新型消毒方式對根管內(nèi)糞腸球菌清除作用的研究進(jìn)展

周敏， 許來俊

口腔疾病研究國家重點實驗室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院牙體牙髓病科，四川 成都（610041）

糞腸球菌（Enterococcus faecalis，E. faecalis）是感染性根管和難治性根尖周炎的檢出菌之一，常規(guī)的診間沖洗和封藥以及機械性根管清理難以將其徹底清除。E. faecalis的持續(xù)性感染可能是導(dǎo)致難治性根尖周炎和根管再治療的主要原因。近年來，越來越多的新型根管消毒方法已逐漸應(yīng)用于臨床，本文就有關(guān)根管內(nèi)E.faecalis生物學(xué)特征、常用根管消毒藥物的現(xiàn)有研究和近些年出現(xiàn)的新型消毒方式的進(jìn)展作一綜述。

1 糞腸球菌的生物學(xué)特征

E. faecalis是人類體內(nèi)正常菌群之一，也是人類發(fā)生機會感染過程中的病原菌之一，它在腸道、陰道和口腔內(nèi)寄居，但是在正常人體口腔內(nèi)分布極少。E. faecalis是革蘭陽性兼性厭氧菌，形態(tài)呈現(xiàn)為橢圓形或者圓形，直徑0.5～1.0 μm，排列方式上多成對或成短鏈狀，通常不運動。E. faecalis形成生物膜的能力較強，這一特點使其對抗菌藥物的耐藥性增強，對宿主的免疫清除作用和吞噬的敏感性減弱［1］。在根管內(nèi)，E. faecalis可以合成莢膜和腸球菌表面蛋白等產(chǎn)物，這些產(chǎn)物可能有助于其形成生物膜，從而附著于根管壁上，這也是E.faecalis難以被完全清除的重要原因之一。E. faecalis具有較強的耐藥性，還能合成明膠酶等產(chǎn)物，對牙髓和根尖周組織有致病性。在難治性牙髓感染的患牙根管中，常檢出E. faecalis等菌群［2］，在持續(xù)性或者繼發(fā)性根管感染中E.faecalis的檢出率達(dá)到了80%以上［3］，因此，E. faecalis被認(rèn)為是根管再感染過程中的重要菌群。

2 傳統(tǒng)根管沖洗及消毒藥物對糞腸球菌的作用

傳統(tǒng)的根管消毒方法以根管沖洗和診間封藥為主，包括機械性的根管預(yù)備與藥物沖洗、根管封藥等。E. faecalis形成生物膜的能力使其對藥物具有很強的耐受性，能夠在不同口腔pH、溫度以及滲透壓的環(huán)境下存活，這是引起根尖周牙髓病變的主要原因之一。因此根管的藥物消毒是根管治療中的重要一環(huán)。

2.1 次氯酸鈉

次氯酸鈉（NaClO）具有較廣的抗菌譜和促進(jìn)有機組織溶解的作用，還能夠通過脫酰作用破壞E. faecalis毒力因子脂磷壁酸（E. faecalislipoteichoic acid，Ef LTA）的結(jié)構(gòu)，從而減輕炎癥反應(yīng)，是目前根管治療最常用的沖洗劑。但NaClO 具有一定的細(xì)胞毒性和神經(jīng)毒性，研究已經(jīng)證實，NaClO 濃度與根管消毒效果呈正相關(guān)，與生物相容性呈負(fù)相關(guān)。若同時使用光動力處理（photodynamic therapy，PDT）可以降低NaClO 的使用濃度［4］。最近有研究也表明5.25%的NaClO 和PDT 聯(lián)用可以清除99.99%E. faecalis，效果優(yōu)于單獨使用其中之一［5］。聯(lián)合激光照射消毒方面，5.25%NaClO 聯(lián)合Er：YAG 激光對E. faecalis清除效果優(yōu)于單獨使用NaClO［6］。因此NaClO 與PDT 或激光的聯(lián)合使用可能成為根管內(nèi)消除E.faecalis的有效方法之一。

