新型抗菌性Hawley保持器的機(jī)械強(qiáng)度及抑制菌斑生物膜活性的作用

曹麗， 張寧， 白玉興

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京口腔醫(yī)院口腔正畸科，北京（100050）

聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）具有強(qiáng)度較高、與口腔環(huán)境生物相容性佳、容易制作成型等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于制作正畸保持器［1］。然而口腔內(nèi)有多種微生物，其中大多數(shù)被認(rèn)為是條件致病菌［2］，這些細(xì)菌常附著于保持器表面或周圍，積聚形成牙菌斑生物膜，不僅會(huì)引起齲齒、牙周病、產(chǎn)生口腔異味［3］而且會(huì)降低保持器的使用壽命［4］。在口腔環(huán)境中，唾液蛋白吸附于材料表面，形成一層均勻無(wú)細(xì)胞的薄膜，即獲得性膜，獲得性膜形成后細(xì)菌就會(huì)積聚、繁殖進(jìn)而形成牙菌斑。如果將具有抑制蛋白黏附的物質(zhì)添加到材料中，就可以從源頭抑制菌斑的形成。甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿（2?methacryloyloxyethyl phos?phorylcholine，MPC）能有效抑制蛋白質(zhì)的黏附，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床［5］。已有學(xué)者將MPC 添加到牙科樹(shù)脂、正畸粘接劑等口腔材料中，在一定程度上減少了蛋白質(zhì)的附著，抑制了菌斑的形成［5］。但尚未有研究將MPC 添加到甲基丙烯酸甲酯（methyl methacrylate，MMA）中。本研究擬將MPC添加到MMA 中，并在口外模擬口腔環(huán)境，評(píng)價(jià)改性MMA 材料的長(zhǎng)期力學(xué)性能和抗菌性能，為臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 主要設(shè)備與材料

正畸基托聚合物I 型粉、液（日進(jìn)，中國(guó)）；MPC（Sigma?Aldrich，美國(guó)）；十二烷基硫酸鈉（Sig?ma?Aldrich，美國(guó)）；PBS（Sigma?Aldrich，美國(guó)）；牛血清蛋白溶液（Sigma?Aldrich，美國(guó)）；DMSO（Sigma?Aldrich，美國(guó)）；大豆血瓊脂培養(yǎng)板（Sigma?Al?drich，美國(guó)）；輕型唾液鏈球菌瓊脂培養(yǎng)板、桿菌肽（Sigma?Aldrich，美國(guó)）；原代人牙齦成纖維細(xì)胞（Sciencell 2620，美國(guó)）；蛋白質(zhì)分析試劑盒（Fisher Scientific，美國(guó)）；活/死細(xì)菌生存力試劑盒（Molecu?lar Probes，美國(guó)）；自動(dòng)冷熱浴循環(huán)儀（森日達(dá)，中國(guó)）、萬(wàn)能材料測(cè)試機(jī)（MTS，美國(guó)）、熒光顯微鏡（Nikon，日本）、酶標(biāo)儀（SpectraMax M5，美國(guó)）。

1.2 MPC 改性MMA 試件的制備

選用正畸基托聚合物I 型粉、液，按照材料說(shuō)明書(shū)推薦的調(diào)和比例粉︰液＝1︰0.45 進(jìn)行調(diào)拌。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將MPC 按照0%、1.5%、2.25%、3%、4.5%和6%的質(zhì)量百分比添加到MMA 中。每組制備10 個(gè)試件，分組如下：MMA + 0% MPC（對(duì)照組）；MMA+ 1.5% MPC（1.5% MPC 組）；MMA+2.25% MPC（2.25% MPC 組）；MMA+ 3% MPC（3%MPC 組）；MMA+ 4.5% MPC（4.5% MPC 組）；MMA+6%MPC（6%MPC 組）。

1.3 人工唾液浸泡及冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)

本研究參照文獻(xiàn)及ISO/TS 11405：2003 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行人工唾液浸泡及冷熱循環(huán)。將試件置于37 ℃恒溫水浴箱中，在人工唾液中分別浸泡1、90、180 d，在每一時(shí)間點(diǎn)將試件取出后放入自動(dòng)冷熱浴循環(huán)儀中進(jìn)行5 000 次冷、熱溫差（5 ℃30 s、55 ℃30 s）循環(huán)［6］。

1.4 三點(diǎn)彎曲檢測(cè)

