贝哥仕促进釉质再矿化的体外研究

俞晓峰， 卢友光， 陈 舟， 李 多， 陈小华

釉质早期龋临床上主要表现为龋白斑：牙釉质表面外形完整，但光泽消失且呈白垩色变。临床上通过去除牙釉质表面的菌斑、软垢等异物并维持口腔卫生，龋白斑在唾液的作用下缓慢再矿化[1-2]。但唾液中钙和磷含量较低，再矿化作用缓慢，尤其是在牙列不齐、佩戴矫治器等情况下，口腔菌斑难以彻底清除，龋白斑进一步脱矿，龋洞形成。因此，早期发现龋白斑并积极干预，防止龋病进一步发展，具有重要的临床意义[3]。目前用于促进釉质再矿化的材料种类及方法均较多，其中氟化物的效果值得肯定，但其也有导致氟骨症、急性氟中毒等毒副作用[4-6]。生物活性玻璃是一类由SiO2，P2O5，CaO和Na2O等无机化合物组成的材料，生物学活性和生物相容性极佳，能对机体组织进行修复、替代和再生，广泛应用于口腔医学的各个领域[7-8]。贝哥仕(Bgfrsh)是第二代溶胶工艺微纳米生物活性玻璃材料，主要用于牙齿脱敏。本研究使用贝哥仕和多乐氟处理脱矿釉质表面，通过扫描电镜和维氏硬度计观察脱矿前后及再矿化处理后釉质的表面形态和表面显微硬度(surface microhardness，SMH)的变化，进而评估两种材料在促进釉质再矿化方面的性能，寻找更安全有效的治疗釉质早期龋的方法。

1 材料与方法

1.1材料和仪器 贝哥仕(Bgfrsh，规格：20 g，东莞市鸿元医药科技有限公司)；氟化钠护齿剂(Duraphat，NaF含量：50 mg/mL，批号：218784，广州高露洁棕榄有限公司)；离体前磨牙；人工唾液(配方采用 ISO/TR10271:1993标准)；脱矿液[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]。维氏硬度计(HV-1000Z型，深圳三诺仪器设备有限公司)；扫描电镜(SEM，SU-8010型，日本日立公司)；电热恒温水槽(DK-450B型，上海森信实验仪器有限公司)；牙科显微镜(M320，德国莱卡微系统有限公司)。

1.2方法

1.2.1标本选择 收集因正畸需要而拔除的前磨牙(均签署知情同意书)。于牙科显微镜下观察，选取牙冠表面完整、颜色正常、无龋坏、脱矿、裂痕的牙齿34颗，洗净后放置在装有人工唾液的试管中，37 ℃恒温水浴备用。实验前超声清洗、干燥，使用无氟抛光膏对釉质表面进行抛光，在每颗牙唇侧中央区域设定4 mm×4 mm的开窗区，开窗区外均涂两层抗酸指甲油。

1.2.2脱矿前SMH测定及SEM检查 采用维氏硬度计(载荷100 g)分别测定每颗牙釉质表面开窗区的SMH，每个标本均分散测定3个点，取平均值，记为SMH0。随机抽取2颗，经脱水、干燥、真空喷金后，于SEM下观察脱矿前的表面形态。

1.2.3人工早期龋形成、SEM观察及SMH测定

将余下的32颗前磨牙标本放入盛有人工脱矿溶液的玻璃试管中(釉质表面面积与溶液的比率为2 mm2/mL)，旋紧盖子，置于37 ℃恒温水浴箱中，连续浸泡3 d，用大量去离子水冲洗釉质块，吹干后表面见白垩色，即人工早期龋形成[9]。从中随机抽取2颗，脱水干燥真空喷金后于SEM下观察釉质表面形态改变，使用显微硬度仪再次测量釉质SMH，记为SMH1。

1.2.4分组 将剩余的30颗前磨牙随机分为3组，A组空白对照组，B组贝哥仕组，C组多乐氟组，每组10个样本。单因素方差分析表明，3组的SMH值两两比较差别均无统计学意义(表1)。

1.2.5再矿化实验 A组不做特殊处理；B组使用贝哥仕在每个样本表面敷5 min，用去离子水冲洗干净后浸泡于37 ℃人工唾液中，每隔12 h重复1次上述步骤，连续进行12 d；C组使用多乐氟涂抹每颗牙开窗区，12 h后去除薄膜。3组于实验操作外的时间均置于人工唾液中，37 ℃恒温保存，每天换液1次。

1.2.6再矿化实验后SMH测定及SEM观察 连续浸泡处理12 d后再次测量SMH，记为SMH2。并按照公式计算表面显微硬度恢复率(SMHR%)[10]。各组随机抽取2颗，于SEM下观察再矿化后釉质的表面形态。

