載Cu-ZnO牙科飾面瓷的制備及抗菌性能

隨著口腔修復(fù)材料的發(fā)展與修復(fù)體制作工藝的進(jìn)步，全瓷材料已成為口腔臨床中最常用的修復(fù)材料之一

。全瓷材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能及良好的生物相容性,使口腔臨床修復(fù)的成功率大大提高。但固定修復(fù)體邊緣細(xì)菌聚集的能力明顯高于其他部位，修復(fù)后基牙自潔作用減弱，易形成菌斑滯留區(qū)，研究表明固定義齒的5 年失敗率為10%以上

。

無機(jī)金屬抗菌劑具有安全性較高、耐熱性較好、抗菌范圍廣等優(yōu)勢

。無機(jī)金屬抗菌材料近幾年已被廣泛應(yīng)用于口腔領(lǐng)域。Zhu 等

加入ZnO與Ag

O 后使二硅酸鋰玻璃陶瓷具有一定的抗菌性能，二硅酸鋰玻璃陶瓷的抗菌性能隨著ZnO 含量的增加而增強(qiáng)。研究表明，與其他無機(jī)納米金屬抗菌劑相比，因Cu

與Zn

的離子半徑相近，Cu

能顯著改變ZnO 納米顆粒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)

，雜化后的Cu-ZnO 納米粒子相較于純ZnO 納米顆粒具有更好的抗菌特性、抗氧化性，且無明顯細(xì)胞毒性。Jan 等

發(fā)現(xiàn)與單一的ZnO 相比，納米CuO-ZnO 復(fù)合材料表面缺陷密度更大。而活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生量與納米結(jié)構(gòu)表面缺陷密度相關(guān)，表面缺陷密度越大，ROS 的產(chǎn)生量越大，抗菌活性越強(qiáng)

。

IPS E.max Ceram 陶瓷因其具有優(yōu)異的美學(xué)性能和良好的力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于全冠、嵌體等修復(fù)體飾面瓷的制作。本課題組在前期的研究中制備出了一種納米銅鋅復(fù)合抗菌劑，Cu 與ZnO 添加的質(zhì)量百分比為1：99，該抗菌劑已申請專利（專利號CN201910537967.6）。本實(shí)驗(yàn)擬將不同質(zhì)量百分比的納米Cu-ZnO 通過球磨法添加到IPS E.max Ceram 飾面瓷中，經(jīng)750 ℃高溫?zé)Y(jié)后制備出抗菌牙科飾面瓷，并評價(jià)改性后的IPS E.max Ceram 飾面瓷的抗菌性能、機(jī)械性能以及其體外細(xì)胞毒性。

1 材料和方法

1.1 材料、試劑和儀器

大腸桿菌（ATCC25922，由南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院提供）；CCK-8 試劑盒（Apexbio 公司，美國）；IPS E.max Ceram 瓷粉（義獲嘉偉瓦登特（上海）有限公司，中國）；納米銅鋅復(fù)合抗菌劑（南昌大學(xué)材料學(xué)院）；掃描電子顯微鏡SEM（ZEISS Sigma 300，德國）；恒溫培養(yǎng)箱（FYL-YS-230，中國）；電子天平（Sartorius BT25S，中國）；電子拉力試驗(yàn)機(jī)（CMT-2502，中國）。

1.2 試件制備

①將IPS E.max Ceram 瓷粉中摻雜不同質(zhì)量百分比的Cu-ZnO 納米顆粒（0 wt%，1 wt%，2 wt%，3 wt%，4 wt%，5 wt%，6 wt%），通過球磨法混合均勻，通過磨具將混合均勻的瓷粉壓縮成直徑20 mm、高2 mm 圓柱形，然后于VITA 烤瓷爐中經(jīng)750 ℃高溫?zé)Y(jié)8 min，冷卻后使用去離子水沖洗、烘干拋光輪拋光，制得IPS E.max Ceram 抗菌瓷試件。②依照同樣的方法制作檢測彎曲強(qiáng)度試件，試件尺寸按照《牙科學(xué)·陶瓷材料》中的物件建議的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為22 mm×4 mm×3 mm。按照添加不同的Cu-ZnO質(zhì)量百分比將飾面瓷試件分為7 組。

1.3 晶相分析與形貌表征

將0 wt%～3 wt% Cu-ZnO 組各組的回收菌落數(shù)導(dǎo)入SPSS 26.0 軟件中顯示數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布且符合方差齊性。1 wt% Cu-ZnO 組、2 wt% Cu-ZnO 組、3 wt% Cu-ZnO 組與0 wt% Cu-ZnO 組均存在顯著性差異（

