牙齿再矿化及其模型概述

郗红 王亚斐 闫胜男 王贺 赵旭 孙莹 石磊

【摘要】再矿化是龋病治疗的新方法，在再矿化的研究过程中，我们会使用到一些再矿化模型。本文就对再矿化模型进行了综述，包括非龋损模型，原位模型，根面龋模型等等。

【关键词】再矿化模型；非龋损模型；原位模型

【中图分类号】R722.12 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)07-0064-01

前言

龋病是口腔科临床上的常见病多发病，被世界卫生组织列为人类重点防治的三大非传染性疾病之一，我国龋病发病率一直很高，其治疗一直是口腔科研工作者研究的热点。目前，临床上一般采用充填龋洞的方法治疗龋病，但是由于所用的材料在组成结构上与牙齿本身的结构相差甚远，再矿化的研究成为大家的焦点。龋损是由无数次的脱矿和再矿化交替作用的结果，而不是一个单向的脱矿过程，再矿化是指部分溶解的晶体被来源于溶液中的钙磷离子沉积而被修复的过程。因此，再矿化是对抗致龋因素攻击的一个很重要的自然修复过程，它不但可以维持牙齿硬组织矿物质丢失与再沉积之间的平衡，而且还可以促进龋损的修复或愈合。大量的临床实验证明，早期龋损可以通过再矿化来进行修复，并且在正常人的口腔内发生着再矿化现象。与此同时，各种各样的防龋制剂也应运而生，包括氟化物，不定形磷酸钙，中药，木糖醇等等，其中研究最为广泛的是氟化物，其防龋机制主要为阻止牙齿脱矿，促进早期龋损的再矿化。

在ICNARA 2会议期间，举行了一个关于再矿化模型的研讨会。小组讨论充分考虑到了再矿化模型的重要性，是否在原位模型设计中建立一个标准，有哪些必要特征是应该在原位矿化模型或者其他模型中的，而且测定再矿化的新方法也应该尽快制定。这篇文章综述了这个讨论会的大致内容。在原位实验模型设计中应该全面的考虑到龋病病变过程中的不同方面，然而有一些必需的特点要包含在实验设计中。也研究了一系列其它的龋病模型，包括非龋损病变的研究，正畸治疗中白垩色斑点的研究，为了形成更标准的病变而设计的菌斑滞留模型的研究，以及根面龋的研究。小组也讨论了量化再矿化效果的很多新方法，但是在应用于临床之前需要经过一定的验证。

再矿化是一个矿物质再沉积的过程，我们可以通过体外模型，原位模型，其他的龋坏模型，以及随机对照临床试验来研究其过程。最终，希望能够为新的再矿化方法提供强大的理论支持。原位模型可以为龋病临床试验设计提供参考，而且对研究龋病机理也有一定帮助。当临床数据能够支持这些模型时，原位模型和其它龋病模型可以代替大规模随机可控的龋病临床试验，比如说，当氟化物使用剂量效应在模型中跟在随机可控临床试验中形成的数据一致时，就可以用模型代替临床试验了。

原位模型

随着使用硬组织基底的不同，原位实验也是变化的，各种不同的口内位点，不同的暴露周期，和口外状况，还有正畸托槽的使用促进了牙菌斑的滞留，以及使用各种矿物质的量化方法。原位龋病模型的多变之前已报道过［1］，在原位实验中不可能有万能的方法，所以有一系列的模型来验证不同的研究设想，但原位模型中应该包含一些本身应该存在的特点。

对照模型

所有的原位实验研究必须含有相应的对照组，可能的条件下，实验就应该有一个阳性以及一个阴性实验组。对于大多数评估再矿化新方法的原位实验研究来说，阳性实验组是一个含氟的产品组。当测试漂洗剂和牙膏时，也应该选择相应的临床上验证过的含氟产品作为阳性组。众所周知，在很多情况下，要求含有含氟组产品是不太可能的，就像原位实验中的无糖口香糖一样。而且，原位实验模型还因该能够区分出含不同氟浓度的产品的不同效果，比如说，当氟浓度分别为250， 1,100， 以及2，800 ppm时，是否有不同的效果。在所有的实验过程中，我们必须要保证参与实验者的其它条件基本一致。

样本大小，随机化，以及交叉

原位实验中的参加者人数至少要达到150人以上，当然也有一些实验报道由于一些实际原因并没有达到这样的数目。在很多实验中，为了提高研究的影响力，包含有很多参数在其中，包括基底，饮食，生物膜形成以及口内作用位点等等。而且，对此进行一个统计方面的评估也是很有必要的，ISO 14155以及ICH E9标准为此提供了一个参考指导。随机化的交叉设计也有很大的影响力，在此实验设计中也被推荐。

