三种氟化物涂膜氟化乳牙釉质的实验研究

颜 渊，赵信义，蒋月桂，王万山，石 昕

（陕西西安：1．西安交通大学口腔医学院，710068；2．军事口腔医学国家重点实验室，陕西省口腔医学重点实验室，第四军医大学口腔医院口腔材料教研室，710032）

三种氟化物涂膜氟化乳牙釉质的实验研究

颜 渊1，赵信义2，蒋月桂1，王万山2，石 昕1

（陕西西安：1．西安交通大学口腔医学院，710068；2．军事口腔医学国家重点实验室，陕西省口腔医学重点实验室，第四军医大学口腔医院口腔材料教研室，710032）

目的：评价3种氟化物涂膜材料氟化乳牙釉质的效果。方法：将117个符合纳入标准的乳切牙唇面分为两个区域，一个区域涂布氟化物涂膜材料（试验1号、试验2号或多乐氟），另一个区域作为空白对照。分别于涂布氟化物涂膜后12、24、48 h各时间点采用釉质微量取样法（n＝90）和能谱分析法（n＝27）测定各样本釉质的氟含量。结果：两种方法测结果均显示，釉质表面涂敷3种氟涂膜后12、24、48 h的釉质氟含量均较其空白对照显著增加（P＜0．05）。涂氟24、48 h时，试验1号和2号涂膜氟化釉质的效果均显著大于多乐氟（P＜0．05）。在试验1号和2号材料中，涂敷24 h组和48 h组的釉质氟含量均显著大于涂敷12 h组（P＜0．05）；而多乐氟材料在涂氟后不同时间点的釉质氟含量两两相比均无显著性差异（P＞0．05）。结论：3种氟涂膜材料均能显著提高釉质中的氟含量；3种材料在短时间内（12 h）氟化釉质的效果无显著差异，但长时间（24、48 h）应用时，试验1号和试验2号材料氟化釉质效果显著优于多乐氟。

乳牙；氟化物涂膜；釉质含氟量；微量取样法；能谱分析法

［Key words］deciduous teeth；fluoride varnish；fluoride content of enamel；acid etched micro－sampling；energy－dispersive spectrometry．

［Chinese Journal of Conservative Dentistry，2015，25（5）：314］

氟化物涂膜（fluoride varnish）材料是一种涂布于牙齿表面，用以氟化牙齿，提高牙齿硬组织抗脱矿能力的涂膜材料。氟化物涂膜一般由氟化物、成膜基质和挥发性溶剂组成，氟化物是其功能成分，而成膜基质为其附着、缓释载体，决定着氟化物缓释时间的长短和效果［1］。为了进一步提高氟化物涂膜的附着及缓释氟的能力，第四军医大学口腔医院研制了一种基于新型成膜基质的水硬性氟化物涂膜材料。为评价这种新型材料氟化牙齿的效果，本研究检测了该材料的两个配方及一种市售的氟化物涂膜材料对人乳牙釉质的氟化效果，以期为该材料的临床应用奠定基础。

1 材料和方法

1．1 材料

3种氟化物涂膜材料：试验1号、试验2号（第四军医大学口腔医院口腔材料教研室）；多乐氟（Durphat）氟涂膜材料（批号802798，高露洁公司，美国）。3种材料均为单糊剂型软管包装，氟化钠含量均为50 mg／mL。

离体乳牙：因滞留而拔除的乳切牙117个。去除牙齿表面附着物，并用常规牙刷和超声清洗釉质表面后，在解剖显微镜（×25）下检查各牙的釉质，要求发育正常，无龋、无裂纹。

1．2 方法

将每个乳切牙的唇面分为两个区域，其中一个区域用于涂布氟化物涂膜材料，另一个区域不涂氟化物涂膜材料，作为空白对照，并分别于涂布后12、24、48 h各时间点，分别采用釉质微量取样法（n＝90）和能谱分析法（n＝27）测定各组氟涂膜涂布区、空白对照区釉质表层的氟含量，以评价不同氟化物涂膜氟化釉质的效果。

