不同濃度鋅和鍶的含氟礦化液對人恒前磨牙釉質(zhì)脫礦作用體外對比研究

李子夏，左艷萍，周 芳(西安醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)系，西安 710021，通訊作者，E-mail:zxlixiyi@163．com)

微量元素防齲制劑與氟(F)的協(xié)同作用不僅能有效地抑制釉質(zhì)脫礦進(jìn)行防齲，而且可以減少F的含量，同時能促進(jìn)釉質(zhì)再礦化［1］。因此，微量元素的防齲作用逐漸受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。鋅(Zn)和鍶(Sr)作為人體必需的微量元素之一，和F一樣具有抑制牙釉質(zhì)脫礦的能力。研究表明，Zn和F聯(lián)合或者Sr和F聯(lián)合使用抑制釉質(zhì)脫礦的效果優(yōu)于單獨(dú)使用F［1－3］。目前含微量元素Sr或者 Zn的含F(xiàn)防齲制劑和牙膏已經(jīng)廣泛運(yùn)用［4］。但哪種含F(xiàn)制劑對抑制牙釉質(zhì)脫礦作用效果最佳，其濃度效應(yīng)如何均未見報(bào)道。本文旨在通過觀察不同濃度Zn和Sr的含F(xiàn)礦化液對人恒前磨牙釉質(zhì)脫礦作用體外對比研究，主要是脫礦釉質(zhì)表面硬度值和鈣溶出量雙重指標(biāo)，確定Zn和Sr防齲制劑最佳作用效果的濃度范圍，為臨床局部用Sr和Zn的含氟礦化液提供可靠的實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 釉質(zhì)標(biāo)本的選擇和制備

按照劉振華等［5］的方法制備釉質(zhì)標(biāo)本，選擇因正畸拔除的前磨牙，體視顯微鏡(×10)下挑選無裂痕、缺隙、斑塊、齲損或充填物的離體牙264顆。截根去髓，超聲清洗，冠根分離，切取頰側(cè)釉質(zhì)，制備釉質(zhì)塊標(biāo)本，用耐酸指甲油在頰面中1/3處形成3 mm×4 mm實(shí)驗(yàn)開窗區(qū)。

1．2 鈣溶出量實(shí)驗(yàn)

1．2．1 釉質(zhì)分組 隨機(jī)將264顆牙釉質(zhì)中的144個釉質(zhì)塊分為12組，每組12顆。將12組標(biāo)本分別置于對照組(去離子水)、只含F(xiàn)(含氟為100 mg/L，不含 Sr和 Zn 元素)、含 Zn2+分別為10，50，100，150，200 mg/L的礦化液組(礦化液中F的含量均為100 mg/L，由NaF和ZnCl2配制而成)中和含Sr2+分別為10，50，100，150，200 mg/L 的礦化液組(礦化液中氟的含量均為100 mg/L，由NaF和SrCl2配制而成)中8 h，溫度控制在37℃。取出，去離子水洗滌。

1．2．2 人工釉質(zhì)齲的形成和鈣溶出量的檢測 采用酸蝕凝膠法形成白堊色的人工釉質(zhì)齲［6］。將上述制備好的釉質(zhì)標(biāo)本完全浸泡于8 ml脫礦酸蝕凝膠(含有0．1 mol/L乳酸、1%瓊脂、適量制霉菌素)中，37℃恒溫箱孵育(pH=4．1)。Ca2+含量的測定采用全自動生化分析儀進(jìn)行。分別測定1，3，6，12，24，48，72，120 h酸蝕凝膠中的釉質(zhì)鈣溶出量。

1．3 表面顯微硬度實(shí)驗(yàn)

隨機(jī)將264塊釉質(zhì)中剩余120個牙釉質(zhì)標(biāo)本隨機(jī)分為12組，每組10顆。按照李子夏實(shí)驗(yàn)方法［7］，進(jìn)行表面顯微硬度實(shí)驗(yàn)。

1．3．1 人工齲的制備 上述制備好牙釉質(zhì)標(biāo)本侵泡在8 ml脫礦酸蝕凝膠(含有0．1 mol/L乳酸、1%瓊脂、適量制霉菌素)中，在37℃恒溫水浴箱中放置2周，每5 d更換一次脫礦酸蝕凝膠。

1．3．2 脫礦后表面顯微硬度測定 用顯微硬度計(jì)測量釉質(zhì)表面顯微硬度。

1．3．3 脫礦牙釉質(zhì)再礦化實(shí)驗(yàn) 將12組標(biāo)本分別置于對照組(去離子水)、只含F(xiàn)(含氟為100 mg/L，不含 Sr和 Zn元素)、含 Zn2+分別為 10，50，100，150，200 mg/L的礦化液組(礦化液中F－的含量均為100 mg/L，由 NaF和 ZnCl2配制而成)中和含Sr2+分別為 10，50，100，150，200 mg/L 的礦化液組(礦化液中氟的含量均為100 mg/L，由NaF和SrCl2配制而成)中10 d，溫度控制在37℃。每天更換酸蝕液，10 d后取出并吹干。