硬组织基底

通常，在脱矿和再矿化实验中我们会使用天然釉质作为原位实验中的基底，之前有学者对釉质的来源，储存，以及准备进行了综述。为了提高模型的准确性以及脱矿和再矿化动态过程的更好研究，越来越多的模型使用实验室制作出的釉质样本，它的表面是完整的，但是表层下有脱矿的病变区［2］。这个病变部分可以分成两部分，一半用来提供口腔内部的应用，另一部分作为脱矿的基础对照。最近，对基础对照的特点定义的重要性也被报道过。因此，对实验研究中病变定义进行统一化规定是很有必要的，而且还要包括病变矿物质含量发生相关改变。

有学者已经对在原位实验模型中使用牙本质作为硬组织基底进行了综述［3］，但是其与牙釉质的对比研究却鲜见报道。随着人口老龄化，根面龋的发病率在逐渐增加，因此以牙本质作为基底的研究也变得越来越重要。有很多实验研究之所以使用牙本质作为基底有几个原因：清洁和消毒方法，活力状态，类型（根部或冠部），表面有无牙骨质以及牙本质小管。自从牙本质可以脱水从而导致材料收缩之后，通过横断显微照相技术来分析牙本质遇到了很多技术难题。在原位模型中牙本质的使用不能刺激根面龋的很多方面，在原位实验中使用牙本质作为硬组织基底能够在脱矿和再矿化过程中提供很多有价值的信息［4］。

生物膜形成

口腔内部表面一般都有一层生物膜覆盖，因此，牙齿脱矿和再矿化的过程应该在生物膜存在的情况下进行研究。Pitts NB等学者在口腔黏膜和牙菌斑中可以发现一系列的细菌，这些细菌借助生物膜附着在牙齿表面。它们能够分解饮食中的碳水化合物从而产酸，这就会导致釉质的脱矿，一些抗菌药物的使用可以控制牙菌斑的发展。之前有报道，CPP-ACP钙磷复合体能够抑制牙菌斑的形成。CPP-ACP主要通过它的缓冲能力来中和细菌分解产生的酸，它的优势体现在它是自然地抗菌药物，没有抗生素的一些缺点。在细菌和薄膜表面，存在有疏水键和氢键。CPP-ACP结合到牙菌斑表面可以使得正畸时钙和磷的水平增加，能分别增加118和57%。在牙菌斑水平，CPP-ACP可以作为钙离子和磷酸根的一个储存库，能够使得钙离子和磷酸根扩散到牙釉质中，从而促进再矿化。因为研究有了很多不同的假想，所以促进生物膜形成的方法还不能确定，不能說生物膜就要一定存在。生物膜的厚度在脱矿和再矿化研究的过程中是一个重要的变量。

饮食

在原位实验研究中，碳水化合物是一个重要的变量。这个在实验中可以没有，或者由参与者的正常饮食来提供。如果没有碳水化合物，这个模型就不能体现活跃龋齿的动态变化，但是依旧可以在致龋因素去除时病变区的改变方面具有参考价值。这个就充分模仿了去除正畸托槽后牙齿表面的临床情况。然而，这依旧存在着参与者的可行性问题以及长期的顺从性的问题。

侵蚀

对于酸蚀表面的再矿化是原位模型的另一个重要应用。因为通常口腔中的牙齿是收到酸的作用才会发生脱矿，所以研究再矿化模型时，应该对牙齿表明进行酸蚀，才会更能体现再矿化的意义。

其它龋病模型

除了本篇文章中提到的，还有一些其它的龋病模型也可能会对再矿化效果起到一定的作用。

评估非龋损病变的研究

ICDAS II标准考虑到非龋损病变的基底的情况，如果使用ICDAS II标准而非传统的肉眼观白垩色病变的话，实验时间至少要有12个月，但是如果有新的参数的话，这个时间段可以适当减少，而且在预测长期效果中这个方法的正确性就可以确定了。

非龋损的病变模型

对于再矿化，目前纳米技术在其中的应用也很广泛且有效。有学者报道，碳酸钙或磷灰石的纳米粒子可能作为钙离子和磷酸根的储存库，来维持局部离子相对于釉质的过饱和状态，这样能够使钙离子和磷酸根在脱矿部位进行沉积，从而促进釉质缺损外层的再矿化，然而，高度矿化的表层会抑制矿物质离子扩散入病损体部。目前为止，还没有报道过使用纳米级的磷灰石或碳酸钙来进行龋损整个病损部位的再矿化研究，特别是原子水平上的作用机制仍是很多学者讨论研究的对象。对于纳米羟基磷灰石在体内是否有再矿化作用，以及再矿化作用是否具有尺寸依赖性，仍然值得我们进一步仔细的研究。