2.2 氯已定

氯己定（chlorhexidine，CHX），又稱“洗必泰”，它具有良好的生物相容性和廣泛的抗菌活性，可作為根管沖洗劑和根管封藥使用。它的抗菌特性是由于其陽離子吸附在帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜上，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)成分的泄漏從而殺死細(xì)胞。1%NaClO 和2% CHX 均能有效清除根管內(nèi)E. faecalis［7］，但CHX可能比NaClO 更能提高堿性根管藥物對E. faecalis的抗菌活性［8］。CHX 與NaClO 相比的主要缺點是不能溶解有機物［7］，不能去除牙髓組織及菌斑生物膜的有機成分，殘留的碎屑還可能對充填效果產(chǎn)生不利影響，因此臨床工作中CHX 常與5.25%NaClO 或者17%EDTA 聯(lián)用。

2.3 過氧化氫

臨床上過氧化氫（H2O2）作為根管沖洗液時濃度一般為3%～5% H2O2，通過產(chǎn)生羥基自由基（HO·）與各種有機化合物反應(yīng)，使細(xì)胞成分發(fā)生氧化而產(chǎn)生殺菌作用。最近有研究表明，H2O2經(jīng)超聲和LED 光照射后，能增強HO·的生成和對E.faecalis的殺菌活性，且與單純超聲照射相比，該系統(tǒng)達(dá)到同樣的殺菌活性時，照射時間明顯縮短［9-10］。上述研究提示，可以探究更多的H2O2與其它消毒方式聯(lián)合使用的方案，提高H2O2的殺菌能力和安全性。

2.4 乙二胺四乙酸

乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）是一種強效金屬螯合劑，它能與羥基磷灰石中的鈣離子形成螯合鈣而溶解，使得牙本質(zhì)脫礦，從而牙本質(zhì)小管開放暴露，對鈣化和細(xì)小的根管預(yù)備起到了輔助作用，EDTA 這一特性在鈣化的根管中能起到疏通作用。17%EDTA 作為常用的根管沖洗藥物，較其他藥物而言，對E.faecalis抑菌能力較弱而去除玷污層的能力較強，因此EDTA 常常聯(lián)合其他藥物如NaClO 協(xié)同使用，以達(dá)到更好的去除玷污層和抗菌效果［11］。

2.5 氫氧化鈣

氫氧化鈣（calcium hydroxide，CH）的抗菌性能是由于羥基離子的釋放，提供了一個高堿性的環(huán)境（pH 值能達(dá)到12.5），從而達(dá)到除菌效果。由于氫氧化鈣在根管內(nèi)擴散性差，牙本質(zhì)的緩沖作用可以降低氫氧化鈣在牙本質(zhì)小管深層的抗菌活性，E. faecalis的耐堿性也使得氫氧化鈣的消毒效果并不明顯［12］，此外氫氧化鈣封藥后難以沖洗清除。前文已述，由于根管內(nèi)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及不確定性，氫氧化鈣難以擴散到所有被污染的根管，這是根管內(nèi)消毒不徹底的重要原因。近期研究［13］表明氫氧化鈣與納米銀粒子聯(lián)合應(yīng)用，可以在短期內(nèi)顯著提高對根管內(nèi)E. faecalis的消毒效果，提示可尋找良好的載體材料以提高氫氧化鈣的擴散效果。

3 新型方法對糞腸球菌的消毒作用

3.1 超聲蕩洗

傳統(tǒng)的根管沖洗方法不能完全清除根管內(nèi)的E. faecalis，因此超聲蕩洗在根管預(yù)備中越來越受重視。近些年有文獻(xiàn)表明結(jié)合超聲蕩洗能有效清除根管內(nèi)細(xì)菌、牙本質(zhì)碎屑和玷污層，顯著提高根管清潔的效果［14］。例如對比單獨使用2.5% NaClO對根管內(nèi)E. faecalis清除率為99.70%，2.5% NaClO結(jié)合超聲蕩洗的清除率可達(dá)到99.99%［15］。有研究進(jìn)一步證實，根管預(yù)備后用1% NaClO 超聲蕩洗1 min 能完全清除深達(dá)140～150 μm 的根管壁上的E.faecalis，這和CHX 處理一周后的效果相同［16］。還有體外研究對比了2.5% NaClO 超聲蕩洗、亞甲藍(lán)介導(dǎo)的光動力療法或上述超聲蕩洗與PDT 聯(lián)合處理三種消毒方法，結(jié)果顯示聯(lián)合處理方案對E.faecalis的清除能力最好［17］。另外，與單獨使用H2O2相比，超聲能夠增強H2O2解離出HO·的能力，對根管內(nèi)E.faecalis的清除效果有明顯增強［18］。總而言之，超聲蕩洗能夠協(xié)同原有的消毒方式，增強對根管內(nèi)E.faecalis的清除效果。