將大小為2 mm×2 mm×25 mm 的長(zhǎng)方形試件經(jīng)過(guò)人工唾液浸泡和冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)后取出，使用萬(wàn)能材料測(cè)試機(jī)進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。跨度為10 mm，以1 mm/min 的速度加力直到試件斷裂。彎曲強(qiáng)度按照公式3PmaxL/（2bh2）計(jì)算，其中P 代表斷裂時(shí)的載荷，L 代表跨距，b 代表試件的寬度，h 代表試件的厚度。彈性模量按照公式（P/d）（L3/［4bh3］）計(jì)算，其中d 為線性彈性區(qū)域的斜率。

1.5 抗蛋白附著性能的測(cè)試

將粉、液調(diào)拌至材料到達(dá)面團(tuán)期時(shí)放入圓形試件模具中，最終制作成直徑8 mm、厚度0.5 mm 的圓形試件。為了去除未固化的單體，檢測(cè)前需將試件在蒸餾水中攪拌1 h，然后干燥并進(jìn)行環(huán)氧乙烷消毒。根據(jù)力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果，在不影響MMA力學(xué)性能的前提下，MPC 的最大添加質(zhì)量百分比為3%。因此抗蛋白和抗菌性能的試件共分為兩組：對(duì)照組（0%MPC）和實(shí)驗(yàn)組（3%MPC），每組10個(gè)。

試件表面蛋白附著量的檢測(cè)使用的是雙辛丁酸法。首先將試件放在PBS 中浸泡2 h 后，將試件取出放入牛血清蛋白溶液（bovine serum albumin，BSA）中，浸泡濃度為4.5 g/L，然后放置于37 ℃恒溫箱中2 h。2 h 后取出試件在PBS 中漂洗5 min，再放入含有1%十二烷基硫酸鈉的PBS 溶液中，超聲振蕩儀震蕩20 min后檢測(cè)PBS溶液中的蛋白質(zhì)濃度。

1.6 抗菌性能的檢測(cè)

1.6.1 人唾液的收集及牙菌斑全菌生物膜模型的建立 人唾液捐贈(zèng)者的納入標(biāo)準(zhǔn)是：牙周、牙體健康的成年人；口內(nèi)無(wú)修復(fù)體或活動(dòng)義齒；近3 個(gè)月內(nèi)無(wú)抗生素服用史；捐贈(zèng)前8 h 未刷牙；禁飲食2 h以上。捐贈(zèng)者通過(guò)咀嚼聚酯封口膜刺激分泌唾液，并放入15 mL 離心管中、冷藏。將收集的唾液混合后，使用無(wú)菌甘油進(jìn)行稀釋，混合唾液的最終濃度為70%，儲(chǔ)存在?80 ℃冰箱中［5］。

人全菌生物膜的接種液是將上述混合唾液與McBain 培養(yǎng)基混合而成，其比例為1∶50。McBain培養(yǎng)基的配制方法如下：將2.5 g 粘蛋白、2.0 g 細(xì)菌蛋白胨、2.0 g 胰蛋白胨、1.0 g 酵母提取物、0.35 g 氯化鈉、0.2 g 氯化鉀、0.2 g 氯化鈣、0.1 g 鹽酸半胱氨酸、0.001 g 血紅素、0.000 2 g 維生素K1 放入1 L 蒸餾水中，調(diào)整pH 值為7 后高溫高壓下制備。將試件放入24 孔板中，加入接種液1.5 mL/孔，于培養(yǎng)箱（37 ℃，5% CO2）中培養(yǎng)48 h，在培養(yǎng)時(shí)間到達(dá)8 h、16 h 時(shí)需進(jìn)行換液［5］。

1.6.2 生物膜活/死細(xì)菌染色 使用活/死細(xì)菌生存力試劑盒進(jìn)行生物膜的染色后，在熒光顯微鏡下觀察染色的生物膜。不同的熒光染色代表不同狀態(tài)的細(xì)菌：綠色熒光代表的是活細(xì)菌、紅色熒光代表死細(xì)菌、橙黃色熒光代表接近或重疊的死/活細(xì)菌［5］。

1.6.3 細(xì)菌生物膜代謝活性的檢測(cè) MTT 法是檢測(cè)生物膜代謝活性的常用方法，通過(guò)比色分析檢測(cè)黃色化合物四唑MTT 經(jīng)酶催化作用后還原為水不溶的紫色甲臜［5］。將覆蓋有全菌生物膜的試件放入新24 孔板中，加入MTT 染料（1 mL/孔）后于37 ℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。1 h 后再將試件轉(zhuǎn)至新24 孔板中，加入DMSO，于室溫下避光溫和攪拌20 min。在此過(guò)程中DMSO 可以溶解甲臜晶體。然后每孔吸取200 μL 的DMSO 溶液放入96 孔板中，通過(guò)讀取酶標(biāo)儀在540 nm 處的吸光度值來(lái)判斷生物膜的代謝活性。吸光度越高，則生物膜代謝活性越高。

