茶多酚類化合物在牙本質(zhì)粘接中應(yīng)用的研究進(jìn)展

劉恩言 李明云

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)學(xué)院 成都 610041

在現(xiàn)代口腔修復(fù)醫(yī)學(xué)中，微創(chuàng)治療的理念已經(jīng)代替了過(guò)去Black提出的“擴(kuò)大預(yù)防”的治療思路。于是符合微創(chuàng)治療理念的牙體粘接技術(shù)經(jīng)多次改良后，獲得了巨大的進(jìn)步，目前已經(jīng)廣泛用于牙體、牙列缺損修復(fù)的領(lǐng)域。雖然牙體粘接修復(fù)技術(shù)可以滿足更為保守的臨床治療要求，同時(shí)具有多樣化的功能和更簡(jiǎn)單的臨床操作步驟，但粘接界面的穩(wěn)定性和耐久性卻受到一定的限制[1]。

因此，提高牙本質(zhì)粘接界面的穩(wěn)定性、耐久性以及預(yù)防微滲漏的方法在口腔修復(fù)領(lǐng)域得到了廣泛的研究。表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（epigallocatechin-3-gallate，EGCG）是茶多酚中的有效活性成分，具有抗氧化、抗菌、抗糖尿病、消炎、抗癌等作用。有研究顯示在牙本質(zhì)粘接過(guò)程中，EGCG的加入有助于提高牙本質(zhì)與修復(fù)體間的粘接效果。

本文就茶多酚類化合物在牙本質(zhì)粘接過(guò)程中發(fā)揮的作用以及對(duì)應(yīng)機(jī)制作一綜述，并探討未來(lái)茶多酚類化合物參與改良牙本質(zhì)粘接劑研發(fā)的臨床應(yīng)用的可能性。

1 牙本質(zhì)粘接機(jī)制

牙本質(zhì)粘接修復(fù)過(guò)程的重點(diǎn)是采取更保守的口腔洞形設(shè)計(jì)，盡可能清除全部齲壞組織。隨后利用酸蝕-沖洗技術(shù)或者自酸蝕技術(shù)進(jìn)行粘接，最終修復(fù)保持的效果主要依賴于粘接材料的粘接效果，如復(fù)合樹(shù)脂、玻璃離子水門(mén)汀以及樹(shù)脂水門(mén)汀等粘接材料。

當(dāng)牙本質(zhì)因各種因素發(fā)生暴露時(shí)，牙本質(zhì)小管中的細(xì)胞液在外界的刺激作用下可引起液體向外流動(dòng)，故牙本質(zhì)粘接面無(wú)法保證完全干燥。牙本質(zhì)在粘接前均經(jīng)過(guò)切削或打磨，表面產(chǎn)生玷污層，影響粘接的牢固度，常規(guī)采用酸蝕技術(shù)去除。牙本質(zhì)表面經(jīng)酸蝕后，玷污層被去除，其下的牙本質(zhì)表面也輕度脫礦，牙本質(zhì)膠原纖維網(wǎng)暴露。在粘接時(shí)應(yīng)保持粘接界面濕潤(rùn)，以防止表面的膠原纖維網(wǎng)塌陷，最終在管間及管周牙本質(zhì)表面形成一層致密的纖維層[2]。

在潤(rùn)濕的牙本質(zhì)表面涂親水性的底涂劑，底涂劑滲入纖維網(wǎng)中。之后，充分吹干牙面，底涂劑中所含的揮發(fā)性溶劑帶著水分揮發(fā)，最終膠原纖維網(wǎng)中充滿表面活性單體并保持膨松狀態(tài)。再涂疏水性的粘接劑，而粘接劑與表面活性單體都是甲基丙烯酸酯類，互溶性強(qiáng)，因而粘接劑也能滲入膠原纖維網(wǎng)中，與纖維網(wǎng)下的牙本質(zhì)形成緊密的接觸，經(jīng)固化后粘接劑與牙本質(zhì)膠原纖維網(wǎng)形成一層混合層，從而消除了粘接劑與牙本質(zhì)之間的界面，極大提高粘接強(qiáng)度[3-4]。

