抗菌牙科材料在根面齲治療中的研究進(jìn)展

馮瑾 吳紅崑

口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院老年口腔科 成都 610041

隨著世界范圍內(nèi)老年人口的不斷增加、人們口腔保健意識(shí)和生活水平的不斷提高，老年人口腔中更多的牙齒得以保留，而牙齦萎縮、根面暴露的牙齒相應(yīng)增多，根面齲的患病率逐年增加[1]。一項(xiàng)全球流行病學(xué)的分析[2]表明，70歲的老年人中有40%患有未經(jīng)治療的根面齲，這對(duì)世界大多數(shù)國(guó)家的公共衛(wèi)生構(gòu)成重大挑戰(zhàn)，加重了社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[3]。根面齲發(fā)生部位隱蔽、不易清潔，進(jìn)展速度快，是導(dǎo)致老年人牙髓根尖周疾病甚至牙折、牙齒喪失的重要原因，嚴(yán)重危害老年人的口腔健康和生活質(zhì)量，已成為老年牙醫(yī)學(xué)亟待解決的問(wèn)題[4]。

1 根面齲的發(fā)病因素和臨床治療特點(diǎn)

根面齲就病因角度而言，是牙體硬組織的細(xì)菌感染性疾病，細(xì)菌是根面齲發(fā)生發(fā)展的先決條件。老年人因生理或病理性的牙齦萎縮、牙槽骨吸收、牙周附著喪失導(dǎo)致根面暴露，是根面齲發(fā)生發(fā)展的必要條件。根面齲的病理改變與冠齲類似，是脫礦、牙體組織崩解、齲洞形成的過(guò)程，但是牙根面牙骨質(zhì)礦物質(zhì)含量低，有機(jī)物含量高，更易被酸溶解，牙根面齲的礦物質(zhì)流失速度是釉質(zhì)齲的2倍[5]，病變發(fā)展迅速。

臨床上常見(jiàn)根面齲沿水平方向擴(kuò)展，呈“淺碟狀”外觀，有時(shí)形成圍繞整個(gè)牙根的環(huán)形損害，因而固位形不佳，且齲損常位于鄰面及齦下，操作困難，因此對(duì)根面齲的臨床管理更具有挑戰(zhàn)性。微創(chuàng)牙科治療理念提倡最小的外科干預(yù)，最大限度地保留正常牙體組織，強(qiáng)調(diào)終止齲病的發(fā)展，促進(jìn)牙體組織再礦化。根面齲治療對(duì)于修復(fù)材料要求的關(guān)鍵是能夠阻止齲活動(dòng)性[6]，因此在治療過(guò)程中有效的抗菌措施是提高治療成功率的必要手段。近年來(lái)，抗菌性修復(fù)材料在根面齲的治療中得到了廣泛的研究。

2 抗菌牙科材料在根面齲治療中的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

根面齲的治療按照病變發(fā)展的程度分為針對(duì)早期根面齲的保守治療和針對(duì)已形成較深齲洞的根面齲的充填治療。

2.1 保守治療

當(dāng)根面齲損深度限于牙骨質(zhì)或牙本質(zhì)淺層，呈平坦而淺的齲洞，齲壞部位易于清潔或自潔，齲洞洞壁質(zhì)地較硬，顏色較深，呈慢性或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，可采取保守治療方法終止病變發(fā)展[7-8]。

對(duì)早期根面齲的治療方法大致分為2種：一種是利用氟化物和抗菌劑控制根面菌斑，使活動(dòng)性齲變?yōu)殪o止齲，并促使脫礦組織再礦化，恢復(fù)其硬度，終止或消除早期齲損。二是使用修復(fù)材料阻斷脫礦進(jìn)程，如微創(chuàng)滲透治療。通過(guò)涂膜、粘接劑等低黏度的樹(shù)脂滲透到早期齲損體部，以阻塞因脫礦而產(chǎn)生的微孔和晶間空隙，從而阻斷齲病的發(fā)展。

2.1.1 氟化物和抗菌劑的應(yīng)用 氟化物可以抑制牙體硬組織脫礦，促進(jìn)再礦化，干擾牙菌斑生物膜的形成，抑制微生物的生長(zhǎng)與代謝，具有一定的抗菌作用[9]。氟影響著齲病的發(fā)生和發(fā)展，氟化物對(duì)釉質(zhì)的防齲作用已經(jīng)得到公認(rèn)，對(duì)根面齲而言，自主用氟或?qū)I(yè)涂氟均有助于減少齲損的發(fā)生、抑制根面齲的進(jìn)展[8,10]。

