貝哥仕促進(jìn)釉質(zhì)再礦化的體外研究

俞曉峰， 盧友光， 陳 舟， 李 多， 陳小華

釉質(zhì)早期齲臨床上主要表現(xiàn)為齲白斑：牙釉質(zhì)表面外形完整，但光澤消失且呈白堊色變。臨床上通過(guò)去除牙釉質(zhì)表面的菌斑、軟垢等異物并維持口腔衛(wèi)生，齲白斑在唾液的作用下緩慢再礦化[1-2]。但唾液中鈣和磷含量較低，再礦化作用緩慢，尤其是在牙列不齊、佩戴矯治器等情況下，口腔菌斑難以徹底清除，齲白斑進(jìn)一步脫礦，齲洞形成。因此，早期發(fā)現(xiàn)齲白斑并積極干預(yù)，防止齲病進(jìn)一步發(fā)展，具有重要的臨床意義[3]。目前用于促進(jìn)釉質(zhì)再礦化的材料種類及方法均較多，其中氟化物的效果值得肯定，但其也有導(dǎo)致氟骨癥、急性氟中毒等毒副作用[4-6]。生物活性玻璃是一類由SiO2，P2O5，CaO和Na2O等無(wú)機(jī)化合物組成的材料，生物學(xué)活性和生物相容性極佳，能對(duì)機(jī)體組織進(jìn)行修復(fù)、替代和再生，廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域[7-8]。貝哥仕(Bgfrsh)是第二代溶膠工藝微納米生物活性玻璃材料，主要用于牙齒脫敏。本研究使用貝哥仕和多樂(lè)氟處理脫礦釉質(zhì)表面，通過(guò)掃描電鏡和維氏硬度計(jì)觀察脫礦前后及再礦化處理后釉質(zhì)的表面形態(tài)和表面顯微硬度(surface microhardness，SMH)的變化，進(jìn)而評(píng)估兩種材料在促進(jìn)釉質(zhì)再礦化方面的性能，尋找更安全有效的治療釉質(zhì)早期齲的方法。

1 材料與方法

1.1材料和儀器 貝哥仕(Bgfrsh，規(guī)格：20 g，東莞市鴻元醫(yī)藥科技有限公司)；氟化鈉護(hù)齒劑(Duraphat，NaF含量：50 mg/mL，批號(hào)：218784，廣州高露潔棕欖有限公司)；離體前磨牙；人工唾液(配方采用 ISO/TR10271:1993標(biāo)準(zhǔn))；脫礦液[50 mmol/L醋酸、2.2 mmol/L Ca(NO3)2、2.2 mmol/L KH2PO4、1.0 mmol/L NaN3、0.1 mmol/L NaF，pH=4.5]。維氏硬度計(jì)(HV-1000Z型，深圳三諾儀器設(shè)備有限公司)；掃描電鏡(SEM，SU-8010型，日本日立公司)；電熱恒溫水槽(DK-450B型，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)；牙科顯微鏡(M320，德國(guó)萊卡微系統(tǒng)有限公司)。

1.2方法

1.2.1標(biāo)本選擇 收集因正畸需要而拔除的前磨牙(均簽署知情同意書)。于牙科顯微鏡下觀察，選取牙冠表面完整、顏色正常、無(wú)齲壞、脫礦、裂痕的牙齒34顆，洗凈后放置在裝有人工唾液的試管中，37 ℃恒溫水浴備用。實(shí)驗(yàn)前超聲清洗、干燥，使用無(wú)氟拋光膏對(duì)釉質(zhì)表面進(jìn)行拋光，在每顆牙唇側(cè)中央?yún)^(qū)域設(shè)定4 mm×4 mm的開(kāi)窗區(qū)，開(kāi)窗區(qū)外均涂?jī)蓪涌顾嶂讣子汀?/p>

1.2.2脫礦前SMH測(cè)定及SEM檢查 采用維氏硬度計(jì)(載荷100 g)分別測(cè)定每顆牙釉質(zhì)表面開(kāi)窗區(qū)的SMH，每個(gè)標(biāo)本均分散測(cè)定3個(gè)點(diǎn)，取平均值，記為SMH0。隨機(jī)抽取2顆，經(jīng)脫水、干燥、真空噴金后，于SEM下觀察脫礦前的表面形態(tài)。

1.2.3人工早期齲形成、SEM觀察及SMH測(cè)定

將余下的32顆前磨牙標(biāo)本放入盛有人工脫礦溶液的玻璃試管中(釉質(zhì)表面面積與溶液的比率為2 mm2/mL)，旋緊蓋子，置于37 ℃恒溫水浴箱中，連續(xù)浸泡3 d，用大量去離子水沖洗釉質(zhì)塊，吹干后表面見(jiàn)白堊色，即人工早期齲形成[9]。從中隨機(jī)抽取2顆，脫水干燥真空噴金后于SEM下觀察釉質(zhì)表面形態(tài)改變，使用顯微硬度儀再次測(cè)量釉質(zhì)SMH，記為SMH1。