正畸中形成的非龋病模型即白垩色斑点模型经常被用来测试新的再矿化试剂的有效性，然而，这个方法不能够涵盖所有的非龋损病变类型。在正畸治疗过程中形成的非龋病变模型在组织上和发病机理上都类似于其它的非龋病变［5］，但是由于菌斑滞留位点发生了改变，当去除正畸装置后这些病变不太有可能再进展了。但是有些患者还是出于美观的考虑前来治疗,所以这个模型的使用还是具有一定价值的，因为可以通过这个模型来研究不同的矿化方法所具有的再矿化率。因此，由于表层致密矿化层的存在，深部组织的活跃病变区很难得到一个好的再矿化。表层下的病变的活跃性影响了整体的矿化结果［6］，此点值得我们在临床研究中好好考虑。学者建议这个研究至少要有六个月的持续期，在3个月的时候会作为一个断点进行检测。

菌斑滞留模型

菌斑滞留部位会形成非龋损病变，当菌斑去除之后，可以检测再矿化剂的效果［7］。这个方法普遍应用在拔除前磨牙的正畸治疗患者中，而且这些前磨牙在一个月之内形成了有接近100 μm深度的病变，这个模型的优势是可以对病变进行体外的研究，这个病变可能会比那些传统正畸治疗中形成的病变更标准化。

根面龋模型

再矿化剂在根面龋治疗中的作用检测是又一个重要的临床模型，最近在这方面做了一些研究［8］。大部分关于根面龋的研究实验持续时间多达12个月，但是如果病变进展速度快的话，实验时间可以短一些到6个月。

对再矿化新的量化方法

学者Ellwood et al.对在临床上最近使用的视诊，触诊，电子测龋仪，激光诱导荧光以及定量光诱导荧光进行了综述。其它的可利用的或者是正在开发中的定量方法还有：光学相关断层扫描，太赫兹成像，图片热量放射测试，以及冷发光，计算机数字减影，还有其它的光诱导荧光系统。然而，在它们应用于临床上评估抗龋和再矿化剂之前，它们必须通过一些传统方法的检验，比如视诊以及标准化的射线照相法。

结论

一直以来，采用再矿化方法来治疗龋病受到很多学者的关注，且已有很多体外实验在抑制牙体脱矿，修复牙体缺损方面有一定进展，但是在应用于临床方面还未见相关报道。

通过对以上诸多模型的介绍，我们知道，在证明新再矿化剂的疗效方面，原位和其它龋病的临床模型起到了重要的作用。我们的再矿化研究必须经过仔细的设计，有充足的实验时间，保证正确的阳性对照。当然还有一些新的定量研究方法正在开发中，不过在应用于临床之前要经过充分的验证。

展望

伴随着再矿化试剂的开发以及再矿化治疗手段的不断改进,对应的早期龋的诊断技术必须要发展和提高。目前,在临床上很难检测到早期脱矿，尽管Ｘ线能够检测临床不可见的早期龋,但是只有在脱矿深度达500μｍ以上才能够检测到,而此时已经错过了再矿化的最好时机,因此，我们可能需要更为灵敏的技术来检测早期脱矿的出现,及时应用再矿化治疗，从而达到早期发现早期治疗的目的。除此之外,这些检测技术还必须能够及时反映经过再矿化治疗后是否有效的逆转了脱矿的现象,并且根据其有效性,确定是否需要进一步的深入治疗。目前如数字化显微放射技术,定量光诱导(激光诱导)荧光,电子传导器和超声波检查法等技术正在被研制开发。总之,有效的再矿化试剂,精密的诊断设备,以及简单易行的治疗技术,将会是本世纪龋病再矿化研究的主要方向。

由于釉质具有非再生性，在釉质表面脱矿乃至龋损形成后无法自行修复。釉质仿生合成可以修复釉质龋损，从而能够延长釉质的寿命。使用纳米技术对釉质微结构进行体外仿生的研究已经非常广泛了，出现了很多种关于无定形或者结晶纳米羟基磷灰石的合成方法。然而，除了在纳米级别上合成单个的或者聚集的磷灰石之外，更重要的是形成纳米级別的高度有序的类似天然釉质的结构。现在也有很多学者在研究釉质仿生合成方面取得了一定进展，这也是我们研究的很重要的一个方向。

釉质仿生合成与再矿化是密不可分的，再矿化也一度是很多学者研究的热点，能够使用在釉质龋损部位进行仿生合成，从而修复牙体缺损，是我们口腔医学界科研工作者的美好设想。我们希望能够通过这样的一个模型概述能够对再矿化模型进行一个系统全面的总结，希望能够对以后的再矿化研究提供一个理论指导。

参考文献

［1］ Zero DT (1995). In situ caries models. Adv Dent Res 9:214-230.

［2］ Reynolds EC (1997). Remineralization of enamel subsurface lesions by casein phosphopeptide-stabilized calcium phosphate solutions. J Dent Res 76:1587-1595.

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［8］ Ellwood R, Bulla JG, Pretty IA (2012). Clinical trials of anticaries products in the 21st century. Adv Dent Res 24:32-35.