氧化性漂白劑對大鼠氟斑牙的脫色研究

林丹樂 任麗娜 邱震 瞿亞寧 李陸義 劉斌

氟斑牙是牙體發育過程中由于氟的攝入過多而導致的牙釉質發育不全[1-2]。我國多個地區是氟牙癥高發地區，氟斑牙患者數量龐大[3-4]。氟斑牙牙體顏色有明顯的變化，牙齒美白是氟斑牙患者的選擇之一。目前臨床常用的藍光催化漂白方法具有一定的局限性，漂白劑刺激性大可造成氧化損傷[5]，嚴重者可影響進食，對人眼有可能造成不可逆的傷害[6-7]；本研究通過大鼠氟斑牙，研究采用不同漂白劑(過氧化氫、二氧化氯、過氧化氫+過氧化物酶、過氧化氫+氯化鈣)進行氟斑牙脫色漂白時，對牙釉質顏色、硬度、表面結構等的影響，為進一步探索更加安全和低刺激的牙齒脫色美白方法提供更多的理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級SD大鼠4 只(蘭州獸醫研究所實驗動物中心)。 3 只為孕期大鼠， 1 只為3 周齡大鼠。

1.2 主要儀器與材料

SEM(Zeiss,GeminiSEM 300, 德國)； 數顯顯微維氏硬度計(HVS-1000ZY, 上海弘測儀器科技有限公司)； 智能磁力攪拌器(ZNCL-GS, 愛博特科技發展有限公司， 鄭州)； Vita 比色板(Vitapan, classical, 德國)； 150 mg/L NaF(天津大茂化學試劑廠); ClO2(鄭州華興化工有限公司); 辣根過氧化物酶(上海Sigma-Aldrich)； CaCl2、 30% H2O2溶液(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 大鼠氟斑牙模型建立 4 只大鼠分籠飼養。配制150 mg/L NaF水作為3 只孕期大鼠飲用水， 3 周齡大鼠飲用純凈水， 4 組均自由飲水攝食。飼養期間，孕期大鼠產下乳鼠24 只，按照上述方法繼續飼養大鼠42 d后經腹腔注射處死，拔取下頜中切牙，并挑選出其中的完整的氟斑牙共41 顆，正常牙共2 顆。

1.3.2 漂白前比色 將氟斑牙置于生理鹽水中，超聲清洗20 min，自然干燥，用Vita比色板，在相同自然光條件下，肉眼比較每顆牙齒與Vita比色板中的顏色飽和度，根據顏色分為D2(16 顆)、D3(20 顆)、D4(5 顆)3 組，正常大鼠牙為A1色，每組再分為牙齒數量盡量相等的4 個漂白組(30% H2O2組、 1% ClO2組、1% H2O2+1% CaCl2組、1% H2O2+50 U/ml辣根過氧化物酶組)，每組10～11 顆。

1.3.3 氟斑牙漂白 將上述各組分別置入離心管并標記，共12 只離心管。將30% H2O2、1% ClO2、1% H2O2+1% CaCl2、1% H2O2+50 U/ml辣根過氧化物酶4 組溶液按牙齒數量比例分別分為3組，按標記加入上述12 只離心管中。離心管37 ℃油浴，每24 h更新漂白液，共漂白7 d。因臨床中常用的漂白劑為30% H2O2，故本實驗以30% H2O2組為臨床對照組。

1.4 檢測方法

1.4.1 顏色 在氟斑牙漂白前后，在相同自然光條件下，由同一位實驗者按照牙齒比色要求快速比較牙齒唇面釉質在VITA比色板中最接近的數值，并記錄飽和度，計算漂白前后的Δ飽和度差值。

1.4.2 SEM觀察 自凝塑料包埋D2組氟斑牙，每個漂白組各1 顆，顯露唇面，依次用800 目、1 000 目、1 500 目、2 000 目碳化硅砂紙打磨至牙面呈鏡面，流水清潔，用0.3% HNO3溶液酸蝕30 s。待自然干燥后用導電膠固定于標本臺上，抽真空并鍍金，SEM(EHT=15.00 kV)觀察，選取有代表性的釉質區域拍照。

1.4.3 顯微硬度測定 自凝塑料包埋D3組氟斑牙，每個漂白組各5 顆，顯露唇面，依次用800 目、1 000 目、1 500 目、2 000 目碳化硅砂紙打磨至牙面呈鏡面，流水清潔，待自然干燥后，設置硬度計載荷50 N，載時5 s，測量菱形壓痕2 條對角線長度，儀器自動換算得出硬度數值； 每顆牙表面測試3 個點。