1.6.4 菌落形成單位（CFU）計(jì)數(shù) 選取2 mL 的試管，每個(gè)試管中放入一個(gè)覆有生物膜的試件，通過(guò)超聲震動(dòng)儀及渦旋混合震蕩儀將生物膜混勻。分別放入3 種瓊脂平板中培養(yǎng)后測(cè)定CFU：胰蛋白大豆血瓊脂培養(yǎng)板進(jìn)行總微生物的測(cè)定；含有15%蔗糖的輕型唾液鏈球菌瓊脂培養(yǎng)板進(jìn)行總鏈球菌的測(cè)定；加0.2 U/mL 桿菌肽的MSA 瓊脂培養(yǎng)板進(jìn)行變形鏈球菌的測(cè)定［5］。

1.7 細(xì)胞毒性檢測(cè)

使用MTT 法檢測(cè)細(xì)胞增殖活性。本實(shí)驗(yàn)的浸提比例為1.13 cm2/mL，將試件放入6 mL DMEM 細(xì)胞培養(yǎng)基中37 ℃下攪拌24 h 獲得原始浸提液。將原代人牙齦成纖維細(xì)胞用含有10%胎牛血清、100 IU/mL 青-鏈霉素的新鮮DMEM 培養(yǎng)基傳代培養(yǎng)至第4～8 代。培養(yǎng)成2.5 × 104個(gè)/mL 的細(xì)胞懸液后，以4 000 個(gè)/孔的細(xì)胞濃度接種于96 孔板中，每孔鋪板200 μL，每個(gè)浸提濃度復(fù)孔6 個(gè)。空白對(duì)照組為新鮮的細(xì)胞培養(yǎng)液。分別在處理24、72 h 后用酶標(biāo)儀在490 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度值，計(jì)算細(xì)胞相對(duì)增殖率（relative growth rate，RGR）。RGR＝實(shí)驗(yàn)組OD490/空白對(duì)照組OD490× 100%，并依據(jù)RGR將材料的毒性反應(yīng)進(jìn)行分級(jí)，0 級(jí)：RGR ≥100%；1級(jí)：75%≤RGR ≤99%；2 級(jí)：50%≤RGR ≤74%；3級(jí)：25% ≤RGR ≤73%；4 級(jí)：1% ≤RGR ≤24%；5級(jí)：RGR＝0%。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 19 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不同組別的三點(diǎn)彎曲結(jié)果、抗菌、抗蛋白附著結(jié)果及細(xì)胞相對(duì)增殖率滿足正態(tài)性與方差齊性，數(shù)據(jù)用±s表示，采用單因素方差分析和Tukey′s 檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。對(duì)長(zhǎng)期浸泡后的兩組試件的三點(diǎn)彎曲、抗菌、抗蛋白附著結(jié)果進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析。進(jìn)行重復(fù)測(cè)量資料分析時(shí)，先進(jìn)行Mauchly 球形檢驗(yàn)，若滿足球形檢驗(yàn)則重復(fù)測(cè)量分析的F檢驗(yàn)不需要進(jìn)行自由度校正，若不滿足球形檢驗(yàn)，則采用Greenhouse?Geisser 法進(jìn)行自由度校正。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 各組試件不同浸泡時(shí)間下三點(diǎn)彎曲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

隨著MPC 的增加，改性MMA 試件的力學(xué)性能不斷下降，對(duì)照組和3%MPC 組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），與對(duì)照組、1.5% MPC、2.25% MPC、3%MPC 相 比，4.5%MPC 和6%MPC 組 的 力 學(xué) 性 能 下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見(jiàn)表1。

比較對(duì)照組和3% MPC 組的力學(xué)性能，兩組不同時(shí)間及兩組間的交互效應(yīng)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），表明兩組試件隨著干預(yù)時(shí)間增加，機(jī)械強(qiáng)度均有下降趨勢(shì)，時(shí)間因素的作用隨分組不同而異。見(jiàn)表2。

表1 添加MPC 后的MMA 試件彎曲強(qiáng)度和彈性模量比較Table 1 Comparison of the fracture strength and elastic modulus of different MMA specimens incorporating MPC x±s

