納米磷酸鈣鹽改性牙科材料防治牙體牙髓病研究進展

黃彥楠，程磊

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

納米磷酸鈣鹽改性牙科材料直徑通常在1～100 nm之間，其大比表面積和高電荷密度使其能更大程度地與細菌細胞負電荷表面相互作用，增強抗菌活性，在抗菌治療中具有廣闊的應用前景［1-2］，是目前牙科生物材料發(fā)展的主要方向之一。本文就近年來納米磷酸鈣鹽改性牙科材料防治牙體牙髓疾病的研究進展進行綜述。

1 納米磷酸鈣改性窩溝封閉劑

窩溝封閉是預防磨牙窩溝齲的最有效方法。最常應用的窩溝封閉劑主要是樹脂型窩溝封閉劑和玻璃離子型窩溝封閉劑。樹脂型窩溝封閉劑具有較好的機械性能，但固化時容易發(fā)生聚合收縮。高微滲漏率容易產生邊緣繼發(fā)齲，最終導致修復失?。?］。玻璃離子型窩溝封閉劑能夠釋放氟離子和再充氟，具備促再礦化能力，但其脆性大、易折斷。因此，目前窩溝封閉劑材料的研究重點在于保留材料的原有優(yōu)良性能的同時，減少邊緣微滲漏發(fā)生、增強抗菌性和再礦化能力和提高機械性能。

Ibrahim等［4］添加不同濃度的無定形磷酸鈣納米顆粒（nanoparticles of amorphous calcium phosphate，NACP）對含有二甲基氨基十六烷基甲基丙烯 酸 酯（dimethylaminohexadecyl methacrylate，DMAHDM）的窩溝封閉劑進行改性，最終確定NACP質量分數(shù)為20%的窩溝封閉劑顯示出理想的機械性能、理想的流動和處理性能，以及長期鈣磷離子釋放和較好的離子再充能力。另外，該課題組又在pH循環(huán)模型中進一步評價了NACP改性窩溝封閉劑的防齲效果［5］。這種新型的封閉劑為臨床上預防窩溝齲提供了一個可行的策略［4-5］。

2 納米磷酸鈣改性復合樹脂材料

復合樹脂材料是目前臨床上應用最廣泛的齲病治療充填修復材料［6］。然而，相比于牙釉質和其他牙齒修復材料，復合樹脂表面更容易聚集微生物形成生物膜，進而產生繼發(fā)齲［7］。樹脂充填修復治療失敗的兩大原因是繼發(fā)齲形成和充填體折裂［6］。目前對復合樹脂改良的方法之一就是在樹脂填料中加入具有促礦化作用的材料，促進牙體硬組織再礦化，一定程度上抑制繼發(fā)齲形成。這種填料主要是粒徑為1～55μm的無定形磷酸鈣（amorphous calcium phosphate，ACP），能夠釋放鈣、磷離子形成羥基磷灰石。然而，傳統(tǒng)磷酸鈣改性的復合樹脂中材料機械性能不理想，處于應力集中部位或承受咬合力過大時容易折裂、脫落［8］。Xu等［9］等首次通過噴霧干燥技術合成了納米級無水磷酸二鈣，將其作為填料和碳化硅晶須加入復合樹脂，之后，Xu等［10］利用相同的技術合成了NACP，并研究了NACP填料水平和環(huán)境pH值對復合材料力學性能和離子釋放的影響。結果顯示，相比傳統(tǒng)的ACP復合樹脂，NACP復合樹脂的強度和離子釋放水平大大提高，提示了NACP材料的優(yōu)勢。Moreau等［11］還發(fā)現(xiàn)這種NACP復合材料能適度抑制變異鏈球菌的生長，但其抗菌性能和機制還需進一步研究。Cheng等［12］在此基礎上對NACP復合材料進行改性，添加了納米銀、季銨鹽、氯己定等不同的抗菌劑，進一步增強其抗菌性能。體外實驗結果表明改性后的復合樹脂能夠調節(jié)口腔微生態(tài)平衡，抑制唾液生物膜代謝和產酸，在臨床防治齲病方面具有良好的應用前景。為了更接近真實口腔微環(huán)境，Melo等［13］首次開展了人體內試驗，發(fā)現(xiàn)與普通填料復合物相比，NACP復合材料顯著抑制了齲的形成。

修復失敗的另一個常見原因是修復體折裂。為了克服這一問題，Wu等［14］研發(fā)了含有DMAHDM和含雙環(huán)戊二烯（dicyclopentadiene，DCPD）的聚脲甲醛外殼微膠囊的復合材料，以恢復修復體裂開后的承重能力。當修復體裂紋生成使微膠囊隨之破裂，釋放DCPD進入裂紋面，自主修復裂縫。并且，Wu等［15］還添加了NACP，賦予材料促進牙體硬組織再礦化的性能，進一步增強修復效果。