1．3．4 再礦化后顯微硬度測定 用顯微硬度計(jì)測量再礦化后釉質(zhì)表面顯微硬度。

1．4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

由表1結(jié)果可以看出，在相同脫礦時間與對照組比較，不同濃度 Zn2+(50，100，150，200 mg/L)和Sr2+(100，150，200 mg/L)的含氟礦化液處理后，釉質(zhì)鈣溶出量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05)，其他濃度組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0．05)。

表1 不同脫礦時間的鈣溶出量(mmol/L，±s，n=12)Table 1 The released calcium at different demineralization time points(mmol/L，±s，n=12)

表1 不同脫礦時間的鈣溶出量(mmol/L，±s，n=12)Table 1 The released calcium at different demineralization time points(mmol/L，±s，n=12)

與同時間點(diǎn)對照組比較，*P＜0．05

組別 濃度(mg/L)1 h 3 h 6 h 12 h 24 h 48 h 72 h 120 h對照組 去離子水 0．58 ±0．029 0．89 ±0．051 1．05 ±0．024 1．28 ±0．031 1．53 ±0．017 1．87 ±0．047 3．71 ±0．045 6．47 ±0．035組1 只含 F－ 0．43 ±0．027 0．75 ±0．032 0．89 ±0．025 1．19 ±0．035 1．34 ±0．019 1．59 ±0．039 3．11 ±0．041 5．68 ±0．027組 2 10(Zn2+) 0．40 ±0．038 0．61 ±0．031 0．75 ±0．036 1．08 ±0．031 1．21 ±0．027 1．48 ±0．025 2．98 ±0．045 5．21 ±0．037組 3 50(Zn2+) 0．38 ±0．042*0．58 ±0．043* 0．66 ±0．051* 1．01 ±0．032* 1．16 ±0．037* 1．36 ±0．036* 2．76 ±0．038* 5．02 ±0．039*組 4 100(Zn2+)0．29 ±0．041*0．42 ±0．051* 0．54 ±0．042* 0．94 ±0．041* 1．08 ±0．049* 1．27 ±0．045* 2．37 ±0．035* 4．77 ±0．042*組 5 150(Zn2+)0．31 ±0．037*0．51 ±0．029* 0．62 ±0．038* 0．98 ±0．041* 1．10 ±0．037* 1．32 ±0．020* 2．65 ±0．033* 4．91 ±0．029*組 6 200(Zn2+)0．32 ±0．046*0．50 ±0．047*0．63 ±0．029* 0．97 ±0．038* 1．12 ±0．041* 1．33 ±0．028* 2．64 ±0．046* 4．92 ±0．038*組 7 10(Sr2+) 0．41 ±0．032 0．64 ±0．041 0．77 ±0．036 1．10 ±0．031 1．23 ±0．037 1．50 ±0．035 3．00 ±0．045 5．21 ±0．037組 8 50(Sr2+) 0．39 ±0．043 0．60 ±0．033 0．68 ±0．041 1．04 ±0．035 1．18 ±0．041 1．36 ±0．026 2．78 ±0．041 5．04 ±0．034組 9 100(Sr2+)0．30 ±0．031*0．44 ±0．041* 0．56 ±0．032* 0．96 ±0．031* 1．10 ±0．042* 1．28 ±0．037* 2．41 ±0．038* 4．76 ±0．042*組 10 150(Sr2+)0．32 ±0．047*0．53 ±0．039* 0．64 ±0．032* 0．99 ±0．043* 1．11 ±0．035* 1．33 ±0．028* 2．66 ±0．037* 4．94 ±0．032*組 11 200(Sr2+)0．33 ±0．036*0．52 ±0．037* 0．63 ±0．039* 1．02 ±0．045* 1．12 ±0．038* 1．35 ±0．037* 2．65 ±0．036* 4．95 ±0．041*

表2結(jié)果顯示，不同濃度Zn2+和Sr2+的含氟礦化液處理后，實(shí)驗(yàn)前后脫礦牙釉質(zhì)表面顯微硬度差值均比對照組和只含F(xiàn)－組大。脫礦前后組內(nèi)相比，只含 F－組、Zn2+濃度為 10，50，100，200 mg/L 組和Sr2+濃度為10，100，200 mg/L組處理前后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．01)。對照組和其他濃度組處理前后差異無顯著性(P＞0．05)。