表2 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下彎曲強(qiáng)度和彈性模量的比較Table 2 Comparison of the fracture strength and elastic modulus of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging times±s

表2 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下彎曲強(qiáng)度和彈性模量的比較Table 2 Comparison of the fracture strength and elastic modulus of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging times±s

MPC: 2?methacryloyloxyethyl phosphorylcholine; MMA: methyl methacrylate; * indicates the F or P value of the main effect;Δ indicates the F or P value of the interactive effect

Groups Flexural strength（MPa）Elastic modulus（GPa）1 d 71.52±3.73 69.59±4.33 70.41±4.03 1.31 0.29 90 d 68.89±3.96 71.66±4.50 70.28±4.23 1.28 0.30 180 d 64.48±1.81 68.97±3.31 66.73±2.56 6.71 0.001 Total 68.30±3.17 70.07±4.05 69.14±3.61 5.16*0.04*F P F P Control group 3%MPCgroup Total t P 11.52 1.19 5.65*3.42Δ 0.01 0.32 0.01*0.04Δ 1 d 2.14±0.23 2.12±0.16 2.13±0.20 1.03 0.39 90 d 2.02±0.42 2.10±0.37 2.06±0.40 0.79 0.51 180 d 1.77±0.31 2.07±0.37 1.92±0.34 3.32*0.03*Total 1.98±0.32 2.10±0.30 2.04±0.31 5.07*0.04*6.19 0.08 4.54*3.00Δ 0.006 0.928 0.02*0.06Δ

2.2 兩組試件抗蛋白附著、菌斑代謝活性及菌落形成單位比較

兩組試件的抗蛋白附著、菌斑代謝活性及菌落形成單位差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），3%MPC 組試件表面的蛋白附著量下降約80%、菌斑代謝活性下降約50%、菌落形成單位計(jì)數(shù)下降約70%；不同時(shí)間及兩者間的交互效應(yīng)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表3～表6。

2.3 兩組試件表面細(xì)菌黏附性能的定性比較

由生物膜死/活細(xì)菌染色結(jié)果可見(jiàn)（圖1）：對(duì)照組有大量綠色活菌，3%MPC組水老化1、90、180 d后均可見(jiàn)綠色活菌數(shù)量明顯減少；因此，MPC具有持久穩(wěn)定的抑制蛋白黏附進(jìn)而減少菌斑形成的能力。

2.4 各組試件細(xì)胞相對(duì)增殖率的結(jié)果

處理24 h 后，對(duì)照組及3% MPC 組的細(xì)胞增殖率分別為（93.5±1.3）%、（97.8±0.7）%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；處理72 h組后，對(duì)照組及3%MPC組的增殖率分別為（120.9±1.5）%、（116.4±0.5）%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。處理24 h 后兩組細(xì)胞毒性均為1級(jí)，處理72 h后均為0級(jí)。

表3 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下抗蛋白附著、生物膜代謝活性的比較Table 3 Comparison of protein adsorption and biofilm metabolic activity of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging times±s

表3 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下抗蛋白附著、生物膜代謝活性的比較Table 3 Comparison of protein adsorption and biofilm metabolic activity of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging times±s

MPC: 2?methacryloyloxyethyl phosphorylcholine; MMA: methyl methacrylate; * indicates the F or P value of the main effect;Δ indicates the F or P value of the interactive effect

Groups Control group 3%MPC group Total Protein adsorption（μg/cm2）Biofilm metabolic activity（A540/cm2）1 d 6.16±1.41 0.77±0.52 3.47±0.97 43.82＜0.001 90 d 6.18±2.70 0.82±0.26 3.50±1.48 22.67＜0.001 180 d 6.89±1.21 0.85±0.67 3.87±0.94 73.56＜0.001 Total 6.41±1.77 0.81±0.48 3.61±1.13 543.85*＜0.001*F P F P t P 0.48 0.08 0.48*0.33Δ 0.62 0.93 0.57*0.66Δ 1 d 0.41±0.05 0.21±0.05 0.31±0.05 52.29＜0.001 90 d 0.45±0.08 0.22±0.04 0.67±0.06 34.61＜0.001 180 d 0.43±0.07 0.21±0.05 0.32±0.06 42.81＜0.001 Total 0.43±0.07 0.21±0.05 0.43±0.06 2 123.02*＜0.001*0.94 0.10 0.84*0.35Δ 0.41 0.91 0.44*0.70Δ