=23.308，

=0.001）。由表2、圖2 可知，隨著納米Cu-ZnO 添加濃度的增加，對大腸桿菌（

，

）的抑制效果逐漸提高。當(dāng)納米Cu-ZnO 添加比例依次為1 wt%～6 wt%時(shí)，抗菌瓷對

抗菌率分別為24.85%、67.94%、96.92%、99.99%、99.99%、99.99%。

1.4 平板菌落計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)

1.5 體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)

將只加入10%胎牛血清的培養(yǎng)基設(shè)置為空白對照組，其余各組依次隨機(jī)抽取3 個(gè)試件，向小鼠成纖維細(xì)胞（L929）中加入2.0 mL 0.5%胰蛋白酶消化收集，再加入10%胎牛血清DMEM 配成細(xì)胞懸液，離心機(jī)離心5 min，取3 塊96 孔培養(yǎng)板，將細(xì)胞懸液依次接種于96 孔培養(yǎng)板中，然后放入37 ℃、5%CO

恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1、3 d。

1.6 機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

（1）營27X3井應(yīng)用排砂采油工藝技術(shù)恢復(fù)生產(chǎn)是成功的，投產(chǎn)初期取得了日產(chǎn)液15.5t、日產(chǎn)油7.1t、含水率54.5%的效果。

2 結(jié) 果

2.1 試件制備及表面形貌觀察

口腔中的菌斑生物膜在形成和聚集過程中對口腔疾病的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。賦予修復(fù)體全瓷材料抗菌性能，可以減少修復(fù)體表面菌斑生物膜的聚集，延長修復(fù)體的使用時(shí)間。修復(fù)體表面改性制備抗菌涂層是賦予修復(fù)體抗菌性能的常用方法之一。與其他抗菌劑相比，無機(jī)抗菌劑具有良好的穩(wěn)定性及安全性。金屬納米抗菌材料近些年已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，其中具有廣譜抗菌性的金屬離子包括Ag

、Zn

、Cu

三種

。有學(xué)者

采用溶膠凝膠法制備La-TiO

溶膠，在3YTZP（摩爾分?jǐn)?shù)3%氧化釔穩(wěn)定四方多晶氧化鋯陶瓷）表面制備出均勻涂覆的La-TiO

薄膜，對

顯示出了良好的抑菌效果。但是在陶瓷表面涂覆的La-TiO

薄膜同時(shí)存在著硬度差、與釉面結(jié)合度低等缺點(diǎn)。在咀嚼過程中，與對頜天然牙和食物的摩擦容易造成陶瓷表面抗菌薄膜的破損，難以維持抗菌的長效性。有學(xué)者采用氧化還原法將Ag NPs 加入到含氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯中

，對大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）、鏈球菌（革蘭氏陽性菌）及白色念珠菌（真菌）進(jìn)行微量液體稀釋法，對這三種細(xì)菌均有良好的抗菌效果。但Ag

對光非常敏感，容易氧化變色

，在水中還易與Cl

、SO

等陰離子形成難溶物從而喪失抗菌活性。相比較而言，Cu、Zn 的成本更低廉，抗菌性能也非常優(yōu)異。Rashid 等

在ZnO 中摻雜Cu

后，相較于純ZnO，雜化后的納米Cu-ZnO 有助于提高ZnO 的光催化活性，且能增強(qiáng)ZnO 對革蘭氏陽性菌的抗菌效率。與純ZnO 相比，ZnO-CuO 納米復(fù)合材料對臨床分離的多重耐藥金黃色葡萄球菌具有更好的抗菌活性

。Liu 等

使用分子探針法評價(jià)納米Cu-ZnO的光催化性能，結(jié)果顯示雜化后的Cu-ZnO 納米粒子相較于Ag-ZnO 納米粒子及Au-ZnO 納米粒子具有更高的光催化活性和穩(wěn)定性。有研究表明

通過控制ZnO 的添加量，可以有效調(diào)節(jié)載Ag

O 抗菌二硅酸鋰玻璃陶瓷的透明度。本實(shí)驗(yàn)中使用的納米Cu-ZnO 具有Cu 和ZnO 兩種無機(jī)納米抗菌劑，兩種抗菌劑在發(fā)揮抗菌作用的同時(shí)，ZnO 能否有效調(diào)節(jié)Cu 對飾面瓷帶來的著色問題有待進(jìn)一步研究。

將對照組及各濃度Cu-ZnO 組試件的彎曲強(qiáng)度數(shù)據(jù)用SPSS 軟件26.0 計(jì)算，顯示數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布且方差齊性，采用單因素方差分析，各實(shí)驗(yàn)組與對照組的彎曲強(qiáng)度比較，均無顯著差異（

