氟化物与CPP-ACP对放射线照射后乳牙牙釉质的影响

郭佳乐 朱颐馨 郭桂莲 刘英群

头颈部肿瘤在人群中的发病率较高，每年可有500000例新发病例[1]。其中儿童头颈部肿瘤因其发病率相对较低，而没有引起人们的高度关注。但随着感染性疾病病死率的下降和先天性畸形治愈率的上升，恶性肿瘤已成为15岁以下儿童死亡的主要原因之一[2]。放射疗法作为治疗儿童恶性肿瘤的三大主要手段之一，常被应用于临床[3]。然而放射治疗在提高肿瘤治疗效果的同时，也因其诸多并发症而导致患者生活质量不同程度下降[4]。放射性龋作为放射疗法的并发症之一，其发生率高达98%以上[5]。如不及时阻断可进一步引发根尖周炎，并增加放射性颌骨炎的发生，甚至导致全身反应而危及生命。有研究报道，放射疗法对乳牙牙体硬组织的显微硬度和微观形态均可产生不同程度的影响，但实验结果并不完全一致[6～8]。同时研究已证实酪蛋白磷酸多肽-无定型磷酸钙（casein phosphopeptides-amorphous calcium phosphate，CPP-ACP）对抑制脱矿和促进再矿化具有显著作用[9]。本实验旨在观察氟化物与CPP-ACP对放射线照射以及进行pH循环后的乳牙牙釉质的力学和形态学特性的改变。

资料和方法

一、材料

1.离体牙收集：收集哈尔滨医科大学附属口腔医院儿童口腔科因乳牙滞留而拔除的56颗乳前牙。排除标准：乳牙表面有龋坏、裂纹、釉质缺损和充填体等。将符合标准的56颗乳前牙截除牙根、保留牙冠、去除冠髓以及封闭髓室腔，并在湿润状态下对牙面进行打磨抛光。

2.材料与设备：直线加速器（IX，美国瓦里安有限公司）；显微硬度仪（ZHV-1000，上海试验机厂）；扫描电子显微镜（S-3400N，日本日立公司）；CPP-ACP（GC护牙素，日本）；氟化物（3M适乐氟，美国）。

二、方法

1.实验分组及过程：实验一，从56颗乳前牙中随机选取40个样本分为4组进行显微硬度测定，分别为RT组、RT-F组、RT-C组和N组。RT组为单纯照射组，直接采用放射线照射牙面；RT-F组为氟化物组，第一次照射前在牙面涂布适乐氟，之后进行放射线照射；RT-C组为护牙素组，每次照射前在牙面涂布护牙素，之后进行放射线照射；N组为对照组，只在相同环境下保存，不进行放射线照射。放射线照射完成后对RT组、RT-F组、RT-C组和N组进行pH循环。

实验二，将剩余16个样本随机分为4组进行扫描电镜观察。分组及过程与实验一相同。

2.照射方法：采用直线加速器对样本进行放射线照射，照射剂量为2Gy/次，1次/天，5天/周，共40Gy。为保证照射环境一致，每日照射前更换生理盐水。

3.pH循环：将样本置于脱矿液中8h，去离子水冲洗后再置于再矿化液中16h，此为一个循环。共重复7个循环。

4.显微硬度测定：处理前、照射后、pH循环后分别进行显微硬度测定。将样本放在显微硬度仪上，用维氏硬度金刚石压头在乳牙釉质表面施加100g负荷并保持15s。在显微镜（×400）下，测量菱形压痕对角线位置，记录相应的维氏硬度值。每个样本选择3个测量点，取三个样本点平均数作为每次的标准硬度值。为避免压痕裂缝的影响，各测量点之间保持一定距离。

5.扫描电子显微镜观察：将处理过后的样本分别在25%、50%、75%和95%的乙醇溶液中脱水干燥。在真空镀金机中喷金，使用1Pa压力，40mA电流，工作距离50mm，涂布90s进行喷涂，所得涂层平均厚度为20~30nm，采用扫描电子显微镜进行观察分析。

6.统计学方法：数据采用SPSS20.0软件进行统计分析，数据描述用χ±s表示，组间比较采用方差分析，两两比较采用LSD检验。P＜0.05认为有统计学意义。

结 果

1.显微硬度值比较：放射线照射前后以及pH循环后样本的显微硬度值见表1。放射线照射前各组间无明显差异。放射线照射后RT组明显高于其他三组。pH循环后RT组显微硬度最低，其次为N组；RT-F组和RT-C组间的显微硬度差异无统计学意义。

表1 乳牙牙釉质显微硬度值（χ±s，n＝10）

在实验过程中各组显微硬度的改变见表2。RT组样本的显微硬度在放射线照射后以及pH循环后与放射线照射前比较，其改变均有统计学意义。RT-F组和RT-C组不论是进行放射线照射，还是进行pH循环，其样本的显微硬度均无明显改变。N组样本的显微硬度在pH循环后明显下降。

表2 乳牙牙釉质显微硬度变化（χ±s，n＝10）

2.扫描电子显微镜观察：放射线照射后各组牙釉质改变见图1。RT组可见牙釉质表面深裂痕，结构发生破坏。RT-F组、RT-C组和N组牙釉质无明显破坏。pH循环后各组牙釉质改变见图2。RT组可见牙釉质表面不平整，有孔隙存在，正常结构坍塌。N组可见牙釉质表面有部分结构破坏，表面不平整。RT-F组和RT-C组牙釉质无明显破坏。

