貝哥仕促進釉質再礦化的體外研究

俞曉峰， 盧友光， 陳 舟， 李 多， 陳小華

釉質早期齲臨床上主要表現為齲白斑：牙釉質表面外形完整，但光澤消失且呈白堊色變。臨床上通過去除牙釉質表面的菌斑、軟垢等異物并維持口腔衛生，齲白斑在唾液的作用下緩慢再礦化[1-2]。但唾液中鈣和磷含量較低，再礦化作用緩慢，尤其是在牙列不齊、佩戴矯治器等情況下，口腔菌斑難以徹底清除，齲白斑進一步脫礦，齲洞形成。因此，早期發現齲白斑并積極干預，防止齲病進一步發展，具有重要的臨床意義[3]。目前用于促進釉質再礦化的材料種類及方法均較多，其中氟化物的效果值得肯定，但其也有導致氟骨癥、急性氟中毒等毒副作用[4-6]。生物活性玻璃是一類由SiO2，P2O5，CaO和Na2O等無機化合物組成的材料，生物學活性和生物相容性極佳，能對機體組織進行修復、替代和再生，廣泛應用于口腔醫學的各個領域[7-8]。貝哥仕(Bgfrsh)是第二代溶膠工藝微納米生物活性玻璃材料，主要用于牙齒脫敏。本研究使用貝哥仕和多樂氟處理脫礦釉質表面，通過掃描電鏡和維氏硬度計觀察脫礦前后及再礦化處理后釉質的表面形態和表面顯微硬度(surface microhardness，SMH)的變化，進而評估兩種材料在促進釉質再礦化方面的性能，尋找更安全有效的治療釉質早期齲的方法。

1 材料與方法

1.1材料和儀器 貝哥仕(Bgfrsh，規格：20 g，東莞市鴻元醫藥科技有限公司)；氟化鈉護齒劑(Duraphat，NaF含量：50 mg/mL，批號：218784，廣州高露潔棕欖有限公司)；離體前磨牙；人工唾液(配方采用 ISO/TR10271:1993標準)；脫礦液[50 mmol/L醋酸、2.2 mmol/L Ca(NO3)2、2.2 mmol/L KH2PO4、1.0 mmol/L NaN3、0.1 mmol/L NaF，pH=4.5]。維氏硬度計(HV-1000Z型，深圳三諾儀器設備有限公司)；掃描電鏡(SEM，SU-8010型，日本日立公司)；電熱恒溫水槽(DK-450B型，上海森信實驗儀器有限公司)；牙科顯微鏡(M320，德國萊卡微系統有限公司)。

1.2方法

1.2.1標本選擇 收集因正畸需要而拔除的前磨牙(均簽署知情同意書)。于牙科顯微鏡下觀察，選取牙冠表面完整、顏色正常、無齲壞、脫礦、裂痕的牙齒34顆，洗凈后放置在裝有人工唾液的試管中，37 ℃恒溫水浴備用。實驗前超聲清洗、干燥，使用無氟拋光膏對釉質表面進行拋光，在每顆牙唇側中央區域設定4 mm×4 mm的開窗區，開窗區外均涂兩層抗酸指甲油。

1.2.2脫礦前SMH測定及SEM檢查 采用維氏硬度計(載荷100 g)分別測定每顆牙釉質表面開窗區的SMH，每個標本均分散測定3個點，取平均值，記為SMH0。隨機抽取2顆，經脫水、干燥、真空噴金后，于SEM下觀察脫礦前的表面形態。

1.2.3人工早期齲形成、SEM觀察及SMH測定

將余下的32顆前磨牙標本放入盛有人工脫礦溶液的玻璃試管中(釉質表面面積與溶液的比率為2 mm2/mL)，旋緊蓋子，置于37 ℃恒溫水浴箱中，連續浸泡3 d，用大量去離子水沖洗釉質塊，吹干后表面見白堊色，即人工早期齲形成[9]。從中隨機抽取2顆，脫水干燥真空噴金后于SEM下觀察釉質表面形態改變，使用顯微硬度儀再次測量釉質SMH，記為SMH1。

1.2.4分組 將剩余的30顆前磨牙隨機分為3組，A組空白對照組，B組貝哥仕組，C組多樂氟組，每組10個樣本。單因素方差分析表明，3組的SMH值兩兩比較差別均無統計學意義(表1)。

1.2.5再礦化實驗 A組不做特殊處理；B組使用貝哥仕在每個樣本表面敷5 min，用去離子水沖洗干凈后浸泡于37 ℃人工唾液中，每隔12 h重復1次上述步驟，連續進行12 d；C組使用多樂氟涂抹每顆牙開窗區，12 h后去除薄膜。3組于實驗操作外的時間均置于人工唾液中，37 ℃恒溫保存，每天換液1次。

1.2.6再礦化實驗后SMH測定及SEM觀察 連續浸泡處理12 d后再次測量SMH，記為SMH2。并按照公式計算表面顯微硬度恢復率(SMHR%)[10]。各組隨機抽取2顆，于SEM下觀察再礦化后釉質的表面形態。

SMHR%=(SMH2-SMH1)/(SMH0-SMH1)×100%

2 結 果

2.1SEM下觀察釉質表面形態的改變 脫礦前釉質表面形態完整、均勻、致密，表面少量磨痕(圖1A)；高倍鏡下磷灰石晶體清晰致密(圖1B)。脫礦后釉質表面可見大量孔隙(圖1C)；高倍鏡下磷灰石晶體間大量蜂窩狀疏松孔隙(圖1D，箭頭示)。經多樂氟再礦化處理后，釉質表面結構較平整、致密(圖1E)；高倍鏡下可見大量大小不一的六邊形、小球形晶體沉積覆蓋，致密(圖1F，箭頭示)。經貝哥仕再礦化處理后，釉質表面較粗糙，大量不規則物質沉積(圖1G)；高倍鏡下見大量顆粒狀結晶沉積覆蓋，結構致密，無明顯孔隙(圖1H)。經人工唾液再礦化處理后，釉質表面見礦物質沉積，但結構較疏松多孔(圖1I)；高倍鏡下見大小不一的顆粒物沉積，但結構較疏松多孔(圖1J，箭頭示)。