=0.633，

=0.702）。IPS E.max Ceram 飾面瓷隨著抗菌劑添加量的提升，其彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先升高，后降低的趨勢。當(dāng)抗菌劑添加量為3 wt%時(shí)彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值（84.72 ± 6.82）MPa，當(dāng)添加量大于3 wt%時(shí)抗菌飾面瓷的彎曲強(qiáng)度隨著抗菌劑的增加而降低，當(dāng)抗菌劑添加量為6 wt%時(shí)彎曲強(qiáng)度下降到（70.85±6.14）MPa（表4）。

2.2 抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果

因前期預(yù)實(shí)驗(yàn)顯示載5 wt%Cu-ZnO 的飾面瓷對革蘭氏陽性菌及革蘭氏陰性菌均具有良好的抑制作用，所以將制備好的5 wt%Cu-ZnO 的飾面瓷試件打磨拋光，試件表面使用3%的氫氟酸溶液酸蝕1 min，去離子水沖洗3 min 后烘干，表面噴金。使用掃描電子顯微鏡對納米Cu-ZnO 及含5 wt% Cu-ZnO 的飾面瓷試件進(jìn)行觀察，分析樣品表面形貌。

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)現(xiàn)行的GB/T 21510《納米無機(jī)材料抗菌性能檢測方法》，對抗菌飾面瓷試件采用貼膜法進(jìn)行檢測。在飾面瓷中添加抗菌劑含量為3 wt%時(shí)，對

抗菌率達(dá)到96.92%。依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)JC/T897-2014《抗菌陶瓷制品抗菌性能》，當(dāng)抑菌率大于90%即可認(rèn)為該樣品有較強(qiáng)的抑制作用。Khalid 等

采用水熱法合成了由CuO 和Zn 摻雜的納米抗菌劑（CuO NSs），相較于單一的CuO，雜化的CuO NSs 對銅綠假單胞菌有著更強(qiáng)的抑制作用，極大地提高了抗菌性能。本實(shí)驗(yàn)使用Cu-ZnO 納米復(fù)合材料對牙科飾面瓷進(jìn)行功能性修飾，Cu 與ZnO 雜化后在瓷面上發(fā)揮協(xié)同抗菌作用。

2.3 體外細(xì)胞毒性分析

將空白對照組（只加入10%胎牛血清培養(yǎng)基）與各濃度組抗菌瓷浸提液培養(yǎng)小鼠L929 細(xì)胞，培養(yǎng)1、3 d 的光密度值符合正態(tài)分布且方差齊性，采用單因素方差分析，共培養(yǎng)第1 天除了0 wt%組，其余實(shí)驗(yàn)組光密度值與空白對照組之間均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（

=4.128，

=0.009），共培養(yǎng)第3天4 wt%、5 wt%、6 wt%組光密度值與空白對照組之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（

= 6.144，

= 0.001），其余實(shí)驗(yàn)組與空白對照組之間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。共培養(yǎng)第1 天及第3 天后，各實(shí)驗(yàn)組與空白對照組的細(xì)胞相對增殖率無顯著性差異（

＞0.05），且各組別細(xì)胞增殖率均＞80%，毒性分級均≤1 級（表3）?？咕鶬PS E.max Ceram 飾面瓷浸提液與小鼠成纖維細(xì)胞L929共培養(yǎng)24 h 后，使用熒光顯微鏡觀察L929 活死細(xì)胞染色結(jié)果可見：與空白對照組相比，各實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞形態(tài)正常，無明顯死細(xì)胞（圖3）。

使用SPSS 26.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，回收菌落數(shù)、光密度值及彎曲強(qiáng)度結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,抗菌率與細(xì)胞增殖率結(jié)果用均數(shù)表示，分析數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，若數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，可采用多獨(dú)立樣本秩和檢驗(yàn)；若數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布且滿足方差齊性，使用單因素方差分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2.4 機(jī)械性能

近幾年，娃哈哈年?duì)I收連續(xù)下滑。產(chǎn)品老化和營銷渠道老化的雙重沖擊，讓娃哈哈陷入了前所未有的困境。在此背景下，娃哈哈不斷求新求變，想重獲消費(fèi)者的青睞，但這并非易事。娃哈哈不斷高頻次推出新品，但大多反響平平，甚至很快就銷聲匿跡。

3 討 論

圖1a 為納米Cu-ZnO 掃描電鏡圖，微觀下氧化鋅表現(xiàn)為塊狀樣和花瓣樣結(jié)構(gòu),其上附著顆粒狀結(jié)構(gòu)為納米銅；由圖1b 含5 wt% Cu-ZnO 飾面瓷試件的表面形貌及圖1c 含5 wt%Cu-ZnO 飾面瓷切割后內(nèi)部形貌，可見塊狀樣結(jié)構(gòu)的Cu-ZnO 摻雜嵌合于飾面瓷之中。