3.2 激光對根管內(nèi)糞腸球菌消毒作用

摻釹釔鋁石榴石（neodymium doped yttrium aluminum garnet，Nd：YAG）和摻鉺釔鋁石榴石（erbium doped yttrium aluminum garnet，Er：YAG）激光均屬于固體激光器，通過把能夠產(chǎn)生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質(zhì)中構(gòu)成發(fā)光中心而制成。YAG（Yttrium aluminium garnet）即釔鋁石榴石，而Nd（釹）和Er（鉺）則是摻在其中的金屬粒子，形成摻釹釔鋁石榴石（Nd：YAG）和摻鉺釔鋁石榴石（Er：YAG）。一定功率的激光可以殺滅多種微生物，其作用時產(chǎn)生的光熱效應(yīng)、光電效應(yīng)、光化效應(yīng)和光壓效應(yīng)是較好的消毒方法。Wang等［19］用Nd：YAG 激光（100 mJ，1.5 W，15 Hz）處理被E. faecalis污染的根管3 min，滅菌率最高僅達(dá)到了76%；Dos Santos 等［20］使用Er：YAG 激光（100 mJ，10 Hz）對E.faecalis污染的根管進(jìn)行消毒，發(fā)現(xiàn)即時滅菌率最高也只是99.95%。因此兩種激光單獨使用均不能完全殺滅根管內(nèi)的E.faecalis。

Er，Cr：YSGG 激光，即水激光，是利用Er，Cr：YSGG 晶體釋放出2 780 nm 波長的激光來激發(fā)水分子，使之成為具有高速動能的粒子而發(fā)揮殺菌消毒的作用。因?qū)ζ渌M織刺激性和損傷小，在口腔治療領(lǐng)域被廣泛運用。有研究比較了Er：YAG 激光（0.3 W，15 Hz）、Nd：YAG 激光（1.5 W，15 Hz）和Er，Cr：YSGG 激光（1.25 W，15 Hz）對根管內(nèi)E. faecalis和白色念珠菌生物膜的殺滅效果，證實Er，Cr：YSGG 激光是最有效的［21］。

越來越多的研究聚焦于將激光與根管內(nèi)消毒藥物的聯(lián)用，在用藥物進(jìn)行根管沖洗后聯(lián)用激光消毒，可解決藥物消毒不徹底的問題，達(dá)到更加令人滿意的結(jié)果。研究證實，Er，Cr：YSGG 和Er：YAG 激光可以明顯增強NaClO 的殺菌作用［6，19］，Licata 等［22］發(fā)現(xiàn)，在5.25%NaClO 及17%EDTA 溶液沖洗后，運用75 mJ Er，Cr：YSGG 激光照射60 s，根管中E. faecalis的清除率可達(dá)到100%，2% CHX 和17%EDTA 聯(lián)合Er：YAG 激光（500 mJ，12 Hz）照射60 s 也能有效清除根管壁E. faecalis生物膜［23］。以上研究均表明激光與根管內(nèi)消毒藥物的聯(lián)用能增強藥物的滅菌效果。

3.3 PDT

PDT 是一種以光動力效應(yīng)為基礎(chǔ)的新興診療方法。這是一種有氧分子參與的伴隨生物效應(yīng)的光敏化反應(yīng)。其過程是特定波長的激光照射使組織吸收的光敏劑受到激發(fā)，而激發(fā)態(tài)的光敏劑把能量傳遞給周圍的氧分子，生成強活性的單態(tài)氧。利用氧化反應(yīng)破壞生物大分子，從而對細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用，進(jìn)而使得細(xì)胞受損甚至死亡。PDT 具有抗菌作用強、抗菌譜廣、安全性良好且不良反應(yīng)小等優(yōu)點。然而部分根管內(nèi)E. faecalis是以生物膜形式存在的，并且其滲透能力較強，可以進(jìn)入根管側(cè)支、根尖分歧和牙本質(zhì)小管內(nèi)，這些地方激光或光敏劑難以到達(dá)，這無疑降低了PDT的根管消毒效果。由于單態(tài)氧的作用范圍僅為40 nm，也使得PDT 的殺菌范圍有局限性，有研究顯示單次PDT 只能清除根管內(nèi)45%的E. faecalis生物膜［24］。以甲苯胺藍(lán)為光敏劑，以635 nm，200 mW/cm2的LED 燈為光源的PDT 和氫氧化鈣進(jìn)行比較，二者對根管內(nèi)消毒均有較好的效果，但PDT 可顯著減少感染根管內(nèi)的E.faecalis數(shù)量［25］。