1．2．1 酸蚀微量取样法［2］

将90个乳牙按不同氟化物涂膜材料随机分成3组（n＝30），并采用酸蚀微量取样法测定每个牙齿空白对照区釉质的氟含量。方法如下：用中心有一直径2 mm圆孔的胶带纸粘贴在各牙的釉质表面，并使胶带圆孔边缘与釉质黏附紧密，以圆孔所暴露的釉质为取样区。用微量取样器将5μL的 0．5 mol／L高氯酸溶液滴于各牙取样区表面，酸蚀60 s后用微量取样器将液体收回，并置于盛有50μL总离子强度调节缓冲液（TISABⅡ）的聚乙烯试管中，然后用5μL的0．25 mol／L NaOH溶液浸洗取样区域2次，并收集冲洗液一并置于上述聚乙烯试管中；最后再对取样区域进行1次酸蚀（过程同上），并收集液体。每个牙共获得取样液各80μL，其中15μL用火焰原子吸收光谱仪（日立Z－8000，日本）测定其钙含量，剩余65μL用复合氟离子选择电极（Perfect IONTM，梅特勒－托利多，瑞士）在离子仪（Seven MultiTM，梅特勒－托利多，瑞士）上测定其氟含量；然后根据所测取样液中的钙含量除以釉质中平均含钙量（37%）计算取样釉质的质量，并以此计算各样本釉质的氟含量［3］作为空白对照。之后分别在3组牙齿的实验区表面涂布氟化物涂膜材料试验1号、试验2号和多乐氟（用微型毛刷涂布均匀）后，将牙齿放入24孔板（每孔1个牙齿、1 mL去离子水），并置于37℃恒温水浴振荡箱内。分别于涂布涂膜后12、24、48 h各时间点，从每组中各随机取10个牙齿，并在体视显微镜下用乙醇小心地擦除牙齿表面的氟化物涂膜；然后采用上述酸蚀微量取样法对各牙齿的釉质表面进行取样，并测定其氟含量（质量分数）。

1．2．2 电镜能谱测量法

将另27个乳牙随机分为3组（n＝9），并将每个乳牙的唇侧釉质（切端为上，根方为下）分为左右两部分；左侧区域涂布指甲油作为空白对照，右侧区域按相应分组分别涂布试验1号、试验2号和多乐氟氟化物涂膜后，将牙齿放入24孔板（每孔1个牙齿、1mL去离子水），并置于37℃恒温水浴振荡箱中。分别于涂布后12、24、48 h各时间点，从每组各随机取出3个牙齿，并在体视显微镜下用丙酮仔细擦除表面指甲油、用乙醇擦除氟化物涂膜；将所有牙齿置于干燥箱内干燥24 h后，常规真空镀膜，扫描电镜（S－4800，日立，日本）下用X射线能谱仪测定各牙釉质表面氟含量（每个牙每个区域各随机测量3个点，取平均值），单位为氟元素占所测元素（C、O、F、Na、Mg、Si、P、Ca）中的百分含量。

1．3 统计学分析

应用SPSS 21．0软件进行统计分析，釉质微量取样法所测釉质涂布氟化物后的氟增量（±s）采用单因素方差分析，两两比较用t检验。扫描能谱分析法所测数据（±s）采用k个独立样本的非参数检验，检验水准α＝0．05。

2 结果（表1～2）

两种方法测定的釉质氟含量增加情况基本一致。釉质表面涂敷3种氟涂膜后，在12、24、48 h各时间点的釉质氟含量均较其空白对照组显著增加（P＜0．05）。涂氟后各时间点内，3种氟涂膜氟化釉质的效果（釉质氟增量）两两比较，在涂布12 h时3种材料间均无显著性差异（P＞0．05）；涂布24 h及48 h后，试验1号和2号涂膜组的釉质氟增量均明显大于多乐氟涂膜组（P＜0．05），而试验1号和2号的氟增量在2个时间点均无统计学差异（P＞0．05）。同一种涂膜涂布后不同时间点比较，试验1号和2号在涂敷24、48 h后的釉质氟含量显著大于涂敷后12 h组（P＜0．05），但24 h组与48 h组的釉质氟含量之间差异无统计学意义（P＞0．05），而多乐氟材料涂布后，不同时间点的釉质氟含量两两比较均无显著性差异（P＞0．05）。

表1 釉质微量取样法所测各组各时间点的釉质氟含量比较 （wt‰，±s）

表1 釉质微量取样法所测各组各时间点的釉质氟含量比较 （wt‰，±s）

*与凃氟前相比P＜0．05，a：与试验2号相比P＜0．05；b：与48 h相比P＜0．05

试验2号组别 试验1号多乐福12 h 24 h 48 h 12 h 24 h 48 h 12 h 24 h 48 h空白区 0．806±0．296 0．623±0．309 0．601±0．276 0．722±0．268 0．501±0．266 0．683±0．257 0．480±0．177 0．434±0．217 0．587±0．314涂氟组 6．145±3．678 9．528±4．359 8．842±2．510 5．533±2．780 8．795±2．733 9．062±2．312 4．307±1．841 4．580±1．356 4．101±2．489氟增量 5．338±3．567*b 8．904±4．138*8．241±2．353* 4．810±2．353*b 8．293±2．714*8．379±2．468* 3．827±1．827*4．145±1．370*a 3．513±2．500*a

