí)間為15 d。牛牙與人牙的理化性能相似，且其對(duì)致齲模型的反應(yīng)與人牙釉質(zhì)相同；而且牛

牙取材方便，面積較大,因而被廣泛使用。雖然牛牙釉質(zhì)齲的表現(xiàn)為表層下脫礦，但因牛牙與人牙結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成成分的差異導(dǎo)致相同條件下兩者的礦物丟失量的比率和脫礦深度的比率不同［5］，從而造成牛牙脫礦后的顯微硬度值較人牙低。

Fig.1Difference of surface depth before and after remineralization（rhodamine×4）圖1 各組脫礦與再礦化后釉質(zhì)表層脫礦深度的觀察結(jié)果（羅丹明×4）

Gjorgievska等［6］研究發(fā)現(xiàn)含羥基磷灰石和生物活性玻璃的牙膏均能高效地在釉質(zhì)表面形成保護(hù)層，從而促進(jìn)早期齲的再礦化。Milly等［7］發(fā)現(xiàn)生物活性玻璃溶液對(duì)脫礦釉質(zhì)再礦化的效果優(yōu)于其膏狀物。王尹等［8］研究發(fā)現(xiàn)2%的生物活性玻璃溶液能夠促進(jìn)早期釉質(zhì)齲再礦化。Gjorgievska等［4］用Mi?rawhite tc（含5.5%NovaMin）和Nanosentivhca（含7%NovaMin）處理脫礦后的牙釉質(zhì)，發(fā)現(xiàn)這2種牙膏再礦化的效果無(wú)明顯差別。因此本研究初期依次設(shè)定了2%～10%共9個(gè)濃度梯度，預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)2%的生物活性玻璃溶液促進(jìn)釉質(zhì)再礦化的效果不理想，3%、4%和5%組間、6%、7%和8%組間、9%、10%組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，本實(shí)驗(yàn)依據(jù)最低濃度原則選取了3%、6%和9%這3個(gè)濃度梯度。

顯微硬度常用于牙體硬組織的檢測(cè)，硬度值的變化反映了牙釉質(zhì)中礦物質(zhì)的得失。正常牙釉質(zhì)的維氏硬度在242～339之間。顯微硬度組的標(biāo)本在實(shí)驗(yàn)前已簡(jiǎn)單隨機(jī)分好組，測(cè)得的顯微硬度值是標(biāo)本自身脫礦前后及再礦化后的值，所得的顯微硬度差值更具有說(shuō)服力。再礦化前后的顯微硬度差值越高，說(shuō)明再礦化程度越高，本研究顯示6%組的顯微硬度差值較大。

共聚焦激光掃描顯微鏡也常用來(lái)檢測(cè)再礦化效果，它的優(yōu)點(diǎn)在于可對(duì)樣本逐層掃描而不損傷樣品，且能夠定量分析牙釉質(zhì)表面脫礦與再礦化的礦物質(zhì)變化［9］。由于設(shè)備條件的限制，本實(shí)驗(yàn)根據(jù)熒光滲入原理采用熒光顯微鏡分析熒光滲入情況，利用自身所帶的分析軟件測(cè)量熒光帶的厚度，但無(wú)法測(cè)定熒光面積和熒光量，所以是半定量分析。由圖1及表2可知6%組再礦化能力最強(qiáng)。這可能與其所含的鈣元素的濃度有關(guān)。礦化液中高濃度的鈣離子能夠加快鈣和礦物質(zhì)在釉質(zhì)微孔中的沉積，但影響了鈣離子向深層滲透，而低濃度的鈣離子可滲透到齲損深層，利于礦化。生物活性玻璃與唾液接觸后，顆粒中的鈉離子與唾液中的氫離子置換，使溶液中的pH值升高，顆粒中的鈣、磷酸根離子釋放，與唾液中的鈣磷離子沉積在脫礦釉質(zhì)表面形成類羥基磷灰石，從而促進(jìn)早期齲的再礦化［10］。由此可推測(cè)隨著濃度的增加，生物活性玻璃溶液中的鈣、磷離子在釉質(zhì)表面沉積的同時(shí)可能部分滲入脫礦間隙中，從而促進(jìn)脫礦釉質(zhì)的再礦化；但達(dá)到一定濃度后，高濃度的生物活性玻璃溶液中的鈣磷離子大部分沉積在釉質(zhì)表面形成類羥基磷灰石，從而阻礙了鈣、磷離子向脫礦區(qū)深層的滲入。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)樣本自身再礦化前后的對(duì)比，準(zhǔn)確反映了不同濃度生物活性玻璃促進(jìn)早期齲再礦化的效果。顯微硬度儀和熒光顯微鏡的聯(lián)合使用，保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。綜上所述，生物活性玻璃促進(jìn)早期釉質(zhì)齲再礦化的最適濃度是6%。

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（2015-04-10收稿 2015-05-18修回）

（本文編輯 李國(guó)琪）

Optimizing concentration of bioactive glass that promotes early enamel caries remineralization

FANG Qian,ZHOU Xue,MU Yu,CHEN Nailing,ZHAO Yanping,LIU Qinghui,PENG Wei△
College of Stomatology，North China University of Science and Technology，Tangshan 063000，China△

ObjectiveTo explore the optimum concentration of bioactive glass that promotes early enamel caries remineralization.MethodsFresh bovine incisors were selected and used for enamel specimen preparation.All specimens were randomly divided into two groups:micro hardness group and fluorescence group.Both groups were further divided into 3%,6%and 9%groups.These specimens were placed in containers with demineralization liquid at 37℃for 72 hours.Then they were treat with 3%,6%and 9%bioactive glass solution respectively twice a day for 5 minutes each.Samples in all three groups were dipped circularly into an artificial demineralization solution and an artificial saliva solution for 15 days.The mi?crohardness of enamel surface was measured before and after demineralization and remineralization.The different value of microhardness before and after remineralization was calculated.The thickness of fluorescence beneath the surface of early enamel caries was observed to evaluate the extend of remineralization effect.ResultsThe difference in value of micro hard?ness in 6%group was the highest while that in 3%group was the lowest.The differences were significant.The difference in value of demineralization depth in 6%group was greater than those in 3%and 9%groups（P＜0.05）.There was no statistical?ly significance between those in 3%group and 9%group.ConclutionThe optimum concentration of bioactive glass solu?tion that promotes the remineralization of early enamel caries is 6%,which is ideal for remineralization of early enamel caries.

dental caries；dental enamel；tooth remineralization；early enamel caries；bioactive glass；microhardness

R781.1

A

10.11958/j.issn.0253-9896.2015.10.027

華北理工大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院（郵編063000）

方謙（1988），女，碩士研究生，主要從事牙體牙髓病學(xué)研究

△通訊作者E-mail:pengwei1968@sina.com