日常使用含氟牙膏是一種既經(jīng)濟(jì)又方便的自主用氟方法，每天2次使用高含氟量5 000 mg·L-1的牙膏，可以增加唾液中及生物膜里的氟濃度，促進(jìn)牙齒上氟化鈣形成，與使用標(biāo)準(zhǔn)含氟量（1 100～1 450） mg·L-1的牙膏相比可以降低51%根面齲的發(fā)生[11]。含氟涂料和氟化氨銀（silver diammine fluoride，SDF）溶液是控制根面齲最常用的專業(yè)涂氟產(chǎn)品[8]。含氟涂料的代表性制劑為多樂(lè)氟（Duraphat）和氟保護(hù)漆（Fluor protector），主要成分分別為5%的氟化鈉和0.1%的氟化硅烷，在牙面涂布后可形成一層黏附保護(hù)膜，具有在牙面滯留時(shí)間久、操作簡(jiǎn)便、高效安全的優(yōu)點(diǎn)。SDF是一種載銀的無(wú)機(jī)抗菌劑，銀離子不僅對(duì)牙齒表面的多菌種生物膜具有強(qiáng)烈的抑制作用，還可以抗膠原老化，在氟離子的再礦化功能配合下起到抑制齲齒、促進(jìn)再礦化的作用[12-13]。38%的SDF溶液被證實(shí)能夠有效預(yù)防根面齲[14]。每日使用含氟牙膏（5 000 mg·L-1）結(jié)合每季度涂布5%氟化鈉涂料，或者每年涂布1次38% SDF溶液聯(lián)合每季度使用5%氟化鈉涂料均可以有效預(yù)防根面齲的發(fā)生和發(fā)展[15-16]。

氯己定（chlorhexidine，CHX）是一種有機(jī)抗菌劑，可以抑制牙根面生物膜中變異鏈球菌、乳酸桿菌、黏性放線菌的生長(zhǎng)[17]；并且可與唾液糖蛋白結(jié)合，使牙面吸附蛋白減少，干擾菌斑形成；還可以與細(xì)菌胞外多糖結(jié)合，使細(xì)菌不易吸附到獲得性膜上，達(dá)到預(yù)防和減少齲病的作用。在根面齲的防治中，CHX常被制成涂膜、凝膠或漱口水。實(shí)驗(yàn)室研究[17]顯示，0.12%的CHX可完全抑制牙根面生物膜中致齲菌的生長(zhǎng)。CHX漱口水并不作為首選的防齲制劑，因?yàn)樗赡軙?huì)破壞口腔內(nèi)的微生態(tài)平衡。而且最近的一項(xiàng)臨床研究表明，市售的含0.2% CHX的漱口水在保護(hù)牙齒脫礦上與生理鹽水并無(wú)顯著區(qū)別[18]。然而，CHX用作涂膜或者局部聯(lián)合應(yīng)用氟化物時(shí)效果良好，能有效控制高危人群根面細(xì)菌及齲活動(dòng)性[19]。研究[20]證實(shí)，含1% CHX和麝香草酚的涂膜Cervitec（Vivadent公司，瑞士）有助于阻止已形成的根面齲的進(jìn)一步發(fā)展，并降低新齲損的發(fā)生率，是一種簡(jiǎn)單、快速、無(wú)創(chuàng)的防治根面齲的方法。

2.1.2 滲透治療 早在1975年，Davila等[21]就提出可以使用粘接劑滲透的方法治療牙齒上因?yàn)槊摰V而形成的白色斑塊。隨后學(xué)者們對(duì)早期齲的滲透治療進(jìn)行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)市售的成品粘接劑雖然滲透深度可達(dá)到58 μm，但只能減緩齲病的進(jìn)展，仍不足以阻斷齲病的發(fā)展[22]。故而，學(xué)者們通過(guò)在滲透劑中添加納米銀、季銨鹽單體等抗菌劑以及促進(jìn)礦化的物質(zhì)，研發(fā)低黏度高滲透性的樹(shù)脂材料等方法來(lái)阻斷早期根面齲的發(fā)展。