表2 能谱法测定釉质表面元素中氟元素含量 （wt%，±s）

表2 能谱法测定釉质表面元素中氟元素含量 （wt%，±s）

*与凃氟前相比，P＜0．05，a：与试验2号相比P＜0．05，各组中12、24、48 h之间无明显差异

试验2号组别 试验1号多乐福12 h 24 h 48 h空白区 0．38±0．22 0．20±0．16 0．16±0．22 0．16±0．18 0．34±0．47 0．21±0．22 0．15±0．18 0．18±0．15 0．18±0 12 h 24 h 48 h 12 h 24 h 48 h．12涂氟组 1．37±0．19 1．51±0．30 1．26±0．18 1．02±0．93 1．05±0．47 1．82±0．53 0．57±0．29 0．35±0．21 0．35±0．14氟增量 0．99±0．16* 1．31±0．47*a 1．10±0．14* 0．86±1．10* 0．71±0．39* 0．61±0．40* 0．42±0．27*a 0．17±0．16*a 0．17±0．04*a

3 讨论

众所周知，提高牙齿硬组织的氟含量可以提高其抗脱矿能力，并进而减少龋病的发生。因此，牙齿局部用氟是提高牙齿防龋能力的重要途径［4］。氟化物涂膜是一种由经过培训的专业人员应用、实施并管理的牙齿局部氟化防龋材料。将这种材料涂于牙齿表面后能附着一段时间（通常为数小时至数十小时），并能释放大量氟离子，从而使牙齿硬组织中的羟基磷灰石发生氟化［5］。同时，牙齿局部氟化后所形成的氟保护层还能起到促进乳牙釉质的再矿化、干扰致龋的微生物、降低细菌的产酸力等作用，从而达到防龋的目的［6］。

通过测定牙齿氟化前后表层釉质的氟含量，可以评价氟涂膜氟化牙齿的效果［7－8］。酸蚀微量取样法是测定釉质氟含量的方法之一，主要涉及釉质的微量取样以及氟的测定两个方面：首先用微量高氯酸酸蚀釉质，然后再通过收集、测定酸蚀液中的钙含量和氟含量，即可计算出釉质中的实际氟含量。由于该方法中釉质的酸蚀深度仅为5～25μm，对牙齿损害微小，且能够测定在体牙齿釉质中的氟含量，因此也被誉为釉质活检法（enamel biopsy）［2］，并广泛用于釉质氟化效果的评价。与其他测定釉质氟含量的方法相比，该方法相对容易实施，测量精度和重复性均较好［9－10］。

以往体外测定釉质氟含量，通常是在恒牙釉质表面进行。但由于恒牙釉质的表面结构与乳牙釉质存在差异，以恒牙釉质所得试验结果并不能完全代表乳牙。有研究认为，在体乳牙表面有20～100μm厚的无釉柱釉质层，其矿化程度较一般釉质高，且微小孔隙更少，不利于氟离子的渗透［11］。除此之外，乳牙的羟磷灰石晶体比恒牙的小，其单位体积内晶体表面积总和相对较大，Ca、PO4和OH离子更易发生交换；与恒牙相比，乳牙釉质不仅易受脱钙剂的作用而脱钙，也易受氟化物的作用而增强抗酸性［12］。因此采用乳牙作为研究对象，特别是以涂氟前乳牙釉质状态模拟临床应用的乳牙作为氟化研究对象，其结果更能反映氟化物涂膜材料的临床应用效果。

鉴于釉质深度不同其结构有所差异，本研究采用釉质酸蚀微量取样法，检测涂布氟化物涂膜前后的釉质氟含量。该方法不会像以往试验那样破坏釉质（打磨、切割等），并可使之最大程度的接近原始牙釉质表面的复杂结构，从而能更真实的反映釉质表面吸收氟的情况。

能谱（energy－dispersive spectrometry，EDS）分析法是一种测量物体表面元素种类、分布及含量的方法，其特点是在观察试样表面显微结构的同时，还可对试样表面微区的元素进行定性和定量测定；并能在低倍率下对试样表面进行点、线和面的测定，其检测下限为0．1%～0．5%。能谱测定结果可以和被测试样的微观形貌进行对照分析，从而直观地展现某一元素在不同表面结构中的分布［13］。虽然能谱法测试过程相对简单，而且可以同时分析多种微量元素，但其所测定的氟含量只限于釉质表面。因此，本实验所用的电镜观察电压只能检测釉质表层1～3μm的元素含量，不能反映渗入釉质内部的氟元素。另外，在定量测量时，能谱分析法所测得的结果仅为所选定的若干元素中某一元素的质量分数，也就是说，在本实验中，该方法并不能测定釉质单位质量内的氟含量。但是我们以同一个牙齿釉质的不同区域作为试验区域和空白对照区域，两区域所测元素种类相同，因此氟元素的含量变化可以反映涂膜氟化牙齿釉质的效果。