图1 放射线照射后釉质表面

图2 pH循环后釉质表面

讨 论

放射性龋的发生不仅仅只是对牙齿的破坏，同时对患儿的生理心理都有不同程度的损害。由于现代医学模式的转变，使人们日益认识到医学目的不只是保存生命与改善器官功能，更应注重提高患者的日常生活质量，WHO提出的新医学目标对患者的健康评估就包括患者的社会性和心理状态等[10]。儿童青少年作为家庭生活中重要的一员，他们的身体状况对整个家庭都有着重大的影响。因此儿童青少年癌症患者放疗后的并发症不容我们小视。之前大多数学者都是研究放射线照射对成熟恒牙的影响，而对于乳牙及年轻恒牙鲜有报道。而且在仅有的少数研究报道中，大家的研究结果也并不一致。由于乳牙在化学成分及结构上与年轻恒牙类似更易患龋[11]，所以本研究采用乳牙作为样本进行实验。

本实验研究发现放射线照射后乳牙牙釉质显微硬度明显增高，这与陈满双等[7]的结果并不一致。放射线照射可以导致组织中水含量的下降[12]，有机质脱水后硬度增加，进而导致显微硬度的升高，硬度升高的同时其组织脆性也增大。在放射线照射后乳牙牙釉质的显微硬度虽然明显升高，但是在进行pH循环后其显微硬度却大大的降低。通过扫描电镜可观察到放射线照射后的釉质灶性微孔增多、加深、变大，融合成裂隙，因此在进行pH循环时相对于其他组更容易发生脱矿。釉质脆性的增加和结构的破坏都增加了患龋的风险。

氟化物和CPP-ACP促进再矿化的作用已经得到公认。同时有报道显示放射线照射可以使水分子发生氧化反应生成过氧化氢和氢自由基，使得有机成分变性，进而导致牙釉质的机械性能和完整性受到影响[13]，这个过程类似脱矿。因此本实验在放射线照射前对RT-F组和RT-C组分别涂布氟化物和护牙素，实验结果显示放射线照射对两组样本的显微硬度和微观形态都未产生明显的影响。这表明氟化物与CPP-ACP对于放射线照射后的乳牙牙釉质有明显的保护作用。CPP-ACP是一种从牛奶中提取的天然产物，安全性高，可日常在家中使用。而氟化物必须在医院由专业人员进行使用。因此在CPP-ACP与氟化物有相同效果的前提下，前者更适用于放疗患者。

结论：本实验结果显示放射线照射可使乳牙牙釉质显微硬度增高、表面结构发生破坏，使釉质更易脱矿而发生龋坏。氟化物与CPP-ACP对放射线照射的牙釉质都有保护作用，而CPP-ACP的安全性和便捷性更优于氟化物。

1 Shibuya K，Mathers CD，Boschi-Pinto C，et al.Global and regional estimates of cancer mortality and incidence by site:II.Results for the global burden of disease 2000.BMC Cancer，2002，26（2）:37.

2 鲍萍萍，郑莹，王春芳，等.2002～2004年上海市儿童恶性肿瘤发病特征.中国肿瘤，2009，18（2）:119-122.

3 刘秋玲.儿童恶性肿瘤治疗新策略.武警医学，2010，21（8）:645-648.

4 赖红花.同期放化疗对晚期鼻咽癌患者生活质量的影响．中国临床研究，2014，27（12）:1471-1473.

5 Favald N，Birkhed D.Factors associated with active and inactive root caries in patients with periodontal disease.Caries R es，1991，25（5）:377-384.

6 de Siqueira Mellara T，Palma-Dibb RG，de Oliveira HF，et al.The effect of radiation therapy on the mechanical and morphological properties of the enamel and dentin of deciduous teeth:an in vitro study.Radiat Oncol，2014，9（1）:30.

7 陈满双，马文竹，许小辉，等.放射疗法对乳牙釉质硬度和微观形态的影响.上海交通大学学报（医学版），2016，36（3）:344-348.

8 Lieshout HFJ，Bots CP.The effect of radiotherapy on dental hard tissue:a systematic review.Clin Oral Invest，2014，18（1）:17-24.

9 Kumar VL，Itthagarun A，King NM.The effect of casein phosphopeptide-amorphous phosphate on remineralization of artificial caries-like lesions:an in vitro study.Aust Dent J，2008，53（1）:34-40.

10 Ji X， Xie C， Hu D， et al.Survival benefit of adding chemotherapy to intensity modulated radiation in patients with locoregionally advanced nasopharyngeal carcinoma.Plos One，2013，8（2）:e56208.

11 Sonju Clasen AB，Ruyter IE.Quantitative determination of type A and type B carbonate in human deciduous and permanent enamel by means of Fourier transform infrared spectrometry.Adv Dent Res，1997，11（4）:523-527.

12 Guy Poyto H，pharoah MJ.Oral radiology.Toronto，philadelphia:BC Decker;1989:17-19.

13 Fränzel W，Gerlach R.The irradiation action on human dental tissue by X-rays and electrons-a nanoindenter study.Zeitschrift für Medizinische physik，2009，19（1）:5-10.