比較單次PDT、重復(fù)PDT 和只采用NaClO 沖洗消毒被E. faecalis感染的根管，發(fā)現(xiàn)單次PDT 只能清除45%生物膜，重復(fù)PDT 可以清除95%生物膜，而NaClO 可以全部清除［24］，這表明PDT 的效果不及NaClO。但PDT 與根管消毒藥物的聯(lián)用效果也值得進(jìn)一步研究，如PDT 與殼聚糖聯(lián)用也比單獨用其中一種的效果更好［26］。總的來說，目前對光動力療法的研究多著眼于探究不同類型的光敏劑、聯(lián)用不同類型的藥物等方法以得到更理想的根管消毒效果。

3.4 臭氧

臭氧是一種反應(yīng)性極強的氣體，具有重要的抗菌性能。這種氣體氧化細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜，并作用于真菌、原生動物和病毒。它能在水的存在下形成氧化自由基，穿透并作用于細(xì)胞膜，影響細(xì)胞膜的滲透穩(wěn)定性，促進(jìn)氨基酸的氧化，使細(xì)胞因反應(yīng)的延長而裂解。它的這些性質(zhì)可以用于殺滅根管中E. faecalis、銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌等菌群。最近研究［27］顯示臭氧對根管的E.faecalis的殺菌效果優(yōu)于磷酸鈦氧鉀（KTiOPO4，KTP）和Er：YAG 兩種激光，但不及5.25% NaClO。由于高溫和激光產(chǎn)生對牙本質(zhì)表面多孔結(jié)構(gòu)的有害影響，KTP 和Er：YAG 可能還會損傷周圍組織［28］。臭氧對根管內(nèi)糞腸球菌的清除效果雖不及NaClO，但二者聯(lián)合使用時比它們單獨使用時效果更好［29］。Noites 等［30］的研究也證實，2%CHX 和臭氧氣體聯(lián)用24 s 可以徹底清除根管內(nèi)的E. faecalis，效果要優(yōu)于單獨使用CHX 或者臭氧。因此臭氧雖然不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)根管沖洗劑，但能作為輔助劑協(xié)同NaClO 和CHX 清除E.faecalis。

3.5 二氧化氯

二氧化氯（ClO2）是一種公認(rèn)的安全的殺菌劑，二氧化氯對細(xì)胞壁有較強的吸附和穿透能力，放出原子氧將細(xì)胞內(nèi)的含巰基的酶氧化從而起到殺菌作用。因此它能有效殺滅病毒與細(xì)菌，工業(yè)上常用作對自來水的消毒，但用于對根管消毒的研究還很少。Herczegh 等［31］的實驗證實，0.12%的二氧化氯溶液及其氣相能有效、快速地消除實驗中來自根管系統(tǒng)的E. faecalis感染，它比傳統(tǒng)使用的NaClO 或CHX 沖洗劑更有效地防止根管內(nèi)再感染，但是其細(xì)胞毒性還需要進(jìn)一步研究。

3.6 納米氧化鎂

納米氧化鎂屬于納米級金屬氧化物，納米級金屬氧化物通過靜電相互作用破壞細(xì)胞膜，金屬離子造成細(xì)胞內(nèi)環(huán)境紊亂，活性氧的氧化作用影響基因表達(dá)和蛋白質(zhì)合成等機制達(dá)到殺菌作用［32］。在根管消毒方面有研究顯示，在24、48、72和168 h 測量根管內(nèi)E. faecalis的菌落形成單位（CFU），5 mg/L 納米氧化鎂顆粒水溶液組持續(xù)降低至0，而5.25%NaClO 組則處于相對穩(wěn)定水平，相較于NaClO，納米氧化鎂有長效抗菌活性（指時間在24 h 以上），同時納米氧化鎂也具備良好的生物相容性［33］。由于國內(nèi)外對納米金屬氧化物用于根管消毒的研究很少，它對于根管內(nèi)其他菌群的抗菌活性和臨床應(yīng)用的其他問題還需要進(jìn)一步研究。