2 茶多酚類化合物對(duì)于牙本質(zhì)粘接效果的影響

隨著時(shí)間的推移，牙本質(zhì)-粘接劑形成的黏附界面會(huì)發(fā)生老化[5]。臨床上，修復(fù)體失效的主要原因與牙本質(zhì)混合層裸露膠原水解變性而導(dǎo)致的邊緣微滲漏有關(guān)，邊緣微滲漏可導(dǎo)致修復(fù)體邊緣變色、發(fā)生繼發(fā)齲和最終的固位喪失，這使得口腔醫(yī)生需要在相對(duì)較短的時(shí)間間隔內(nèi)多次更換修復(fù)體。

當(dāng)前，有大量研究表明天然茶多酚結(jié)構(gòu)中含多個(gè)酚羥基，易與牙本質(zhì)膠原分子形成氫鍵，從而增強(qiáng)膠原分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高膠原的機(jī)械性能及抗酶解能力，從而改善樹(shù)脂牙本質(zhì)粘接修復(fù)的耐久性[6]。作為天然茶多酚類主要活性物質(zhì)的EGCG在參與牙本質(zhì)粘接過(guò)程中可以阻止牙本質(zhì)-粘接劑粘接界面的老化并有效提高粘接界面的生物活性。Kalaiselvam等[7]通過(guò)比較3種物質(zhì)（EGCG、兒茶素以及氯己定）在牙本質(zhì)自酸蝕和全酸蝕粘接體系中對(duì)于即刻與延遲微拉伸粘接強(qiáng)度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這3種物質(zhì)可以促進(jìn)牙本質(zhì)與樹(shù)脂粘接劑間形成分子鍵及氫鍵，提高牙本質(zhì)-樹(shù)脂粘接劑間的鍵合強(qiáng)度（即化學(xué)鍵的連接強(qiáng)度）值，且三者中EGCG與牙本質(zhì)的直接結(jié)合強(qiáng)度最高。Singh等[8]的研究也證實(shí)了使用EGCG預(yù)處理牙本質(zhì)后的6個(gè)月內(nèi)可以維持粘接界面的穩(wěn)定，并且經(jīng)過(guò)EGCG預(yù)處理的牙本質(zhì)-樹(shù)脂粘接界面的即刻粘接強(qiáng)度仍保持正常。

然而，如何維持粘接界面長(zhǎng)時(shí)間有效的藥物濃度成為該方向研究的難點(diǎn)。由于存在液體連續(xù)流動(dòng)的牙本質(zhì)小管結(jié)構(gòu)，缺乏一個(gè)有效的、持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的藥物釋放源，從而為納米級(jí)藥物載體的開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)。納米級(jí)藥物載體具有巨大的潛力，可以通過(guò)劑量依賴的藥物釋放維持較長(zhǎng)時(shí)間的有效藥物濃度[9]，其中生物相容性良好以及可降解的聚合物納米顆粒形成的聚乳酸-羥基乙酸共聚物（poly lactic-co-glycolic acid，PLGA）顆粒作為EGCG納米載體被研究。Albuquerque等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，將EGCG裝載的PLGA顆粒以EGCG：PLGA=1：16的比例加入預(yù)處理劑后，顯著提高了即刻牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度，并且在12個(gè)月后再次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)組的牙本質(zhì)-樹(shù)脂鍵合強(qiáng)度明顯高于對(duì)照組。該實(shí)驗(yàn)證明EGCG在一段時(shí)間內(nèi)有助于維持粘接界面的穩(wěn)定性，提高粘接劑的耐久性，同時(shí)提出了一種新的治療策略，即通過(guò)去礦化牙本質(zhì)基質(zhì)的牙本質(zhì)小管來(lái)傳遞負(fù)載EGCG的PLGA納米顆粒，它可以與樹(shù)脂突緊密相連，在修復(fù)牙本質(zhì)和粘接系統(tǒng)中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

