釋氟充填材料在齲病防治中的研究進(jìn)展

壽宇珂， 任彪， 程磊

1. 口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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）； 2. 口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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，四川 成都（610041）

釋氟充填材料通常指成分中包含氟化物，并且可以在充填修復(fù)后的一段時間內(nèi)持續(xù)釋放氟離子的一類直接修復(fù)材料。釋氟充填材料廣泛應(yīng)用于臨床齲病防治，也是直接修復(fù)材料研究的熱點(diǎn)［1］。目前普遍認(rèn)為它的防齲作用主要來自一定的時間內(nèi)穩(wěn)定的釋氟能力及再充氟能力。氟的防齲作用涉及多種機(jī)制，主要包括增強(qiáng)再礦化、減少脫礦、干擾生物膜和菌斑的形成、抑制微生物的生長和代謝。氟對于抑制脫礦和促進(jìn)再礦化的作用受到廣泛認(rèn)可，而其抗菌作用尚存在一定的爭議。本文就各種釋氟充填材料的防齲作用、臨床應(yīng)用、防齲機(jī)制、局限及研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 商品化釋氟充填材料類型

1.1 傳統(tǒng)玻璃離子水門汀

傳統(tǒng)玻璃離子水門?。╟onventional glass ionomer cement，CGIC）在1972 年由Wilson 等［2］引入牙科領(lǐng)域，是第一款應(yīng)用于臨床的釋氟充填材料。CGIC 具有生物相容性良好、與牙本質(zhì)的彈性模量相近、對牙體硬組織有黏附性以及長期釋放氟離子等特性。在目前臨床使用的釋氟材料中，CGIC釋放的氟離子累積量最高，可達(dá)近100 ppm。但其力學(xué)性能較差，抗彎強(qiáng)度約15 MPa、彈性模量僅有10 GPa。另外，CGIC 的抗菌性能較弱，僅靠氟離子的釋放難以有效抑制微生物的生長。由于采用化學(xué)固化，CGIC 具有工作時間短、固化時間長、早期易受濕氣和唾液污染、固化后脆性大等缺點(diǎn)。目前CGIC 已不常單獨(dú)用于永久修復(fù)，主要作為乳牙的窩溝封閉劑及與復(fù)合樹脂聯(lián)合使用。

1.2 樹脂增強(qiáng)型玻璃離子水門汀

為了克服CGIC 機(jī)械性能和化學(xué)固化的局限性并保持其氟離子釋放的優(yōu)勢，1988 年Antonucci 和Mitra 等將甲基丙烯酸羥乙酯等成分加入CGIC，形成了結(jié)合CGIC 和樹脂的優(yōu)點(diǎn)的樹脂改性玻璃離子水門?。╮esin-modified glass ionomer cement，RMGIC）。雖然相比CGIC，RMGIC 的氟釋放量降低，且樹脂單體對牙髓可能產(chǎn)生刺激［3］，但RMGIC 具有高透明度、抗微滲漏以及不易溶解等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)械性能也提高到50 MPa 以上［4］，是第一款具有光固化特性的釋氟充填材料。由于與牙齒顏色更匹配，RMGIC更適用于美學(xué)區(qū)的牙頸部修復(fù)。

1.3 聚酸改性復(fù)合樹脂

聚酸改性復(fù)合樹脂又名復(fù)合體（compomer），是一種性能更接近復(fù)合樹脂的雜化材料，需要配合粘接劑使用。盡管聚酸改性復(fù)合樹脂的存留率較高［5］，但其氟離子釋放水平低、老化后邊緣變色明顯的缺點(diǎn)限制了臨床應(yīng)用，目前主要用于乳牙，也被用于恒牙V 類洞的充填及窩溝封閉劑［6］。

1.4 Giomer

Giomer 是一種含有氟鋁硅酸鹽玻璃與聚酸預(yù)反應(yīng)形成的玻璃離子結(jié)構(gòu)填料（S-PRG）的新型流體樹脂。S-PRG 填料具有很強(qiáng)的酸堿緩沖能力，能使周圍環(huán)境的pH 值處于弱堿性。S-PRG 釋放的氟離子和鍶離子可將羥基磷灰石轉(zhuǎn)化為氟磷灰石和鍶磷灰石，提高牙齒的耐酸能力［7］；與RMGIC 和聚酸改性復(fù)合樹脂相比，其具有更強(qiáng)的斷裂韌性［8］，但Giomer 也需要粘接劑配合使用，氟釋放量遠(yuǎn)低于RMGIC。除乳牙修復(fù)外，其可以用于恒牙各種洞型的修復(fù)。