1.2.4分組 將剩余的30顆前磨牙隨機(jī)分為3組，A組空白對(duì)照組，B組貝哥仕組，C組多樂(lè)氟組，每組10個(gè)樣本。單因素方差分析表明，3組的SMH值兩兩比較差別均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

1.2.5再礦化實(shí)驗(yàn) A組不做特殊處理；B組使用貝哥仕在每個(gè)樣本表面敷5 min，用去離子水沖洗干凈后浸泡于37 ℃人工唾液中，每隔12 h重復(fù)1次上述步驟，連續(xù)進(jìn)行12 d；C組使用多樂(lè)氟涂抹每顆牙開(kāi)窗區(qū)，12 h后去除薄膜。3組于實(shí)驗(yàn)操作外的時(shí)間均置于人工唾液中，37 ℃恒溫保存，每天換液1次。

1.2.6再礦化實(shí)驗(yàn)后SMH測(cè)定及SEM觀察 連續(xù)浸泡處理12 d后再次測(cè)量SMH，記為SMH2。并按照公式計(jì)算表面顯微硬度恢復(fù)率(SMHR%)[10]。各組隨機(jī)抽取2顆，于SEM下觀察再礦化后釉質(zhì)的表面形態(tài)。

SMHR%=(SMH2-SMH1)/(SMH0-SMH1)×100%

2 結(jié) 果

2.1SEM下觀察釉質(zhì)表面形態(tài)的改變 脫礦前釉質(zhì)表面形態(tài)完整、均勻、致密，表面少量磨痕(圖1A)；高倍鏡下磷灰石晶體清晰致密(圖1B)。脫礦后釉質(zhì)表面可見(jiàn)大量孔隙(圖1C)；高倍鏡下磷灰石晶體間大量蜂窩狀疏松孔隙(圖1D，箭頭示)。經(jīng)多樂(lè)氟再礦化處理后，釉質(zhì)表面結(jié)構(gòu)較平整、致密(圖1E)；高倍鏡下可見(jiàn)大量大小不一的六邊形、小球形晶體沉積覆蓋，致密(圖1F，箭頭示)。經(jīng)貝哥仕再礦化處理后，釉質(zhì)表面較粗糙，大量不規(guī)則物質(zhì)沉積(圖1G)；高倍鏡下見(jiàn)大量顆粒狀結(jié)晶沉積覆蓋，結(jié)構(gòu)致密，無(wú)明顯孔隙(圖1H)。經(jīng)人工唾液再礦化處理后，釉質(zhì)表面見(jiàn)礦物質(zhì)沉積，但結(jié)構(gòu)較疏松多孔(圖1I)；高倍鏡下見(jiàn)大小不一的顆粒物沉積，但結(jié)構(gòu)較疏松多孔(圖1J，箭頭示)。

2.2SMH測(cè)量 3組樣本在脫礦前后、再礦化后的SMH值見(jiàn)表1。單因素方差分析表明，脫礦前各組SMH兩兩比較差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；脫礦后SMH均大幅度下降，與其脫礦前比較，SMH顯著降低(P<0.05)，但組間兩兩比較差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。經(jīng)再礦化處理后，SMH較脫礦后明顯升高(P<0.05)，但均未恢復(fù)到脫礦前水平(P<0.05)；組間兩兩比較，SMH恢復(fù)率貝哥仕組最高，與多樂(lè)氟組比較，差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但與對(duì)照組比較，差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 各組脫礦前后、再礦化后SMH比較