2.2SMH測量 3組樣本在脫礦前后、再礦化后的SMH值見表1。單因素方差分析表明，脫礦前各組SMH兩兩比較差別無統計學意義(P>0.05)；脫礦后SMH均大幅度下降，與其脫礦前比較，SMH顯著降低(P<0.05)，但組間兩兩比較差別無統計學意義(P>0.05)。經再礦化處理后，SMH較脫礦后明顯升高(P<0.05)，但均未恢復到脫礦前水平(P<0.05)；組間兩兩比較，SMH恢復率貝哥仕組最高，與多樂氟組比較，差別無統計學意義(P>0.05)，但與對照組比較，差別有統計學意義(P<0.05)。

表1 各組脫礦前后、再礦化后SMH比較

3 討 論

齲病是嚴重影響人類健康的第三大疾病(僅次于癌癥和心血管疾病)，其本質是一種牙體硬組織慢性進行性破壞的細菌感染性疾病。健康狀況下，釉質表面無機物在口腔唾液環境中處于脫礦-再礦化的動態平衡狀態，從而維持牙釉質表面的完整。當各種原因使致病核心微生物組數量增加時，牙菌斑代謝產酸增多致使脫礦速度加快，打破了無機物代謝平衡狀態，從而形成釉質早期齲，即齲白斑[11]。此時若各種因素導致產酸減少或消失，唾液里的無機離子可緩慢滲透牙釉質，再礦化作用占優勢，齲白斑逐漸消失。再輔以一些促進再礦化的方法，可以明顯加快再礦化速度，增強其再礦化效果。不同的方法促進再礦化的原理不同，效果也不一。氟制劑較早被發現應用，因具有較好的療效成為臨床常用制劑，經常作為各種新型材料促進再礦化能力的對照物[12]。氟化物促進再礦化的機制是氟離子能夠置換羥基磷灰石中的羥基等基團，形成酸性環境下不易溶解的氟磷灰石；同時氟離子與牙體組織中的鈣結合形成氟化鈣沉淀，迅速沉積在脫礦表層，阻礙再礦化的深入。本實驗中多樂氟處理脫礦的牙釉質，釉質表面沉積了大量致密物質，說明多樂氟有較好的促進脫礦釉質再礦化的能力，但SMH值顯示再礦化強度未達到釉質脫礦前水平，可能是表層礦化過快，阻止礦物質進一步深入，使得表層下脫礦組織未能完全再礦化。

生物活性玻璃是一類含有生物活性分子的無機物，隨著制備工藝的改進，其在生物醫療領域的應用越發廣泛[13-14]。貝哥仕是采用凝膠溶膠工藝制備而成的微納米生物活性玻璃，其粒徑更小，具有更強的黏附力、更易進入脫礦孔隙內形成較深的礦化層。王尹等實驗得出，2%生物活性玻璃溶液促進脫礦釉質再礦化效果優于2%氟化鈉溶液和人工唾液[15]。Bakry等[16]研究認為，生物活性玻璃(45S5)針對脫礦釉質的再礦化效果優于氟化物凝膠。Milly等[17]發現，生物活性玻璃溶液對脫礦釉質再礦化的效果優于其糊劑。隋曉玲等研究認為，其再礦化能力與GC護牙素相當，但不及1%氟化鈉溶液[10]。生物活性玻璃促進釉質再礦化的主要機制是其有效成分硅磷酸鈣鈉遇水或唾液后鈉離子釋放，與唾液中氫離子交換，使局部pH值升高，顆粒中鈣磷離子釋放，局部弱堿環境有利于形成類羥基磷灰石，從而促進再礦化[18]。生物活性玻璃促進脫礦釉質再礦化的深度與其制作工藝、濃度、鈣磷比、硅含量等諸多因素相關：在一定的鈣磷濃度范圍內，再礦化深度隨著鈣磷濃度的增加而增加，到達一定濃度范圍后，形成的類羥基磷灰石沉積在牙釉質表面，阻礙鈣磷離子進一步深入。方謙等[19-20]研究認為，質量分數為6%的生物活性玻璃溶液對早期人工釉質齲再礦化作用最佳，再礦化效果與多樂氟相當。除了再礦化制劑，釉質本身間隙的大小、礦化的程度等狀況也和再礦化效果有關。本實驗對釉質脫礦前后及再礦化后的SMH進行檢測，并用統計學方法檢驗控制釉質本身狀況對實驗結果的影響，結果相對可靠。經貝哥仕處理后的脫礦牙釉質在高倍鏡下可見釉質表面有大量顆粒狀結晶沉積覆蓋，結構致密，無明顯孔隙，且SMH值較脫礦前明顯增高，與多樂氟組差別無統計學意義，說明再礦化能力與多樂氟相當，SMH值也未能達到脫礦前水平，推測可能是貝哥仕濃度過高(10%)，在釉質表面較快地形成了大量的類礦物質，妨礙了鈣磷等離子的進一步深入，致使深部再礦化不全，SMH未能達到脫礦前水平。

綜上所述，貝哥仕和多樂氟都能不同程度的促進脫礦釉質再礦化，且二者的功效相當，但是再礦化深度、耐酸能力、持久性、表明光滑度等有待進一步研究。