3 討論

3．1 微量元素Zn和Sr的含氟礦化液有明顯抑制釉質(zhì)脫礦，促進(jìn)釉質(zhì)再礦化作用

與不含Zn2+和Sr2+的對照組和只含F(xiàn)－組相比，采用含有Zn2+和Sr2+的礦化液處理后，在相同脫礦時間內(nèi)標(biāo)本釉質(zhì)脫礦量均小，其顯微硬度值則在再礦化后有大幅度提高。說明含Zn2+和Sr2+氟礦化液加強(qiáng)抑制釉質(zhì)脫礦，促進(jìn)釉質(zhì)再礦化作用。

表2 再礦化與脫礦后釉質(zhì)顯微硬度均值(±s，n=10)Table 2 Micro hardness mean value of enamel after remineralization and demineralization(±s，n=10)

表2 再礦化與脫礦后釉質(zhì)顯微硬度均值(±s，n=10)Table 2 Micro hardness mean value of enamel after remineralization and demineralization(±s，n=10)

脫礦前后相比，*P＜0．05

濃度(mg/L) 脫礦實(shí)驗(yàn)后 再礦化實(shí)驗(yàn)后 實(shí)驗(yàn)前后差值t P對照組 去離子水 134．28±1．93 135．15±1．31 －0．87±1．11 0．311 0．432組1 只含有 F－ 132．45±3．15 155．71±2．18 －23．26±5．72 －3．189 0．000*組2 10(Zn) 131．23 ±0．72 170．18 ±0．46 －38．95 ±4．98 －4．821 0．000*組 3 50(Zn) 132．43 ±1．46 181．46 ±2．05 －41．33 ±3．48 1．135 0．000*組 4 100(Zn) 129．87 ±2．14 192．79 ±3．21 －62．92 ±4．79 0．279 0．000*組5 150(Zn) 131．79 ±4．95 188．30 ±2．68 －56．51 ±3．27 －3．318 0．457組 6 200(Zn) 129．70 ±2．16 187．43 ±2．48 －58．27 ±5．16 1．235 0．000*組7 10(Sr) 129．16 ±0．91 162．38 ±0．92 －33．22 ±6．98 －7．821 0．000*組 8 50(Sr) 131．21 ±1．56 172．54 ±2．17 －41．33 ±5．44 1．193 0．219組 9 100(Sr) 128．87 ±2．34 178．69 ±3．19 －49．82 ±3．89 0．475 0．000*組10 150(Sr) 132．69 ±3．95 164．37 ±2．67 －31．68 ±4．57 －4．323 0．675組 11 200(Sr) 130．77 ±2．36 157．49 ±2．35 －26．72 ±6．18 1．389 0．000*

含Zn2+和Sr2+氟礦化液明顯有抑制釉質(zhì)脫礦、促進(jìn)釉質(zhì)再礦化作用，這可能因?yàn)閆n2+與羥基磷灰石反應(yīng)，可從磷灰石結(jié)晶表面置換出鈣離子，從而降低釉質(zhì)在弱酸中的溶解度有關(guān)［2］，而Sr2+的作用則體現(xiàn)在改變牙釉質(zhì)中HA的微晶結(jié)構(gòu)及增大晶體體積，從而增強(qiáng)抗齲作用［5，7，8］。當(dāng) F－和 Zn2+或者 F－和Sr2+共同存在時，Zn2+或者Sr2+微量元素含氟礦化液再礦化能力較單純含氟礦化液強(qiáng)，其機(jī)制可能是F－與微量元素Zn或者Sr協(xié)同抑制牙釉質(zhì)被溶解的能力，增加牙釉質(zhì)的抗齲作用。

3．2 微量元素Zn的含氟礦化液比Sr抑制釉質(zhì)脫礦，促進(jìn)釉質(zhì)再礦化作用強(qiáng)

含有微量元素Zn和Sr的氟礦化液具有較強(qiáng)抑制釉質(zhì)脫礦的能力，此作用不僅歸結(jié)于F－的效果，還有賴于F－與Zn2+或者Sr2+協(xié)同作用。由表1，2可以看出，相同濃度Zn2+的含氟礦化液比含Sr2+礦化液抑制釉質(zhì)脫礦和促進(jìn)釉質(zhì)再礦化作用強(qiáng)，因此使用相同濃度Zn2+的含氟礦化液比含Sr2+礦化液作用效果明顯。這可能與Zn2+能夠減緩再礦化過程中病損表面晶體的生長和融合速度，保持盡可能多的表面孔隙開放，促進(jìn)礦物離子進(jìn)入病損深處有關(guān)，還與Zn2+能抑制菌斑生長，同時能抑制牙菌斑產(chǎn)酸，增加釉質(zhì)抵抗酸的能力有關(guān)［9，10］。

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