3.7 超氧化水

近年來，一些新型根管治療消毒劑問世。其中一種消毒劑就是超氧化水（super-oxidized water，SPO），它包括高活性超氧離子O2-（當(dāng)分子氧獲得一個電子時產(chǎn)生），超氧離子可以產(chǎn)生氧化作用從而達(dá)到滅菌效果。與NaClO 和H2O2相比，SPO 的細(xì)胞毒性更低，對E. faecalis生物膜的殺菌效果與傳統(tǒng)的5.25% NaOCl 相似［34］。目前關(guān)于SPO 的研究不多，尚需進(jìn)一步研究SPO 的毒性、組織溶解能力和對E.faecalis的清除能力。

3.8 N-乙酰半胱氨酸

N-乙酰半胱氨酸（N-Acetyl-L-cysteine，NAC）為強效含硫醇的抗氧化劑，是一種廣泛用于治療慢性支氣管炎的藥物。NAC 同時也是一種具有抗菌特性的非抗生素化合物，并且已經(jīng)被證明可以有效地減少多種醫(yī)學(xué)上重要的革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌的生物膜形成。NAC 可以有效地減少E. faecalis胞外多糖的產(chǎn)生，破壞其成熟的生物膜，減少E.faecalis的粘附效果明顯優(yōu)于飽和氫氧化鈣和2%氯已定溶液［35］。NAC 對根管內(nèi)E.faecalis的浮游和生物膜形態(tài)均有殺滅作用，而且其滅菌性能不受牙本質(zhì)的影響［36］。因此NAC 可能是一種良好的清除E.faecalis的藥物，但由于體外研究的局限性，還需要更多的實驗數(shù)據(jù)支持這一結(jié)論。

3.9 嵌合裂解酶ClyR

嵌合裂解酶ClyR 是一種具有廣譜殺菌作用的嵌合賴氨酸，其殺傷機制是基于直接消化的細(xì)菌肽聚糖的附著和細(xì)胞溶菌作用。有文獻(xiàn)報道，與氫氧化鈣相比，一方面ClyR 能在不干擾其他菌群的情況下有效清除浮游和附著的E.faecalis及其生物膜，產(chǎn)生耐藥性風(fēng)險較低［1］。另一方面ClyR 具有罕見細(xì)胞毒性和對宿主免疫的刺激作用。因此ClyR 在根管治療中具有潛在應(yīng)用的能力，但其體內(nèi)抗菌性能還進(jìn)一步評價。

除此之外，還有其他各種各樣的針對根管內(nèi)E. faecalis的消毒方式正在發(fā)掘，例如常壓冷等離子體［37］，人β 防御素-3［38］和2-HICA［39］等已經(jīng)被學(xué)者逐漸證實是對根管內(nèi)E.faecalis有殺滅作用。

4 小 結(jié)

E. faecalis與根管的持續(xù)感染和再感染關(guān)系密切，如何提高根管內(nèi)E. faecalis的滅菌效果對根管治療的成功非常重要。由于E.faecalis可以形成生物膜、根管系統(tǒng)的復(fù)雜性和牙本質(zhì)對藥物的緩沖作用等因素，傳統(tǒng)消毒藥物和方法并不能完全清除根管內(nèi)E. faecalis，因此臨床越來越重視多種方法的聯(lián)合使用。近年來，許多新型根管消毒技術(shù)已逐漸應(yīng)用于臨床并產(chǎn)生較好的效果，如超聲蕩洗、光動力療法及各類激光等，它們還可協(xié)同或輔助現(xiàn)有的消毒方法提高對根管內(nèi)E.faecalis的清除效果。但還有一些新型根管消毒方法仍在不斷探索中，如臭氧、二氧化氯、納米氧化鎂、超氧化水、N-乙酰半胱氨酸及ClyR 等。盡管這些新型消毒方式的研究目前大多處于體外實驗階段，其對正常組織的刺激和損傷尚缺乏相關(guān)臨床數(shù)據(jù)的支撐，但這些方法為根管內(nèi)E. faecalis的清除提供了新思路。綜上，目前以上這些新型消毒方法僅作為輔助治療手段或通過聯(lián)合使用的方法提高根管消毒的效果，因此，E. faecalis的致病機制有待進(jìn)一步挖掘，以探索出更多新型的、更具有針對性的清除策略來提高臨床根管治療的成功率。