與上述實(shí)驗(yàn)關(guān)注方向略有不同的研究是一些學(xué)者[11-12]探究在樁冠修復(fù)時(shí)使用EGCG作為最終沖洗劑對(duì)于根管內(nèi)牙本質(zhì)粘接效果的影響，結(jié)果顯示EGCG作為沖洗劑使用后增加了纖維樁與根尖內(nèi)牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度和粘接穩(wěn)定性。

多項(xiàng)研究結(jié)果顯示，EGCG除了可以作為預(yù)處理劑參與牙本質(zhì)粘接過(guò)程外，還可以直接作為樹(shù)脂粘接劑的成分，參與粘接黏附的過(guò)程，有效維持粘接界面的粘接強(qiáng)度，阻止界面老化，提高粘接劑的耐久性。Yu等[13]在EGCG改性粘接劑方面進(jìn)行了較多研究，他們探究了EGCG及其甲基化修飾物（EGCG-3Me）改性酸蝕-沖洗粘接劑的粘接強(qiáng)度與穩(wěn)定性，并與臨床常用粘接劑進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)熱循環(huán)后，對(duì)照組的粘接強(qiáng)度明顯下降，而加入EGCG/EGCG-3Me的改性粘接劑中微拉伸粘接強(qiáng)度仍保持穩(wěn)定。Khamverdi等[14]的研究結(jié)論表明，添加100 μmol·L-1EGCG加入Clearfil SE粘接劑后可維持粘接界面的粘接強(qiáng)度達(dá)6個(gè)月，有效防止6個(gè)月內(nèi)粘接劑的老化，但是6個(gè)月后牙本質(zhì)-樹(shù)脂鍵合強(qiáng)度隨加入的EGCG濃度增加而下降。

綜上所述，EGCG既可以作為預(yù)處理劑或沖洗劑預(yù)先處理牙本質(zhì)表面，也可以作為牙本質(zhì)粘接劑的一部分直接參與粘接過(guò)程。不論以哪種形式參與粘接過(guò)程，均能有效提高牙本質(zhì)-粘接劑粘接界面的穩(wěn)定性，在一段時(shí)間內(nèi)阻止牙本質(zhì)粘接劑發(fā)生老化，延長(zhǎng)粘接修復(fù)體的臨床使用壽命。

3 EGCG在牙本質(zhì)粘接過(guò)程中的作用機(jī)制

研究表明，牙本質(zhì)粘接界面的穩(wěn)定性不能長(zhǎng)期保持，粘接界面會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生退化。導(dǎo)致牙本質(zhì)粘接界面老化的相關(guān)機(jī)制研究已經(jīng)較為明確，主要是幾種內(nèi)源性基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）和/或細(xì)菌酶被發(fā)現(xiàn)參與了膠原原纖維的分解，從而使牙本質(zhì)粘接界面的混合層受到破壞，降低牙本質(zhì)粘接界面的穩(wěn)定性[15]。

近年來(lái)，牙本質(zhì)生物仿生的概念已應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定和持久粘接界面的研究領(lǐng)域中[16]。這涉及到使用一些天然或合成的藥物，它們可以作為MMP抑制劑和膠原交聯(lián)劑，生物修飾并增強(qiáng)牙本質(zhì)基質(zhì)[17]的機(jī)械性能。各種外源性MMP抑制劑和膠原交聯(lián)劑已被用作牙本質(zhì)生物改性劑，它們既可用于牙本質(zhì)脫礦表面的預(yù)處理，也可作為粘接劑的組成成分[14,18]。

EGCG是一種從綠茶中提取的多酚類化合物，含多個(gè)酚羥基，易與牙本質(zhì)膠原分子形成氫鍵，從而增強(qiáng)膠原分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。大量研究顯示，EGCG是一種天然MMP抑制劑[19-20]，同時(shí)EGCG還具有抗菌[21-22]、促進(jìn)礦化[23]的作用。

