紫地榆对人工脱矿釉质再矿化效果的显微硬度观察

2012-01-26蓝海王毅

中成药 2012年12期

蓝海，王毅

(云南省大理学院药化学院，云南大理671000)

龋病，是在以细菌为主的多种因素影响下，牙体硬组织发生慢性进行性破坏的一种疾病，是人类的常见多发病之一，世界卫生组织将其列为危害人类疾病的第三位，仅次于癌症和心血管疾病［1］。其所引起的牙体硬组织病理改变涉及牙釉质、牙本质和牙骨质。龋病的组织病理学研究发现，无论是釉质龋、牙本质龋或牙骨质龋，都是以脱矿为主要过程的病变［2］。20世纪80年代，再矿化现象发现以后，人们逐渐认识到龋病病变是一个脱矿与再矿化的交替变化的过程［3］。脱矿与再矿化的交替进行，可看作是釉质中钙和磷酸盐移出、移近的动力学过程［4］。

1978 年，Tanizaki发现鞣酸可抑制牙本质胶原的分解阻碍牙本质龋的进程［5］。紫地榆Geranium strictipesR.Kunth为白族、彝族民间习用草药，又名赤地榆、红地榆、隔山消、万两金、地榆［6］。原植物为牻牛儿苗科老鹳草属植物，入药为其干燥根［7］，民间长期用作厌食症的治疗，同时具有消炎、止痢和收敛的功效。研究发现，紫地榆含有大量的鞣酸，且具有抗酸防龋作用［8］。

本实验通过对再矿化后的离体牛切牙进行显微硬度测定，比较天然药物紫地榆与化学制剂氟化钠(NaF)、氯化镧(LaCl3)对牙齿再矿化的影响，以期为防龋天然药物的进一步开发和利用提供一定的实验依据。

1 材料与方法

1.1 药品试剂KCl、HAC、NaCl、CaCl2、NaH2PO4、Na2S、Urea、KOH、CH3CH2OH、NaF、LaCl3均为分析纯;紫地榆药材。

1.2 仪器设备pHS-25C数字酸度计(上海鹏顺科学仪器有限公司);E-201-C型pH复合电极(上海精密科学仪器有限公司);YMP-2B金相试样磨抛机(苏州欧卡精密光学仪器有限公司);ZXQ-1全自动金相镶嵌机(上海纬维电子科技有限公司);402MVD型自动转塔数显显微硬度仪(依工测试测量仪器上海有限公司);电子天平(波特乐-托利多仪器有限公司);SY5200DH超声波清洗器(上海声源超声波仪器设备有限公司);80-2台式低速离心机(上海医疗器械集团有限公司手术器械厂);旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司);303-A-I型电热恒温培养箱(萧山永发电器有限公司，湖南实验仪器厂);JC101型电热鼓风干燥箱(上海成顺仪器仪表有限公司，南通嘉程仪器有限公司)。

1.3 材料处理

1.3.1 标本制备市场购买新鲜拔出的牛切牙60颗，去除牙根、软组织，用去离子水加压将冠髓冲洗干净，用YMP-2B金相试样磨抛机去除釉质表面的色素菌斑，用0.9%的生理盐水超声清洗40 min，置于生理盐水－4℃冰箱中保存备用。

1.3.2 试液提取紫地榆采购于云南大理集盛堂大药房，经大理学院生药学马晓匡教授鉴定为正品。将紫地榆药材洗净置80℃干燥至恒质量，粉碎成粉末，准确称取20 g于干净烧杯中，加200 mL无水乙醇超声提取40 min，离心收集上清液，用旋转蒸发仪浓缩成浸膏，把浸膏用200 mL去离子水溶解，即为紫地榆乙醇提取物。

1.4 脱矿脱矿液的制备:0.15 mol/L的KCl，用HAc调节pH至4.00。将制备好的牛切牙标本浸入100 mL脱矿液中，在37℃培养箱内放置10 d，每5 d更换1次脱矿液。

用ZXQ—1全自动金相镶嵌机将脱矿后牛切牙的标本固定于镶嵌粉中，露出完好的牙釉质。用402MVD型自动转塔数显显微硬度仪在正压力为200 g的条件下测定上述标本硬度，每个标本测定3次，取其平均值。选取硬度在314 kg/mm2左右的32颗牛切牙标本作为实验样本。

1.5 再矿化将以上所选32颗牛切牙脱矿牙釉质标本随机分为4组，每组8颗。经配对t检验分析，P＞0.05，无统计学差异。其中，A组用20 mg/L NaF溶液进行再矿化处理，每颗牛切牙标本每次用棉签蘸取20 mg/L NaF溶液涂抹于牙釉质1 min，1 d涂抹4次(每隔3h处理1次);其余B，C，D 3组分别用0.5 g/L LaCl3溶液、100 mg/mL紫地榆乙醇提取物、去离子水作再矿化处理，方法同上。每次再矿化处理完毕，各组均再用酸性人工唾液涂抹于牙釉质1 min，以模拟口腔再矿化处理程序［9］。