2 釋氟充填材料的防齲性能

2.1 氟離子釋放和再充氟能力

氟離子從材料基質(zhì)中慢慢浸出釋放到口腔環(huán)境或介質(zhì)中，可以有效保護(hù)鄰近的牙體硬組織。在沒有外源氟化物補(bǔ)充時，釋氟充填材料的氟離子釋放可以持續(xù)1 年以上，但會隨時間遞減，因此再充氟能力也是釋氟材料的重要特性。釋氟充填材料的再充氟能力是指，當(dāng)微環(huán)境中氟離子的濃度增高時，釋氟材料能重新結(jié)合氟離子形成氟化物，補(bǔ)充內(nèi)部的氟儲存庫。再充氟后的短期內(nèi)，氟釋放可能來自停留在修復(fù)材料表面和多孔區(qū)域的氟化物，進(jìn)入材料基質(zhì)中的氟化物則可作為長期釋氟的原料［9］。以含氟窩溝封閉劑為例，它能有效保護(hù)相鄰的未封閉牙釉質(zhì)免受酸脫礦的影響，定期涂氟或使用含氟牙膏有助于材料的再充氟，長期使用可減少點(diǎn)隙窩溝齲，因此材料的再充氟能力是臨床選擇的重要參考。不同種類釋氟材料由于具有不同的基質(zhì)和填料，初始氟離子釋放能力和再充氟能力均不相同［10］。在凝結(jié)初期的24 h內(nèi)，釋氟材料快速釋放大量氟離子的過程被稱為氟的爆發(fā)效應(yīng)，爆發(fā)效應(yīng)結(jié)束后長期釋放的氟離子量主要取決于基質(zhì)的性質(zhì)。高氟基質(zhì)本身可能比低氟基質(zhì)更容易受到酸的侵蝕，釋氟量也更大［11］。只有CGIC 和RMGIC 表現(xiàn)出氟的爆發(fā)效應(yīng)，CGIC 的初始釋氟量更高，但是RMGIC 的再充氟效果更好。即使是同種釋氟材料，不同的材料特質(zhì)可能影響氟釋放，如粉液比越大，氟離子釋放量越小；機(jī)械混合兩相體系可以使材料的氟離子釋放較傳統(tǒng)手工攪拌更穩(wěn)定、充填后的釋放量更高；氟離子能在具有更高孔隙率的釋氟材料中滲透得更深，潛在的氟離子儲備量更高［2］。此外，酸堿性不同的口腔環(huán)境也會影響氟的釋放［12］。

2.2 抗菌能力

氟離子的釋放也可以干擾致齲菌的生長代謝及牙菌斑的形成，可以抑制齲病的主要病原微生物變異鏈球菌產(chǎn)酸和產(chǎn)葡聚糖。Sagmak 等［13］的研究證實(shí)多種釋氟充填材料對變異鏈球菌和嗜酸乳桿菌都有一定的抑菌作用。釋氟充填材料在聚合早期釋放大量氟離子，可在生物膜形成的初始階段抑制細(xì)菌。當(dāng)唾液中氟化物達(dá)到一定量時，菌斑中的氟離子濃度會迅速升高，氟離子進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部或結(jié)合在菌斑表面形成“氟庫”，降低菌斑的致齲能力。

2.3 力學(xué)特性

良好的力學(xué)性能是防止充填物折裂造成修復(fù)失敗的重要因素。粉液比、固化程度等因素對釋氟材料的機(jī)械性能都有一定的影響。研究表明在一定范圍內(nèi)填料體積分?jǐn)?shù)與抗彎強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系，Giomer 的抗彎強(qiáng)度顯著大于聚酸改性復(fù)合樹脂和RMGIC，粉液比的提高可以一定程度上改善機(jī)械性能，但這可能會降低材料氟化物的釋放［14］。在強(qiáng)度滿足臨床使用的情況下，應(yīng)盡可能使氟化物的含量和釋放量應(yīng)達(dá)到最大值。