現(xiàn)就目前EGCG參與牙本質(zhì)粘接過(guò)程的機(jī)制研究進(jìn)行展開(kāi)敘述。

3.1 抑制內(nèi)源性MMP的活性

MMP是一組鈣-鋅依賴性基質(zhì)蛋白酶。在人體中，MMP家族中含有23個(gè)成員，被分為6組：膠原酶、明膠酶、基質(zhì)降解酶、基質(zhì)溶解因子、膜型MMP以及其他MMP（基于底物的特異性和同源性）[24]。目前的研究結(jié)果顯示，人牙本質(zhì)中含有MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9及MMP-20共6種。它們存在于鈣化的牙本質(zhì)基質(zhì)中，在牙本質(zhì)粘接操作及界面的老化過(guò)程中可能被激活，水解失去礦物質(zhì)保護(hù)的牙本質(zhì)膠原[25]。牙本質(zhì)粘接獲得成功的基礎(chǔ)在于樹(shù)脂粘接劑單體充分滲入脫礦后的牙本質(zhì)中，形成完整的混合層，從而保證了膠原纖維的穩(wěn)定。但是，牙本質(zhì)是一種潮濕、多孔的生物復(fù)合體，牙本質(zhì)小管內(nèi)的液體易擴(kuò)散到粘接劑內(nèi)，使樹(shù)脂單體滲透不充分，導(dǎo)致混合層底部膠原纖維暴露，同時(shí)牙本質(zhì)源性的MMP緩慢釋放，引起膠原纖維的降解。有研究[26]指出，牙本質(zhì)粘接中的酸蝕過(guò)程會(huì)暴露牙本質(zhì)膠原纖維并激活內(nèi)源性MMP，且活化的MMP使膠原變性降解的效果隨著酸蝕時(shí)間的延長(zhǎng)而更加明顯。

在MMP降解Ⅰ型膠原過(guò)程中，膠原酶 MMP-1和MMP-8先特異性的將三重螺旋構(gòu)象的Ⅰ型膠原纖維分解成小肽片段，然后失去典型三螺旋結(jié)構(gòu)的肽片段被明膠酶MMP-2和MMP-9進(jìn)一步識(shí)別，并降解成更細(xì)小的肽碎片，同時(shí)MMP-9通過(guò)分解相對(duì)分子質(zhì)量小的肽鍵和殘余凝膠等Ⅰ型膠原水解后的產(chǎn)物使酶解作用繼續(xù)進(jìn)行[26]。由此可見(jiàn)，MMP在Ⅰ型膠原降解中起到至關(guān)重要的作用。因此，有學(xué)者[27]提出可以應(yīng)用MMP抑制劑防止混合層中的膠原受到破壞，部分MMP具體的水解膠原作用通路見(jiàn)表1[28-32]。

茶多酚類化合物是一種從茶樹(shù)中提取的天然MMP抑制劑，EGCG是其中主要的活性物質(zhì)，它可以抑制MMP-2和MMP-9，改善膠原基質(zhì)的力學(xué)性能，抵抗膠原蛋白降解[17]。一些學(xué)者[13,33]的研究結(jié)果證實(shí)，EGCG可阻止膠原的降解，從而增加受齲損侵犯的牙本質(zhì)粘接界面的穩(wěn)定性。還有一些學(xué)者[14,34-35]的研究均證實(shí)，EGCG可通過(guò)抑制MMP的活性，抑制粘接界面膠原以及粘接劑的降解，阻止粘接強(qiáng)度的下降，延長(zhǎng)粘接界面的耐久性。

近年來(lái)，EGCG對(duì)于MMP的作用機(jī)制受到關(guān)注，許多學(xué)者在此方面作出大量研究。Chang等[36]的研究顯示，EGCG在無(wú)毒水平上可以通過(guò)抑制ERK1/2磷酸來(lái)下調(diào)分泌的MMP-2的活性，從而抑制黑色素瘤細(xì)胞的遷移。Li等[37]在研究動(dòng)脈粥樣硬化的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)EGCG通過(guò)抑制Toll樣受體4（Toll-like receptors 4，TLR4）/MAPK/NF-κB信號(hào)通路，減少動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中細(xì)胞因子的表達(dá)，從而下調(diào)MMP-9及單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein 1，MCP-1）的水平，提出EGCG未來(lái)可能是有效的穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的天然藥物。Ho等[38]在研究中證實(shí)，EGCG可以通過(guò)調(diào)節(jié)Src信號(hào)通路下調(diào)MMP-2蛋白的表達(dá)，從而抑制人鼻咽癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移活性，提示EGCG可能是鼻咽癌化學(xué)預(yù)防的潛在候選藥物。Sarkar等[39]的研究顯示，EGCG通過(guò)抑制細(xì)胞膜上煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶組分p47phox和p67phox的結(jié)合，抑制NADPH氧化酶活性，減弱內(nèi)皮素-1（endothelin-1，ET-1）誘導(dǎo)的MMP-2的活化。