表4 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下總微生物形成單位計(jì)數(shù)結(jié)果比較Table 4 Total microorganisms CFU counts of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging time ±s

表4 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下總微生物形成單位計(jì)數(shù)結(jié)果比較Table 4 Total microorganisms CFU counts of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging time ±s

MPC: 2?methacryloyloxyethyl phosphorylcholine; MMA: methyl methacrylate; * indicates the F or P value of the main effect, and Δ indicates the F or P value of the interactive effect

Groups Control group 3%MPC group Total Total microorganisms（CFU）F P tP 1 d（3.0±2.0）×109（7.5±1.5）×108（1.9±1.1）×109 4.08 0.03 90 d（3.7±1.7）×109（4.5±2.9）×108（2.1±1.0）×109 3.92 0.03 180 d（2.5±3.1）×109（2.0±1.4）×108（1.4±1.6）×109 5.84 0.01 Total（3.1±2.2）×109（4.7±1.8）×108（1.8±1.2）×109 51.37*＜0.001*0.39 7.16 0.19*2.71Δ 0.72 0.12 0.83*0.11Δ

表5 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下總鏈球菌形成單位計(jì)數(shù)結(jié)果比較Table 5 Total Streptococci CFU counts of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging time ±s

表5 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下總鏈球菌形成單位計(jì)數(shù)結(jié)果比較Table 5 Total Streptococci CFU counts of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging time ±s

MPC: 2?methacryloyloxyethyl phosphorylcholine; MMA: methyl methacrylate; * indicates the F or P value of the main effect, and Δ indicates the F or P value of the interactive effect

Groups Control group 3%MPC group Total Total Streptococci（CFU）F P tP 1 d（2.8±1.8）×108（6.0±1.0）×107（1.7±1.0）×108 3.56 0.04 90 d（6.5±1.9）×108（3.8±2.0）×107（3.4±1.1）×108 6.90 0.01 180 d（6.5±2.0）×108（5.8±2.0）×107（3.6±1.1）×108 6.72 0.01 Total（5.3±1.9）×108（5.2±1.7）×107（3.6±2.9）×108 495.84*＜0.001*12.4 0.99 4.13*4.72Δ 0.08 0.50 0.14*0.13Δ

表6 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下變形鏈球菌形成單位計(jì)數(shù)結(jié)果比較Table 6 Mutans Streptococci CFU counts of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging time ±s

表6 添加MPC 后的MMA 試件不同浸泡時(shí)間下變形鏈球菌形成單位計(jì)數(shù)結(jié)果比較Table 6 Mutans Streptococci CFU counts of different MMA specimens incorporating MPC after different water?aging time ±s

MPC: 2?methacryloyloxyethyl phosphorylcholine; MMA: methyl methacrylate; * indicates the F or P value of the main effect, and Δ indicates the F or P value of the interactive effect

Groups Control group 3%MPC group Total Mutans Streptococci（CFU）F P tP 1 d（2.0±1.0）×107（5.5±2.4）×106（1.3±0.6）×107 3.26 0.04 90 d（4.5±2）×107（8.5±1.3）×106（2.7±1.1）×107 3.40 0.04 180 d（7±1.4）×107（2.3±1.2）×107（4.7±1.3）×107 6.08 0.01 Total（4.5±1.5）×107（1.2±5.2）×106（2.9±1.0）×107 67.98*＜0.001*9.22 3.91 7.14*9.83Δ 0.10 0.20 0.13*0.23Δ

Figure 1 Representative live/dead staining photos of biofilms adherent on the MMA specimens incorporating MPC圖1 添加MPC 后的MMA 試件菌斑生物膜死/活細(xì)菌染色

3 討 論

正畸保持器主要由MMA 構(gòu)成，MMA 具有較強(qiáng)的吸水性［2］，而且保持器形貌復(fù)雜，表面和內(nèi)部的多孔性結(jié)構(gòu)更利于細(xì)菌的積聚和定植。長(zhǎng)期暴露于口腔環(huán)境中，塑料基托表面勢(shì)必會(huì)附著大量的菌斑生物膜，其結(jié)構(gòu)和微生物種類類似于牙菌斑［7］，不僅影響口腔健康而且會(huì)降低基托材料的強(qiáng)度，縮短使用周期［5］。