隨著人口老齡化，根面齲的發(fā)病率不斷上升［16］。對根面齲進行修復時，其齦下部分往往難以清潔，修復材料不具備抗菌性能，使得修復易失敗。Xiao等［17］在復合材料中添加納米銀、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿、DMAHDM等抗菌劑，用于抑制根面致齲微生物，同時構建了牙齦卟啉單胞菌、放線共生放線桿菌和具核梭桿菌三菌種生物膜模型測試其抗菌性能。實驗結果提示這種新型材料能夠顯著抑制三菌種生物膜代謝產糖。并且，Xiao等［17］還在復合材料中添加了NACP賦予其促進再礦化的性能，一定程度上彌補老年人唾液流量減少、唾液緩沖和促進再礦化能力下降的影響。變異鏈球菌、嗜酸乳桿菌是老年人根面齲中的主要微生物［18］。此外，白色念珠菌也是老年人根面齲中的常見檢出微生物［19］。Zhou等［20］合成的含有DMAHDM的NACP復合材料具有良好的抗菌性能，能夠抑制變異鏈球菌、嗜酸乳桿菌和白色念珠菌的生長代謝，且釋放鈣、磷離子，促進再礦化，有效保護根面牙本質。

3 納米磷酸鈣改性樹脂粘接劑

充填修復材料和牙體之間的樹脂粘接界面在口腔環(huán)境的長期作用下，容易產生微滲漏，同時牙本質小管內也可能存在殘留的微生物，從而導致繼發(fā)齲。因此，在不影響粘接性能的前提下，賦予粘接劑再礦化性能，降低因微滲漏造成繼發(fā)齲的風險是一個預防繼發(fā)齲、提高修復體使用壽命的可行方法。

Melo等［21］首次將納米銀粒子（NAg）和NACP加入粘接劑中，研究其牙本質粘接強度和對牙菌斑生物膜的影響。結果顯示加入NAg和NACP不降低粘接強度。大量NACP浸潤牙本質小管，改性后的粘接劑顯著降低牙菌斑生物膜的活性和產酸能力。Chen等［22］將二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯（dimethylaminododecyl methacrylate，DMADDM）和NACP加入樹脂粘接劑，在pH＝4的時候鈣磷離子顯著釋放，能夠抑制生物膜、促進再礦化。相比于過去使用的ACP，添加NACP的樹脂粘接劑機械強度提高，且具有良好的流動性能夠滲入牙本質小管內。Li等［23-24］對加入DMAHDM及NACP的牙本質粘接劑進行6個月水老化實驗驗證了其粘接性能，并且加入磁性納米材料進一步增強粘接劑滲透性，加強樹脂-牙體結合，抑制修復邊緣的繼發(fā)齲。

添加NACP樹脂粘接劑的另一優(yōu)勢是可通過漱口水等溶液反復充入鈣磷離子，具有長期再礦化效果。Al-Qarni等［25］研制一種含NACP和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿（2-methacryloyloxy ethyl phosphorylcholine，MPC）納米顆粒的粘接樹脂，并首次研究了加入MPC對離子再充和再釋放的影響。用唾液生物膜進行抗菌測試，該新型粘接劑可顯著降低蛋白質吸附、生物膜生長和乳酸含量，同時保有優(yōu)良的鈣磷子釋放、離子再充能力和牙本質結合強度。

在粘接劑中添加NACP，可促進牙體硬組織再礦化，彌補微滲漏產生的不利影響［26-27］。

4 納米磷酸鈣改性根管封閉劑

根管治療是治療牙髓根尖周病的首選方法，在根管沖洗的同時，使用具有抗菌性能的根管封閉劑，可以有效消除根管內殘留的微生物并殺死新的入侵病原體。但是，有研究報道在根管預備過程中使用的次氯酸鈉、乙二胺四乙酸等沖洗劑對構成牙本質主要結構的鈣、磷離子的影響，會使牙本質結構損傷和硬度下降［28］。為了解決這一問題，Wang等［29］首次研制了一種新型的生物活性根管封閉劑，該根管封閉劑中加入了NACP，能釋放鈣、磷離子，且與根管牙本質壁有良好的結合。同時，該根管封閉劑內還加入了DMAHDM、MPC，能有效抑制多菌種根管內生物膜（內氏放線菌、具核梭桿菌、糞腸球菌）感染。此外，其他學者在研究抗菌改性根管封閉劑時，也會同時添加不同質量分數(shù)的NACP和抗菌成分，合成具有多重功效的新型根管封閉劑［30-31］。

5小結

納米磷酸鈣鹽改性牙科材料相比于傳統(tǒng)磷酸鈣鹽牙科材料的力學性能有較大優(yōu)勢，且還具有離子再充特性。然而，目前已有的研究大多是在體外進行的，納米磷酸鈣鹽改性牙科材料在體內防治牙體牙髓疾病的效果、生物相容性、細胞毒性等仍需進一步研究。

【Author contributions】Huang YN collected the references and wrote the article.Cheng L revised the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.