2.4 抗老化能力

充填材料的力學(xué)穩(wěn)定性、邊緣封閉性是齲病治療取得長期成功的先決條件之一，如果機(jī)械載荷超過材料的負(fù)荷上限，或材料在體液浸泡下發(fā)生老化變性，可導(dǎo)致充填治療失敗。釋氟材料老化的體外研究主要采用液體浸泡老化模型，多涉及去離子水、酸性溶液及人工唾液［15］。此外還有咀嚼循環(huán)磨損實(shí)驗(yàn)、熱循環(huán)老化以及生物膜老化模型等?，F(xiàn)有研究表明，相比玻璃離子基釋氟材料，Giomer、含氟復(fù)合樹脂及其他樹脂基復(fù)合材料在30 d ～1 年的液體浸泡老化及咀嚼磨損實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出相對更穩(wěn)定的機(jī)械性能及抗生物膜形成的能力。

3 釋氟充填材料的困境與展望

目前商品化釋氟充填材料氟釋放和再充氟能力的研究已較為全面，目前的焦點(diǎn)在于如何從增強(qiáng)材料抗菌性的角度提升其防齲能力。許多學(xué)者為了加強(qiáng)釋氟材料的抗菌性，會在材料中加入抗菌成分如氯己定、抗生素等［16］。除此之外，在CGIC中加入各種天然和化學(xué)制劑也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，如加入蜂膠提取物、牙刷樹提取物、肉桂油等，對變異鏈球菌、白色念珠菌的抗菌能力有不同程度的提高，且均不影響材料的機(jī)械強(qiáng)度［17］。另外，有學(xué)者認(rèn)為長期氟離子釋放可能導(dǎo)致充填材料機(jī)械性能下降，而在材料中加入季銨鹽等非釋放性藥物進(jìn)行接觸式殺菌可以達(dá)到更理想的抗菌效果且不影響材料的機(jī)械性能［18］。

此外，盡管釋氟充填材料具有牙體組織黏附性高、牙髓刺激性小、可釋氟及再充氟等優(yōu)勢，但在機(jī)械性能及美學(xué)性能上相比復(fù)合樹脂劣勢明顯，臨床使用受到限制。目前釋氟充填材料的臨床應(yīng)用還多局限在非咬合接觸區(qū)，治療齲病時常用作“三明治技術(shù)”的襯洞、墊底劑，窩溝封閉劑和非創(chuàng)傷性修復(fù)治療材料。近年來許多學(xué)者通過在CGIC 中加入各種填料進(jìn)行改善其力學(xué)性能，羥基磷灰石（HAp）、氧化鋯、纖維、雞蛋殼粉等都被用于CGIC 改性以增強(qiáng)力學(xué)性能［19］。氧化鋯具有高強(qiáng)度、高彈性模量，力學(xué)性能較玻璃和羥基磷灰石等更為優(yōu)異，使得氧化鋯增強(qiáng)玻璃離子水門汀兼有汞合金的強(qiáng)度以及玻璃離子的護(hù)髓作用［20］。納米殼聚糖、納米氧化鋯等納米顆粒也被用于改善玻璃離子水門汀的機(jī)械強(qiáng)度。一些新型生物活性玻璃可以釋放Ca2+、PO43-和F-離子，提高微環(huán)境的pH 值，形成氟磷灰石填補(bǔ)聚合收縮產(chǎn)生的邊緣空隙，且在人工唾液中浸泡84 d 后的強(qiáng)度仍可與現(xiàn)有復(fù)合材料相似［21］。

4 小 結(jié)

釋氟充填材料臨床病例選擇時應(yīng)綜合考慮牙位、咬合力、美觀、隔濕難度、齲風(fēng)險(xiǎn)及依從性等多方因素。隨著各種納米材料、生物活性材料改性CGIC 等新材料的出現(xiàn)，釋氟充填材料在理化、機(jī)械性能及抗菌性等方面均有突破，但目前還缺乏證據(jù)性較強(qiáng)的臨床評價，未來應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究，為釋氟充填材料防齲作用的有效性提供可靠的參考。

【Author contributions】 Shou YK wrote the article. Ren B and Cheng L revised the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.