1.5 統計學分析

使用SPSS 24軟件，對漂白前后氟斑牙顏色飽和度的變化、空白對照組漂白后的氟斑牙顏色飽和度分別與各實驗組漂白后的氟斑牙顏色飽和度、各組漂白后顯微硬度進行獨立樣本統計分析檢驗。

2 結 果

2.1 不同漂白劑對大鼠氟斑牙的氧化脫色效應

采用不同漂白劑對大鼠氟斑牙脫色美白過程中發現(表 1)， 30% H2O2和1% H2O2+1% CaCl2組處理在漂白前后具有P<0.05的統計學差異，1% ClO2組和1% H2O2+50 U/ml辣根過氧化物酶組的漂白前后具有P<0.01的統計學差異。 1% ClO2組處理的漂白效果更為明顯，其次為1% H2O2+50 U/ml辣根過氧化物酶組和30% H2O2組，漂白效果較不明顯的是1% H2O2+1% CaCl2處理組。

漂白過程中的硬度變化如表 2。 以30% H2O2處理組為臨床對照，1% ClO2組漂白后與臨床對照組具有統計學差異(P<0.01)， 而1% H2O2+1% CaCl2組處理漂白和臨床對照組也具有統計學差異(P<0.01)，但1% H2O2+50 U/ml辣根過氧化物酶組無統計學差異(P>0.05)。

表 1 不同漂白劑對大鼠氟斑牙漂白前后顏色飽和度變化

表 2 不同漂白劑對大鼠氟斑牙漂白前后釉質硬度值變化

2.2 不同漂白劑對大鼠氟斑牙表面結構的影響

掃描電子顯微鏡圖顯示漂白時氟斑牙代表性區域的表面結構如圖 1。可見1% H2O2+50 U/ml辣根過氧化物酶(圖1A)、 30% H2O2(圖 1B)、 1% H2O2+1% CaCl2(圖 1D)處理漂白后，牙的釉質表面結構仍比較規則，形態良好，可見規律性排列的釉柱截面；而1% ClO2組(圖 1C)釉柱結構則有明顯的破壞，在圖上已不顯示典型的魚鱗狀表面結構。

3 討 論

通過比較不同漂白劑(30% H2O2、 1% ClO2、 1%

圖1 不同漂白劑對大鼠氟斑牙漂白后牙表面結構代表性區域的掃描電子顯微鏡圖 (A、 B： ×1 000； C： ×700； D： ×500)

Fig 1 Electron micrograph of typical regions of surface structure of fluorotic teeth in rats after of whitening with different bleaching agents (A、 B： ×1 000； C： ×700； D： ×500)

H2O2+1% CaCl2、 1% H2O2+50 U/ml辣根過氧化物酶)對大鼠氟斑牙漂白的結果顯示，二氧化氯漂白有更為明顯的漂白效果，通過SEM觀察發現，其對大鼠牙釉質表面結構有較明顯的損傷。二氧化氯是目前認可的安全漂白劑[8-10]，本研究結果表明四種不同漂白劑中漂白效果最明顯，因此，進一步優化二氧化氯對氟斑牙的最佳漂白濃度及其過程控制仍將是有意義的，二氧化氯的漂白濃度有可能可以適當降低(<1%)。

過氧化氫對牙齒漂白有較好的效果[11]，目前在臨床上常用藍光催化過氧化氫對氟斑牙進行漂白反應，但藍光的缺點是會對人眼造成不可逆的損傷，且成本較高[6-7]。實驗中發現通過添加少量鈣離子于過氧化氫漂白處理中，可減少對牙體硬度的損傷，這樣可以優化漂白效果。此外，添加50 U/ml辣根過氧化物酶于過氧化氫溶液的漂白處理中也取得了較好的效果。由于辣根過氧化物酶被廣泛應用于醫學診斷研究，可催化氧化還原反應，反應條件溫和，在人體溫37 ℃下即可發揮良好的催化性能，而本研究中，采用低濃度的過氧化氫在添加了過氧化物酶后達到的漂白效果優于高濃度的過氧化氫，其對釉質表面結構與牙體硬度的改變也與高濃度過氧化氫相當，因此，將來在臨床上有可能進一步以過氧化物酶替代藍光，用于氟斑牙的美白，以進一步保護患者和醫生健康。

本研究采用1% H2O2+1% CaCl2的實驗結果顯示，添加氯化鈣的漂白劑對牙齒硬度的影響較小，可能是由于氟斑牙在形成過程中釉質鈣離子明顯減少，在低濃度過氧化氫中添加氯化鈣時，鈣離子可能對氟斑牙漂白時有一定的置換作用，減少氟斑牙漂白時鈣的流失。本實驗中其漂白效果還不是非常明顯，還需進一步探索其漂白的合適濃度及其控制過程。