銀具有良好的抗菌特性，其離子和金屬形式都具有廣譜抗微生物的作用。納米銀作為載銀的無(wú)機(jī)抗菌劑，由于尺寸效應(yīng)和較高的比表面積，抗菌性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的銀系抗菌劑[23]。添加了納米銀的粘接劑或處理劑與商品粘接劑相比，可以明顯減少變異鏈球菌生長(zhǎng)[24-25]，抑制菌斑生物膜代謝活性，并且不影響牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度和樹(shù)脂突形態(tài)[26]。另外，體外生物安全性實(shí)驗(yàn)表明這種抗菌粘接劑的抗菌物質(zhì)釋放量極少，不會(huì)對(duì)周圍組織產(chǎn)生不良影響，少量納米銀（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%）也不會(huì)改變粘接劑的顏色，可以安全應(yīng)用[27]。

季銨鹽抗菌機(jī)制一般認(rèn)為是通過(guò)陽(yáng)離子吸附來(lái)發(fā)揮抗菌作用的，即帶正電的季銨鹽N+基團(tuán)，通過(guò)吸附到帶負(fù)電荷的細(xì)菌表面，疏水鏈烷基穿透細(xì)菌細(xì)胞壁，長(zhǎng)鏈烷基與細(xì)菌細(xì)胞膜中的磷脂、蛋白質(zhì)結(jié)合，從而破壞細(xì)胞膜，引起細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放，導(dǎo)致微生物死亡[28-29]。季銨鹽單體改性修復(fù)材料的抗菌機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。甲基丙烯酰十二烷基溴吡啶（methacryloyloxydodecy pyridinium bromide，MDPB）是口腔材料領(lǐng)域被研究較早的一種季銨鹽抗菌劑，對(duì)口腔致齲菌的黏附和生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用[30]。含MDPB的抗菌粘接劑在牙本質(zhì)表面的滲透深度達(dá)到150 μm，可有效殺滅牙本質(zhì)中的變異鏈球菌[31]。Imazato等[32]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加MDPB的粘接劑對(duì)存在細(xì)菌感染的窩洞具有消毒作用，并能抑制細(xì)菌引起的牙髓感染。MDPB對(duì)成骨細(xì)胞的增殖、分化雖有抑制作用，但與口腔樹(shù)脂基材料中常用單體雙酚A雙甲基丙烯酸縮水甘油酯（bisphenol-A diglycidyl methacrylate，Bis-GMA）的細(xì)胞毒性相當(dāng)，提示MDPB可以安全有效的在樹(shù)脂基材料中發(fā)揮抗菌作用[33]。含MDPB的抗菌粘接劑Clearfil Protect Bond（簡(jiǎn)稱PB，Kuraray公司，日本）已成為第一個(gè)成功上市的季銨鹽抗菌改性牙科材料。對(duì)人工根面齲模型的研究表明，含MDPB的粘接劑能夠完全殺滅脫礦牙本質(zhì)中的細(xì)菌并且可以廣泛滲透到脫礦的根面牙本質(zhì)，通過(guò)封閉牙本質(zhì)小管來(lái)阻止根面齲的進(jìn)一步發(fā)展[34]；隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)PB具有優(yōu)良的抗菌性能，特別是對(duì)鏈球菌，提示它可以作為封閉劑應(yīng)用于早期根面齲的微創(chuàng)治療中[35]。甲基丙烯酸十六烷基二甲銨（dimethylaminohexadecyl methacrylate，DMAHDM）是烷基鏈長(zhǎng)為16的季銨鹽抗菌單體，抗菌活性強(qiáng)、抗菌效率高，對(duì)8種口腔常見(jiàn)致病菌的最低殺菌濃度（minimum bactericidal concentration，MBC）為2.4～9.8 mg·L-1，在4倍MBC下接觸1 min后，可殺滅99%以上的變異鏈球菌。將5% DMAHDM添加到牙本質(zhì)粘接劑中，可有效控制根面細(xì)菌生物膜形成，完全封閉牙本質(zhì)小管，且對(duì)牙本質(zhì)剪切粘接強(qiáng)度無(wú)不良影響，是一種有效預(yù)防根面齲的方法[36]。