在口腔中，材料暴露于復(fù)雜的環(huán)境，除了內(nèi)源性的蛋白質(zhì)、細(xì)菌等，還有日常飲食攝入的化合物，這些物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的相互作用會(huì)導(dǎo)致材料的物理、化學(xué)和機(jī)械性能發(fā)生變化［8］。水分子是導(dǎo)致基托材料老化的主要因素之一。它可滲透到基托材料中引起聚合鏈斷裂，從而使材料的韌性下降、脆性增加［9］?；胁牧系睦匣粌H與水、溫度、所受載荷等物理化學(xué)因素有關(guān)，還與唾液蛋白和細(xì)菌代謝活性等生物因素密切相關(guān)［10］。研究表明，義齒長(zhǎng)期佩戴在口腔中，細(xì)菌可經(jīng)由微孔隙侵入義齒內(nèi)部，通過(guò)酶活性或產(chǎn)生揮發(fā)性代謝產(chǎn)物導(dǎo)致義齒的機(jī)械性能下降［10］。Lohbauer 等［11］發(fā)現(xiàn)20%的義齒基托材料在水老化3 個(gè)月后會(huì)出現(xiàn)彎曲強(qiáng)度及彈性模量的降低。有學(xué)者報(bào)道MPC 可改變基托表面特性，減少水分子的吸附，從而延緩其機(jī)械性能的下降［12］。本研究中，不同時(shí)間以及對(duì)照組與3%MPC 兩組間的交互效應(yīng)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兩組試件隨著干預(yù)時(shí)間增加，機(jī)械強(qiáng)度均有下降趨勢(shì)?？梢?jiàn)改性材料的強(qiáng)度下降得到了延緩。此外，MPC 的添加不會(huì)影響材料的美觀性能，目前已有學(xué)者將MPC 添加到了牙色樹(shù)脂充填材料和玻璃離子粘接劑中，發(fā)現(xiàn)添加MPC 后樹(shù)脂和粘接劑的美觀性能未受到影響［13］。

唾液蛋白吸附于牙齒或者基托表面形成的獲得性薄膜為細(xì)菌的黏附聚集以及菌斑的成熟提供了必要條件。如果基托材料自身能夠抑制蛋白質(zhì)的黏附，則材料表面附著的細(xì)菌將大幅度減少，因此可以從源頭抑制菌斑的形成［14］。MPC 是一類常用的抑制蛋白附著的生物復(fù)合體。它同時(shí)帶有正、負(fù)兩種電荷，具有很強(qiáng)的親水性，可與水分子產(chǎn)生堅(jiān)固的水合層，其周緣幾乎無(wú)結(jié)合水［14］，不利于蛋白質(zhì)的黏著，因此可抑制細(xì)菌的黏附及菌斑的形成［15］。此外MPC 具有與甲基丙烯酸甲酯聚合的功能性基團(tuán)，聚合后可發(fā)揮持久的抑制蛋白黏附的功能并且能一定程度上增強(qiáng)機(jī)械耐受力。通過(guò)MPC 對(duì)丙烯酸義齒基托材料進(jìn)行表面改性，研究其抗蛋白黏附的功能，發(fā)現(xiàn)含有MPC 的義齒基托材料，其表面蛋白附著量下降約70%，而且能發(fā)揮持久的抗蛋白黏附的效能［16］。本研究中，與對(duì)照組相比，添加3% MPC 后的改性MMA 試件表面的蛋白附著量下降約80%、菌斑代謝活性下降約50%、菌落形成單位計(jì)數(shù)下降約70%，不同時(shí)間及兩者間的交互效應(yīng)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此可見(jiàn)，MPC 可發(fā)揮長(zhǎng)期、穩(wěn)定的抗蛋白黏附及抑制菌斑形成的作用。

任何一種新型材料在進(jìn)入臨床應(yīng)用之前，必須要進(jìn)行生物相容性的檢測(cè)，才能保障臨床應(yīng)用的安全性和可靠性。正畸保持器需要在口內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間佩戴，與患者的牙齦及黏膜等均有密切的接觸，因此對(duì)于改性材料的生物安全性是需要密切關(guān)注的。Tan 等［17］使用MPC 與甲基丙烯酸共聚物對(duì)疏水性丙烯酸人工晶狀體表面進(jìn)行改性的研究中發(fā)現(xiàn)，改性材料既不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的細(xì)胞毒性，也不會(huì)導(dǎo)致異常的細(xì)胞增殖。本研究中，處理24、72 h 后對(duì)照組及3%MPC 組的細(xì)胞毒性分級(jí)為1 或0，可見(jiàn)MPC 改性的新型正畸保持器具有良好的細(xì)胞相容性，其應(yīng)用具有可行性。