3 討 論

齲病是嚴(yán)重影響人類健康的第三大疾病(僅次于癌癥和心血管疾病)，其本質(zhì)是一種牙體硬組織慢性進(jìn)行性破壞的細(xì)菌感染性疾病。健康狀況下，釉質(zhì)表面無(wú)機(jī)物在口腔唾液環(huán)境中處于脫礦-再礦化的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，從而維持牙釉質(zhì)表面的完整。當(dāng)各種原因使致病核心微生物組數(shù)量增加時(shí)，牙菌斑代謝產(chǎn)酸增多致使脫礦速度加快，打破了無(wú)機(jī)物代謝平衡狀態(tài)，從而形成釉質(zhì)早期齲，即齲白斑[11]。此時(shí)若各種因素導(dǎo)致產(chǎn)酸減少或消失，唾液里的無(wú)機(jī)離子可緩慢滲透牙釉質(zhì)，再礦化作用占優(yōu)勢(shì)，齲白斑逐漸消失。再輔以一些促進(jìn)再礦化的方法，可以明顯加快再礦化速度，增強(qiáng)其再礦化效果。不同的方法促進(jìn)再礦化的原理不同，效果也不一。氟制劑較早被發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，因具有較好的療效成為臨床常用制劑，經(jīng)常作為各種新型材料促進(jìn)再礦化能力的對(duì)照物[12]。氟化物促進(jìn)再礦化的機(jī)制是氟離子能夠置換羥基磷灰石中的羥基等基團(tuán)，形成酸性環(huán)境下不易溶解的氟磷灰石；同時(shí)氟離子與牙體組織中的鈣結(jié)合形成氟化鈣沉淀，迅速沉積在脫礦表層，阻礙再礦化的深入。本實(shí)驗(yàn)中多樂(lè)氟處理脫礦的牙釉質(zhì)，釉質(zhì)表面沉積了大量致密物質(zhì)，說(shuō)明多樂(lè)氟有較好的促進(jìn)脫礦釉質(zhì)再礦化的能力，但SMH值顯示再礦化強(qiáng)度未達(dá)到釉質(zhì)脫礦前水平，可能是表層礦化過(guò)快，阻止礦物質(zhì)進(jìn)一步深入，使得表層下脫礦組織未能完全再礦化。

生物活性玻璃是一類含有生物活性分子的無(wú)機(jī)物，隨著制備工藝的改進(jìn)，其在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛[13-14]。貝哥仕是采用凝膠溶膠工藝制備而成的微納米生物活性玻璃，其粒徑更小，具有更強(qiáng)的黏附力、更易進(jìn)入脫礦孔隙內(nèi)形成較深的礦化層。王尹等實(shí)驗(yàn)得出，2%生物活性玻璃溶液促進(jìn)脫礦釉質(zhì)再礦化效果優(yōu)于2%氟化鈉溶液和人工唾液[15]。Bakry等[16]研究認(rèn)為，生物活性玻璃(45S5)針對(duì)脫礦釉質(zhì)的再礦化效果優(yōu)于氟化物凝膠。Milly等[17]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)于其糊劑。隋曉玲等研究認(rèn)為，其再礦化能力與GC護(hù)牙素相當(dāng)，但不及1%氟化鈉溶液[10]。生物活性玻璃促進(jìn)釉質(zhì)再礦化的主要機(jī)制是其有效成分硅磷酸鈣鈉遇水或唾液后鈉離子釋放，與唾液中氫離子交換，使局部pH值升高，顆粒中鈣磷離子釋放，局部弱堿環(huán)境有利于形成類羥基磷灰石，從而促進(jìn)再礦化[18]。生物活性玻璃促進(jìn)脫礦釉質(zhì)再礦化的深度與其制作工藝、濃度、鈣磷比、硅含量等諸多因素相關(guān)：在一定的鈣磷濃度范圍內(nèi)，再礦化深度隨著鈣磷濃度的增加而增加，到達(dá)一定濃度范圍后，形成的類羥基磷灰石沉積在牙釉質(zhì)表面，阻礙鈣磷離子進(jìn)一步深入。方謙等[19-20]研究認(rèn)為，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的生物活性玻璃溶液對(duì)早期人工釉質(zhì)齲再礦化作用最佳，再礦化效果與多樂(lè)氟相當(dāng)。除了再礦化制劑，釉質(zhì)本身間隙的大小、礦化的程度等狀況也和再礦化效果有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)釉質(zhì)脫礦前后及再礦化后的SMH進(jìn)行檢測(cè)，并用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法檢驗(yàn)控制釉質(zhì)本身狀況對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，結(jié)果相對(duì)可靠。經(jīng)貝哥仕處理后的脫礦牙釉質(zhì)在高倍鏡下可見(jiàn)釉質(zhì)表面有大量顆粒狀結(jié)晶沉積覆蓋，結(jié)構(gòu)致密，無(wú)明顯孔隙，且SMH值較脫礦前明顯增高，與多樂(lè)氟組差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明再礦化能力與多樂(lè)氟相當(dāng)，SMH值也未能達(dá)到脫礦前水平，推測(cè)可能是貝哥仕濃度過(guò)高(10%)，在釉質(zhì)表面較快地形成了大量的類礦物質(zhì)，妨礙了鈣磷等離子的進(jìn)一步深入，致使深部再礦化不全，SMH未能達(dá)到脫礦前水平。

綜上所述，貝哥仕和多樂(lè)氟都能不同程度的促進(jìn)脫礦釉質(zhì)再礦化，且二者的功效相當(dāng)，但是再礦化深度、耐酸能力、持久性、表明光滑度等有待進(jìn)一步研究。