研究表明，親水性物質(zhì)表面抵抗蛋白質(zhì)吸附的能力比疏水性表面更強(qiáng)[37]。2-甲基丙烯酰氧基磷酸膽堿（2-methacryloytoxyethyl phosphorylcholine，MPC）是一種在側(cè)鏈上具有磷脂極性基團(tuán)的甲基丙烯酸酯，MPC聚合物涂層可以使表面極具親水性，防止蛋白質(zhì)的吸附。最近有研究將MPC加入牙本質(zhì)粘接劑中，獲得了良好的抗蛋白質(zhì)吸附作用[38]。將MPC與DMAHDM結(jié)合，開(kāi)發(fā)出的一種新型牙本質(zhì)粘接劑，結(jié)合了抗蛋白黏附和抗菌的作用，抑制根面細(xì)菌附著，可以防止根面齲和繼發(fā)齲的發(fā)生[36]。

表面預(yù)反應(yīng)玻璃離子（surface pre-reacted glass-ionomer，S-PRG）填料是一種由氟硼鋁硅酸鹽玻璃和聚丙烯酸溶液反應(yīng)生成的生物活性填料，能夠釋放氟、鍶、硼、鈉等離子，對(duì)各種口腔細(xì)菌具有抗菌活性，并且兼具氟釋放及再補(bǔ)充氟的功能[39]，已應(yīng)用于各種牙科材料。含有SPRG填料的涂膜材料PRG Barrier Coat（松風(fēng)公司，日本）與市售粘接劑相比，可以減少生物膜黏附，抗牙根面酸蝕脫礦，并且提高了耐牙刷磨損性能，對(duì)牙根面的保護(hù)具有一定的耐久性[40]。

具有調(diào)節(jié)礦化作用的滲透劑通過(guò)升高細(xì)菌微環(huán)境中的pH，或置換羥磷灰石晶體中的羥基，形成耐酸物質(zhì)，有效降低牙體組織脫礦，促進(jìn)再礦化。促礦化物質(zhì)的成分主要有氟化鈣和磷酸鈣等。含有納米磷酸鈣的粘接劑可以使細(xì)菌生物膜致齲能力降低。鈣離子和磷酸根離子的釋放效應(yīng)與氟釋放相似，皆可促進(jìn)牙體組織的再礦化。Zhang等[36]將納米無(wú)定型磷酸鈣（nano-amorphic calcium phosphate，nACP）添加到粘接劑中，掃描電子顯微鏡下觀察到牙本質(zhì)小管內(nèi)充填大量樹(shù)脂突，牙本質(zhì)小管和粘接劑層內(nèi)都滲透了大量的nACP，且粘接強(qiáng)度不變，具有顯著的再礦化性能，提示可作為防治早期根面齲的方法。Gu等[4]的研究發(fā)現(xiàn)，含有氟離子和鋅離子的改性磷酸鈣涂膜，在牙骨質(zhì)表面具有顯著的抗酸和抗菌作用，可以作為預(yù)防根面齲形成的新策略，阻止根面齲的發(fā)展。

滲透樹(shù)脂作為一種新型的修復(fù)材料逐漸引起人們的關(guān)注，除了具有親水性、低黏度以及良好的力學(xué)強(qiáng)度外，還具有潛在的持續(xù)釋放殺菌、抗炎物質(zhì)并促進(jìn)再礦化的作用。體外研究[5]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)120 s的鹽酸酸蝕后，滲透樹(shù)脂的滲透性比粘接劑更好，可以預(yù)防根面齲的發(fā)生，然而，強(qiáng)酸預(yù)處理會(huì)增加釉質(zhì)礦物質(zhì)流失和牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞的風(fēng)險(xiǎn)，因此滲透樹(shù)脂應(yīng)用于根面齲治療時(shí)，對(duì)牙頸部軟硬組織的保護(hù)以及脫礦處理的方式還需要進(jìn)一步研究。

2.2 充填治療

對(duì)病變較深且難以清潔的根面齲，需采用手術(shù)去除齲壞區(qū)域的軟化牙本質(zhì)，利用修復(fù)材料對(duì)不可逆的牙體組織和功能缺損進(jìn)行微創(chuàng)修復(fù)[41]。目前，常用的材料有復(fù)合樹(shù)脂類以及玻璃離子水門(mén)汀類材料。