同時(shí)，教師在課上要組織好自身的面部表情，做到微笑講課。教師給與學(xué)生的微笑便是對于學(xué)生最好的評價(jià)，在學(xué)生的心目當(dāng)中，教師的微笑便是對于自身最好的肯定。而且微笑能夠放松學(xué)生的身心，使學(xué)生以愉悅的心態(tài)進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)，從而達(dá)到事半功倍的效果。

CCK-8 法常用于評價(jià)材料的生物相容性，CCK-8 法相較于傳統(tǒng)的MTT 法操作更為簡便，且試劑的靈敏度更高

。其原理是在正常的培養(yǎng)條件下，L929 細(xì)胞呈倍數(shù)增長，當(dāng)有外界刺激因素的干擾下會(huì)影響其正常生長，導(dǎo)致L929 細(xì)胞活性及細(xì)胞增殖率的降低。共培養(yǎng)第1 天及第3 天各組別細(xì)胞增殖率均＞80%，毒性分級≤1 級，熒光顯微鏡觀察L929 活/死細(xì)胞染色結(jié)果可知，與空白對照組相比，各實(shí)驗(yàn)組L929細(xì)胞形態(tài)正常，無明顯死細(xì)胞。由CCK-8 法結(jié)果可知納米Cu-ZnO 添加量為1 wt%～6 wt%的IPS E.max Ceram 飾面瓷對小鼠L929 細(xì)胞增殖影響較小，生物安全性較高。隨著納米Cu-ZnO 濃度的提升，抗菌飾面瓷的彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先升高，后降低的趨勢。其原因之一可能是無機(jī)納米粒子擁有較高的表面能，當(dāng)添加量較低時(shí)，受到外力作用的能量被無機(jī)納米粒子吸收。隨著添加量的增高，納米顆粒之間發(fā)生團(tuán)聚形成應(yīng)力集中區(qū)，導(dǎo)致飾面瓷機(jī)械性能的下降。另有研究表明

將銀納米粒子加入牙科飾面瓷中混合燒結(jié)后，發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)了飾面瓷的機(jī)械性能。其原因是Ag 納米粒子與飾面瓷之間產(chǎn)生了離子交換反應(yīng)，且兩者間存在不同的熱膨脹系數(shù)，共同導(dǎo)致混合燒結(jié)后在飾面瓷中產(chǎn)生了一定的殘余壓應(yīng)力，由此增強(qiáng)了飾面瓷的機(jī)械性能。在全瓷修復(fù)體中，基底瓷與飾面瓷熱膨脹系數(shù)的差異決定著兩者在高溫?zé)Y(jié)后的結(jié)合強(qiáng)度。在臨床中應(yīng)盡量保持基底瓷與飾面瓷熱膨脹系數(shù)的匹配性，以減少基底瓷與飾面瓷界面的殘余應(yīng)力，降低全瓷修復(fù)體破壞的可能性。Fujieda 等

發(fā)現(xiàn)銀納米粒子相較于飾面瓷有著更高的熱膨脹系數(shù)。但將無機(jī)納米粒子加入牙科飾面瓷中混合燒結(jié)后，是否會(huì)改變原有飾面瓷的熱膨脹系數(shù)，目前還沒有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

蛋疼：原為北方俗語。豫魯蘇皖交界一帶多用此俚語，如商丘、菏澤、徐州、亳州等地。表示無聊至極或其他難以名狀的無力感的意思。

本研究將3 wt%納米Cu-ZnO 摻雜至IPS E.max Ceram 飾面瓷，經(jīng)750 ℃的高溫?zé)Y(jié)后，制得一種抗菌性能良好的牙科飾面瓷。該飾面瓷對

的抗菌率為96.92%，彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值（84.728 ±6.82）MPa，且無明顯細(xì)胞毒性，為口腔全瓷修復(fù)體提出了一種抗菌無毒的策略，具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值。但載Cu-ZnO 濃度較高時(shí)，飾面瓷的顏色亮度會(huì)增加。由于口腔環(huán)境較為復(fù)雜，菌群與宿主保持“動(dòng)態(tài)平衡”，抗菌飾面瓷是否具有抗菌長效性，以及其應(yīng)用是否會(huì)對口腔微生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，尚需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。

他把手抽了回去，插進(jìn)褲兜，臉唰一下紅了。也許我剛才的問題的確難為他了，以前我從沒見他的臉這么紅過。如果我整夜埋在枕頭里哭泣，我也會(huì)覺得窘迫?？芍辽傥抑揽薜臅r(shí)候怎么掩飾。

【

】 Cheng MY performed the experiments and wrote the article. Liao L, Qiao Q and Li Q designed the study and reviewed the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.

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