鈦合金和鈷鉻合金表面細菌黏附的實驗研究

梁崢嶸

（上海市同仁醫院口腔科，上海 200336）

鈦合金和鈷鉻合金表面細菌黏附的實驗研究

梁崢嶸

（上海市同仁醫院口腔科，上海 200336）

目的比較鈦合金（Ti-6Al-4V）和鈷鉻合金（Chromium-Cobalt alloy）表面口腔變形鏈球菌黏附能力的大小，研究表面粗糙度與細菌黏附的關系。方法將不同表面粗糙度的鈦合金和鈷鉻合金試件進行變形鏈球菌體外黏附試驗，采用菌落形成計數法測定試件表面的細菌黏附量。結果鈦合金組的細菌黏附量少于鈷鉻合金組。二者的細菌黏附量均隨表面粗糙度的增大而增加。結論鈦合金較鈷鉻合金更利于減少由細菌引起的并發癥，同時修復體表面嚴格的研磨拋光也能有效減少由細菌引起的并發癥。

鈦合金；細菌黏附；表面粗糙度

近年來，各種新型口腔修復材料被開發、應用，鈦合金由于良好的生物相容性、抗腐蝕性和機械性能，且化學性能穩定、價格便宜，得到越來越廣泛應用，是目前非常具有發展前途的口腔修復材料[1-2]。研究表明：由細菌引起基牙齲壞、牙周炎以及口腔組織炎是義齒修復后的常見并發癥，常導致修復失敗。因此修復材料表面的細菌滯留能力受到眾多的關注。因此，本研究對不同表面粗糙度的鈦合金和鈷鉻合金表面變形鏈球菌的黏附能力進行了研究，以分析鈦合金在細菌黏附方面是否優于傳統的鈷鉻合金。

1 材料與方法

1.1 試件制作：分別切割鈦合金和鈷鉻合金為15 mm×8 mm×2 mm的試件72件，試件各分為三組A、B、C每組24件。A組的兩種金屬試件用600目的沙紙打磨，B組的種金屬試件用600、800、1000目的沙紙打磨，C組的兩種金屬試件用600、800、1000、1200、1500目的沙紙打磨，最后均用輪拋光。

1.2 實驗菌株和培養條件：①實驗菌株：變形鏈球菌（S mutans ATCC10449）（上海市口腔醫學研究所微生物實驗室保存）。②菌株培養基：牛心、腦浸液瓊脂平板及牛心、腦浸液培養基。③菌株培養條件：95% N、25% CO2，37 ℃。

1.3 細菌黏附實驗：取保存的變形鏈球菌（ATCC10449）接種于100 mL牛心、腦浸液培養基中，5%CO2、95%N2，37 ℃培養18 h。取出增菌后的培養基，離心15 min，棄上清液。沉淀細菌用1 mol/L PBS洗滌，再次離心15 min，重復3次。沉淀細菌再次用1 mol/L PBS稀釋，直到細菌濃度至A540nm=1.0。將鈦合金組A、B、C，鈷鉻合金A、B、C組試件置于六份相同體積的牛心、腦浸液培養基中，并放入相同體積的實驗菌液，封口后在5% CO2、95% N2，37 ℃環境中培養。

1.4 菌落形成單位（CFU）計數：培養24、48、168 h后，從每組中分別取出8個試件進行CFU計數。沖洗表面后將各試件分別放入1 mL無菌PBS液中超聲洗滌l min，洗滌液行10倍系列稀釋，選擇能準確計數的最佳稀釋度樣液10 μL滴于瓊脂平板表面，均勻涂布后培養48 h后進行菌落形成單位計數。

1.5 統計分析：采用SAS軟件對菌落形成單位數進行統計分析。

2 結 果

2.1 培養24、48、168 h后試驗結果分別見表1～3。

表1 培養24 h后試件表面細菌黏附結果（×CFU/mL）

表2 培養48 h后試件表面細菌黏附結果（×CFU/mL）

2.2 統計分析結果

2.2.1 培養24 h，細菌黏附量：鈦合金A組＞鈷鉻合金A組，鈦合金B組＞鈷鉻合金B組，鈦合金C組＞鈷鉻合金C組，差別均有高度統計學意義（P＜0.01）；培養48 h和168 h，細菌黏附量均為：鈦合金A組＞鈷鉻合金A組，鈦合金B組＞鈷鉻合金B組，鈦合金C組＞鈷鉻合金C組，差別均有高度統計學意義（P＜0.01）。