2.2.1 復(fù)合樹(shù)脂類抗菌改性材料 復(fù)合樹(shù)脂是目前臨床應(yīng)用最多的牙科修復(fù)材料，雖然其美觀性好、操作簡(jiǎn)單，但組成樹(shù)脂的基本成分不具備抗菌性能，且在聚合過(guò)程中產(chǎn)生體積收縮，與其他材料相比，樹(shù)脂表面菌斑聚集和細(xì)菌粘附水平均較高[42]，用于頸緣區(qū)時(shí)齦炎的發(fā)生率也較高[43]。因而近年來(lái)學(xué)者們對(duì)樹(shù)脂的抗菌改性做了大量的研究，通過(guò)添加抗菌劑和有機(jī)高分子改性的方法賦予復(fù)合樹(shù)脂抗菌性能。Thomé等[44]在復(fù)合樹(shù)脂中添加MDPB，以研究其對(duì)人工根面繼發(fā)齲的影響，發(fā)現(xiàn)這種抗菌改性的樹(shù)脂可以抑制齲損的發(fā)展，且樹(shù)脂力學(xué)性能不受影響。小鼠實(shí)驗(yàn)顯示，復(fù)合樹(shù)脂中添加了nACP和甲基丙烯酸十二烷基二甲胺（dimethylaminododecyl methacrylate，DMADDM）后，呈現(xiàn)更加溫和牙髓的炎癥反應(yīng)，有更多的修復(fù)性牙本質(zhì)形成，炎癥性牙本質(zhì)牙髓復(fù)合體逐漸修復(fù)[45]。Xiao等[24]將DMAHDM、MPC、nACP以及納米銀同時(shí)添加到復(fù)合樹(shù)脂中，該新型樹(shù)脂不僅可以釋放鈣、磷離子，促進(jìn)牙體硬組織再礦化，同時(shí)抑制唾液蛋白黏附，對(duì)根面致齲菌生長(zhǎng)有強(qiáng)烈的抑制作用。

2.2.2 玻璃離子水門(mén)汀類（glass-ionomer cement，GIC） 在修復(fù)牙根面齲損時(shí)，必須考慮到牙齦邊緣的位置、水分污染和牙齦出血的可能性。當(dāng)環(huán)境濕度難以控制時(shí)，使用樹(shù)脂基材料常易導(dǎo)致治療的失敗，這時(shí)GIC則是更好的選擇[41]。齲洞洞壁的“內(nèi)部再礦化”主要依靠生物性充填材料釋放的礦物離子。GIC是這類充填材料的代表，具有良好的親水性和封閉性以及獨(dú)特的氟離子釋放能力，被認(rèn)為能夠減少牙齒脫礦，增加再礦化和抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。然而臨床系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，從玻璃離子中釋放的氟并不足以抑制細(xì)菌和抵抗細(xì)菌的侵襲[46-47]，充填后窩洞內(nèi)的殘留細(xì)菌可以存活2年以上[48]。Feng等[49]在玻璃離子水門(mén)汀FujiIX（GC公司，日本）中添加季銨鹽單體DMADDM，在人體口腔生物膜模型中顯示了對(duì)牙菌斑生物膜的明顯抑制作用。近來(lái)有研究顯示，利用38%的SDF溶液處理洞壁后再用玻璃離子水門(mén)汀充填可以減緩充填物邊緣的脫礦。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表明，SDF處理不會(huì)影響牙色材料的黏附。在洞壁上使用SDF還有待臨床的評(píng)估，但實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果顯示了很好的前景，有可能作為口腔衛(wèi)生狀況不佳及依從性差的患者根面齲治療的一種選擇[41]。

3 結(jié)語(yǔ)

具有抑制細(xì)菌生長(zhǎng)和生物膜代謝，促進(jìn)脫礦牙體組織再礦化的新型抗菌牙科材料，在根面齲的防治中展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。目前為止，用來(lái)防治根面齲的抗菌牙科材料很多還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，需要進(jìn)一步地對(duì)其生物安全性、防齲有效性進(jìn)行臨床試驗(yàn)，探討口腔復(fù)雜環(huán)境下材料的耐久性，以及細(xì)菌是否會(huì)產(chǎn)生耐藥性等問(wèn)題，為最終的臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。