本结果显示，3种氟涂膜材料的氟化钠含量均为50 mg／mL。无论采用釉质微量取样法检测，还是扫描电镜能谱分析法检测，应用3种氟涂膜材料后，乳牙釉质的氟含量均显著增加。3种材料间比较：涂布12 h时，3种材料氟化釉质的效果无显著性差异；涂布24 h及48 h后，试验1号和2号氟化釉质的效果明显优于多乐氟组，而试验1号和2号氟化釉质的效果无明显差异。试验1号和2号涂膜材料均以食品级松香衍生物作为成膜材料，该松香衍生物富含羟基，其所成涂膜对釉质既有优良的黏附性能，又有良好的亲水性；加之其表面含有大量的微小孔隙，还能同时吸附更多的水分。水分不但能够溶解涂膜表层的氟，还能渗入涂膜内部，溶解涂膜深层的氟，并持续地溶解、释放氟离子［14－16］。此外，试验1号、2号氟涂膜所用氟化钠的粒度均在1～5μm，其单位表面积均较大，因而能够较长时间地溶出氟离子，故其氟化釉质的效果更好。而多乐氟材料中含有白蜡，可导致该材料的亲水性下降，所以其释氟性和氟化的釉质能力均低于两种试验材料。我们在试验中还发现，多乐氟材料在水中的凝固时间明显较长，说明其亲水性和水硬性均较差。

尽管试验1号和2号氟化釉质无显著性差异，但均值结果显示试验1号稍优于2号，这可能与涂膜材料采用的松香衍生物的分子量不同有关，试验2号的分子量略高于1号，从而增加氟化钠微粒的悬浮性；而试验1号添加有微量磷酸，使涂膜呈微酸性，从而可促进氟化釉质的过程。

本研究中，24 h组与48 h组相比，各材料均无明显差异。根据离子扩散原理推测，可能是由于牙齿氟化到一定程度时，其氟化效果达到了一定的“饱和”状态，此后不再继续增加。而多乐氟在3个时间点均无明显差异，我们认为很大程度上还是由于成膜基质不同造成的。

综上所述，试验1号、试验2号、多乐氟3种氟化物涂膜均可显著增加乳牙釉质的氟化效果，且前两者氟化乳牙釉质的能力明显优于后者。今后，尚需对新型氟化物涂膜在临床应用中的作用机制及效果进一步研究，以期为研制氟化效果佳且安全的氟化物涂膜材料提供实验依据。

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In vitro study on the fluoridation of deciduous enamel by three fluoride varnishes

YAN Yuan*，ZHAO Xin－yi，JIANG Yue－gui，WANGWan－shan，SHIXin
（*School of Stomtology，Xi＇an Jiaotong University，Xi′an 710068，China）

AIM：To evaluate the fluoridation of deciduous enamel by three fluoride varnishes in vitro．METHODS：117 deciduous incisorswere used and the labial enamel surface of each incisor was divided into two areas．2 experimental fluoride varnishes（No．1 and No．2）and a commercial one（Duraphat）were respectively applied on one area and the other area had no treatment（control）．After 12，24，and 48 h respectively，fluoride varnish coating was removed and the fluoride content of the enamel surfaces of all sampes was tested with the method of acid etched micro－sampling（n＝90）and energy－dispersive spectrometry（n＝27）．Data were statistically analysed．RESULTS：The data of both methods showed that the fluoride content of all enamelwere increased after applying fluoride varnish（P＜0．05）．After fluoride varnish application for 24 and 48 h，the fluoridation efficacy of No．1 and No．2 was superior to that of Duraphat（P＜0．05）．For No．1 and No．2，the fluoridation of24 h and 48 h group was greater than that of 12 h group（P＜0．05）．Druaphat group showed no significant difference among different time points（P＞0．05）．CONCLUSION：The three fluoride varnishes can increase the fluoride contentof deciduous enamel after application for 12 h．No．1 and No．2 varnishes can further increase the fluoride contents after24 h and 48 h of appliction．

R780．2

A

1005－2593（2015）05－0314－05

10．15956／j．cnki．chin．j．conserv．dent．2015．05．011

2015－02－03

国家自然科学基金项目（81171002）

颜渊（1988－），女，汉族，陕西人。硕士生（导师：蒋月桂）

赵信义，E－mail：zhaoxinyi＠fmmu．edu．cn

蒋月桂，E－mail：13991176157＠163．com