表3 培養168 h后試件表面細菌黏附結果（×CFU/mL）

2.2.2 培養24 h，細菌黏附量：鈦合金A組＞鈦合金B組＞鈦合金C組，差別均有統計意義（P＜0.05）；鈷鉻合金A組＞鈷鉻合金B組＞鈷鉻合金C組，差別亦均有統計意義（P＜0.05）。同樣，培養48 h和168 h后，鈦合金A組＞鈦合金B組＞鈦合金C組，別差別均有統計意義（P＜0.05）；鈷鉻合金A組＞鈷鉻合金B組＞鈷鉻合金C組，差別亦均有統計意義（P＜0.05）。

3 討 論

3.1 細菌黏附對口腔修復體療效的影響：修復體表面的細菌黏附能引發齲病、義齒性口炎、牙周病等常見并發癥。材料的細菌黏附是指細菌與材料表面特異性結合。對機體及生物材料的黏附性能是所有細菌的普通性能之一[3]。口腔內的變形鏈球菌這一性能尤其突出，吸附在黏膜上、牙齒表面、口腔修復材料表面，導致齲齒，牙周病等口腔疾病。本研究采用了菌落形成單位計數法來研究細菌的黏附能力，該方法準確、經濟、操作簡單。

3.2 合金種類對細菌黏附性能的影響：本實驗采用的對應實驗組試件在粗糙度及所處顯示環境均嚴格控制，因此，材料種類的不同成為唯一影響因素。試驗結果：培養24 h后，各組鈦合金的細菌黏附量均小于對應表面粗糙度鈷鉻合金[4]；同樣，培養48、168 h后，各組鈦合金的細菌黏附量亦均小于對應表面粗糙度鈷鉻合金。結果表明鈦合金表面細菌黏附量低于鈷鉻合金，同時提示鈦合金修復體較鈷鉻合金修復體更能有效的控制細菌引起的并發癥。

3.3 表面粗糙度對細菌黏附的影響：表面粗糙度是口腔修復材料表面細菌黏附的重要影響因素[5]。本研究顯示：在培養24、48、168 h后，鈦合金和鈷鉻合金表面的細菌黏附量均與表面粗糙度呈正相關。因此，在臨床口腔修復中，一定要嚴格研磨拋光修復體，以最大限度的降低修復體表面的細菌黏附量。

[1]Sardin S,Morrier JJ,Benay G,et al.In vitro streptococcal adherence on prosthetic and implant materials.Interactions with physicochemical surface properties[J].Oral Rehabil,2004,31(2):140-148.

[2]Grivet M,Morrier JJ,Benay G,et al.Effect of hydrophobicity on in vitro streptococcal adhesion to dental alloys[J].Mater Sci Mater Med,2000,11(10):637-642.

[3]Zhang F,Zhu M,She W.A study on the cariogenic bacteria of plaque on abutment teeth of casting and wrought wire clasp removable partial dentures[J].Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi,1999,34(1):373-9.

[4]陳治清.口腔材料學[M].2版.北京:人民為生出版社,2001.

[5]劉正.口腔生物學[M].2版.北京:人民為生出版社,2003.

Adhesion of Oral Microorganisms on Ti-6Al-4V Alloy and Chromium-Cobalt Alloy

LIANG Zheng-rong
(Department of Stomatology, Tongren Hospital of Shanghai, Shanghai 200336, China)

ObjectiveThis study compared the adhesion of oral streptococcus mutans to Ti-6Al-4V alloy and Chromium-Cobalt alloy in vitro, and studied the correlation between surface roughness and bacteria adhesion.MethodsThe quantification of the attached bacteria on the surfaces of the material was assayed by means of clone forming unit (CFU)method 24, 48, 168 hours after the bacteria were seeded onto the Ti-6Al-4V alloys and Chromium-Cobalt alloys of the different surface roughness.ResultThe quantification of the attached bacteria on the surfaces of Ti-6Al-4V alloy is more than Chromium-Cobalt alloy with the increans of roughness, bacteria adhered on two kinds of sample improved in amount.ConclusionCompared with Chromium-Cobalt alloy, Ti-6Al-4V alloy can decrease the complication caused by attached bacteria, further more, grinding and polishing the surface of the prothesis can reduce the complication caused by attached bacteria.

Ti-6Al-4V alloy; Bacterial adhesion; Surface roughness

R-33

B

1671-8194（2015）07-0038-02