表1 MMP降解牙本質(zhì)膠原的分子機(jī)制Tab 1 Molecular mechanism of MMP degradation of dentin collagen

當(dāng)前，EGCG在牙本質(zhì)粘接系統(tǒng)中對(duì)于Ⅰ型膠原的具體作用機(jī)制仍不明確，需要研究人員在此方面作出更加深入的探索。

3.2 提高膠原的機(jī)械性能

天然多酚結(jié)構(gòu)中含多個(gè)酚羥基，易與膠原分子形成氫鍵，外源增加膠原分子間氫鍵，從而增強(qiáng)膠原分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，兒茶素穩(wěn)定膠原的機(jī)制研究亦證實(shí)天然多酚與膠原間的疏水作用是穩(wěn)定膠原結(jié)構(gòu)的主要力量[40]。

3.3 增強(qiáng)膠原的抗酶解性能

研究[41]顯示，經(jīng)化學(xué)物質(zhì)改性后的膠原組織能較好維持固有形態(tài)尺寸，顯著減緩膠原水解速率。這可能與化學(xué)改性后膠原間交聯(lián)度增加有關(guān)[6]。膠原分子間交聯(lián)度的提高，可致蛋白酶與膠原結(jié)合位點(diǎn)間形成空間阻隔，從而阻礙酶和底物的相互作用。目前，有關(guān)EGCG增強(qiáng)牙本質(zhì)膠原抗酶解的研究較少，希望未來(lái)相關(guān)領(lǐng)域的研究人員在此方向繼續(xù)深入探索。

4 展望

改進(jìn)的粘接技術(shù)已經(jīng)廣泛地影響了現(xiàn)代口腔修復(fù)治療的概念。為了簡(jiǎn)化粘接技術(shù)，研究人員減少了完成粘接程序所需的步驟，自酸蝕粘接劑應(yīng)運(yùn)而生，并開(kāi)始廣泛使用。然而，此種粘接劑更容易被水吸附，與多步驟粘接劑相比，其更容易發(fā)生粘接降解，而且容易過(guò)早失效。因此，牙本質(zhì)-粘接劑界面的不穩(wěn)定性是導(dǎo)致修復(fù)體失效的重要原因之一，界面不穩(wěn)定的主要原因是MMP誘導(dǎo)的牙本質(zhì)膠原降解。近年相關(guān)的研究主要集中在開(kāi)發(fā)具有較好粘接穩(wěn)定性的牙本質(zhì)粘接劑體系[42-45]，但相關(guān)機(jī)制研究以及臨床試驗(yàn)較少，仍有待研究者們?cè)谏鲜龇较蜻M(jìn)行探究。同時(shí)，還有一些學(xué)者提出了牙本質(zhì)粘接體系的創(chuàng)新治療方式，如Albuquerque等[10]的實(shí)驗(yàn)采用EGCG與PLGA顆粒作為控釋系統(tǒng)，提出了牙本質(zhì)粘接控釋新概念；還有研究者[46]發(fā)現(xiàn)，0.02% EGCG/乙醇溶液預(yù)處理能有效提高酸蝕漂白后的牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度和粘接穩(wěn)定性。目前，粘接劑面臨微創(chuàng)修復(fù)理念帶來(lái)的保守治療預(yù)備的洞形導(dǎo)致粘接界面不穩(wěn)定以及粘接劑溶解造成的粘接耐久性較差的問(wèn)題，而這些研究結(jié)果極有可能在未來(lái)解決當(dāng)前面臨的問(wèn)題，從而促進(jìn)牙本質(zhì)粘接劑的發(fā)展。