再矿化处理14 d后，用402MVD型自动转塔数显显微硬度仪在正压力为200 g的条件下测定各组牛切牙标本硬度，每个标本测定3次，取平均值。

1.6 统计分析对各组测得数据进行配对t检验分析。

2 结果

经NaF(A组)、LaCl3(B组)、紫地榆乙醇提取物(C组)处理后，各组牙釉质表层显微硬度平均值均明显高于再矿化前(P＜0.01);去离子水对照组(D组)牙釉质表层显微硬度平均值与再矿化前相比无明显变化(P＞0.05)。这一结果表明NaF、LaCl3、紫地榆乙醇提取物都有促进脱矿牛切牙釉质再矿化的作用。见表1。

表1 各组再矿化前后牙釉质表层显微硬度平均值(±s，n=3)

注:与脱矿后比较，*P＜0.01，＊＊P＞0.05。

组别脱矿后/(kg·mm－2)再脱矿化后/(kg·mm－2)A组314.7±2.0 343.6±2.3*B组313.6±2.2 358.4±3.0*C组314.0±2.7 335.6±2.4*D组313.9±2.9 315.9±2.0＊＊

再矿化后，A，B两组间牙釉质表层显微硬度平均值比较P＜0.01;A，C两组间牙釉质表层显微硬度平均值比较P＜0.01;B，C两组间牙釉质表层显微硬度平均值比较P＜0.01，均有显著差异。且A，B，C各组牙釉质表层显微硬度平均值与D组比较，都有P＜0.01，也有显著差异。证明各组数据都具有统计学意义。

3 讨论

目前，氟化钠作为主要的防龋药物，已得到人们的认可。其防龋机制主要包括对牙的作用和对细菌的作用两大方面。对牙的作用包括:影响牙形态，使牙更易自洁而增强抗龋能力;降低釉质溶解度促进釉质再矿化。对细菌的作用包括:影响细菌生长，影响细菌糖代谢，影响大分子合成。由于氟浓度的稳定性，氟化钠的毒性、亚毒性，以及耐氟菌的出现等问题尚待解决，导致氟化钠的应用受到限制，只能保持在20 mg/L的低浓度安全防龋范围。

和氟化钠相比，氯化镧不仅具备了抑制至龋菌繁殖、黏附、产酸，改变牙菌斑pH值提高牙齿抗酸蚀能力的作用功效［10］;同时还具有毒性小，不蓄积，使牙釉柱变粗壮，明显升高牙质硬度等优点［11］。附着于牙釉质表面的La3+可直接取代脱矿过程中釉质晶格内所离失的Ca2+，以增加牙釉质的再矿化程度。但研究表明，氯化镧的抗酸防龋能力明显不及氟化钠，且预防釉质龋需要高于0.5 g/L质量浓度的氯化镧溶液［12］。

紫地榆不同溶剂提取物的抗酸作用不同，乙醇提取物的抗酸作用最强，因此本实验对所用紫地榆进行乙醇提取。紫地榆含有大量鞣酸，对氟化钠与紫地榆抗酸防龋功能进行动力学比较可知，100 mg/mL紫地榆水提物抗酸防龋功能明显强于20 mg/L氟化钠［13］。早期人工龋的防治主要包括减少酸脱矿和促进再矿化两个层面。一方面紫地榆中的鞣酸和牙釉质中的Ca2+结合为一种坚硬的物质——鞣酸钙沉积在釉质表面;另一方面可能是鞣酸与釉质中的有机质和钙结合形成不溶性的复合物促进再矿化。另外，酸脱矿发生的釉质龋，蛋白不会丢失，紫地榆可能还会和牙釉质中的蛋白结合生成不溶性的物质。所以，紫地榆对牙釉质的抗酸保护作用强，而对再矿化的影响不及氟化钠、氯化镧等化学试剂所直接引发的离子取代及补给。影响牙釉质硬度值改变的具体作用物质还有待进一步研究确定。

本实验采用表面显微硬度测试(Surface microhardne，SMH)。其原理是，测试时，压头垂直压向脱矿标本的自然表面，停留一定时间，使标本产生永久性变形，用显微镜测出压痕的尺寸。该方法不仅能够提供矿物质损失与获得的间接证据，其结果还与釉质标本测试区下方的矿物含量明显相关，可指明矿物的分部轮廓。因此，广泛应用于牙齿釉质脱矿与再矿化的研究［14］。但存在以下缺点:结果只能定性;需要一个平坦的测试面;龋损的形状，矿物质的再分布情况等因素可能影响测试结果;只有在一定的龋损深度范围内，压痕的长度与龋损深度才呈线性相关关系［15］。以上因素可能会给实验带来一定影响，实验过程中，测试平面的人工打磨尽可能保持一致，确保矿物含量在同一水平，以减少人为误差。

实验结果显示，经氟化钠、氯化镧、紫地榆乙醇提取物再矿化处理后的牙釉质表层显微硬度都明显增加，证明氟化钠、氯化镧、紫地榆乙醇提取物都有促进脱矿釉质再矿化的效用，作用由强到弱的顺序依次为氯化镧＞氟化钠＞紫地榆乙醇提取物。天然植物药防龋的研究具有鲜明的地域特性。天然药物紫地榆乙醇提取物对牙体硬组织的再矿化有显著的促进作用，其促进再矿化的作用虽不及预防龋齿最常用的药物氟化钠和氯化镧，但却具有天然药物所特有的安全性，且广泛分布于云南省境内，原药资源丰富，有进一步研究与开发的价值。

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