SMHR%=(SMH2-SMH1)/(SMH0-SMH1)×100%

2 结 果

2.1SEM下观察釉质表面形态的改变 脱矿前釉质表面形态完整、均匀、致密，表面少量磨痕(图1A)；高倍镜下磷灰石晶体清晰致密(图1B)。脱矿后釉质表面可见大量孔隙(图1C)；高倍镜下磷灰石晶体间大量蜂窝状疏松孔隙(图1D，箭头示)。经多乐氟再矿化处理后，釉质表面结构较平整、致密(图1E)；高倍镜下可见大量大小不一的六边形、小球形晶体沉积覆盖，致密(图1F，箭头示)。经贝哥仕再矿化处理后，釉质表面较粗糙，大量不规则物质沉积(图1G)；高倍镜下见大量颗粒状结晶沉积覆盖，结构致密，无明显孔隙(图1H)。经人工唾液再矿化处理后，釉质表面见矿物质沉积，但结构较疏松多孔(图1I)；高倍镜下见大小不一的颗粒物沉积，但结构较疏松多孔(图1J，箭头示)。

2.2SMH测量 3组样本在脱矿前后、再矿化后的SMH值见表1。单因素方差分析表明，脱矿前各组SMH两两比较差别无统计学意义(P>0.05)；脱矿后SMH均大幅度下降，与其脱矿前比较，SMH显著降低(P<0.05)，但组间两两比较差别无统计学意义(P>0.05)。经再矿化处理后，SMH较脱矿后明显升高(P<0.05)，但均未恢复到脱矿前水平(P<0.05)；组间两两比较，SMH恢复率贝哥仕组最高，与多乐氟组比较，差别无统计学意义(P>0.05)，但与对照组比较，差别有统计学意义(P<0.05)。

表1 各组脱矿前后、再矿化后SMH比较

3 讨 论

龋病是严重影响人类健康的第三大疾病(仅次于癌症和心血管疾病)，其本质是一种牙体硬组织慢性进行性破坏的细菌感染性疾病。健康状况下，釉质表面无机物在口腔唾液环境中处于脱矿-再矿化的动态平衡状态，从而维持牙釉质表面的完整。当各种原因使致病核心微生物组数量增加时，牙菌斑代谢产酸增多致使脱矿速度加快，打破了无机物代谢平衡状态，从而形成釉质早期龋，即龋白斑[11]。此时若各种因素导致产酸减少或消失，唾液里的无机离子可缓慢渗透牙釉质，再矿化作用占优势，龋白斑逐渐消失。再辅以一些促进再矿化的方法，可以明显加快再矿化速度，增强其再矿化效果。不同的方法促进再矿化的原理不同，效果也不一。氟制剂较早被发现应用，因具有较好的疗效成为临床常用制剂，经常作为各种新型材料促进再矿化能力的对照物[12]。氟化物促进再矿化的机制是氟离子能够置换羟基磷灰石中的羟基等基团，形成酸性环境下不易溶解的氟磷灰石；同时氟离子与牙体组织中的钙结合形成氟化钙沉淀，迅速沉积在脱矿表层，阻碍再矿化的深入。本实验中多乐氟处理脱矿的牙釉质，釉质表面沉积了大量致密物质，说明多乐氟有较好的促进脱矿釉质再矿化的能力，但SMH值显示再矿化强度未达到釉质脱矿前水平，可能是表层矿化过快，阻止矿物质进一步深入，使得表层下脱矿组织未能完全再矿化。

生物活性玻璃是一类含有生物活性分子的无机物，随着制备工艺的改进，其在生物医疗领域的应用越发广泛[13-14]。贝哥仕是采用凝胶溶胶工艺制备而成的微纳米生物活性玻璃，其粒径更小，具有更强的黏附力、更易进入脱矿孔隙内形成较深的矿化层。王尹等实验得出，2%生物活性玻璃溶液促进脱矿釉质再矿化效果优于2%氟化钠溶液和人工唾液[15]。Bakry等[16]研究认为，生物活性玻璃(45S5)针对脱矿釉质的再矿化效果优于氟化物凝胶。Milly等[17]发现，生物活性玻璃溶液对脱矿釉质再矿化的效果优于其糊剂。隋晓玲等研究认为，其再矿化能力与GC护牙素相当，但不及1%氟化钠溶液[10]。生物活性玻璃促进釉质再矿化的主要机制是其有效成分硅磷酸钙钠遇水或唾液后钠离子释放，与唾液中氢离子交换，使局部pH值升高，颗粒中钙磷离子释放，局部弱碱环境有利于形成类羟基磷灰石，从而促进再矿化[18]。生物活性玻璃促进脱矿釉质再矿化的深度与其制作工艺、浓度、钙磷比、硅含量等诸多因素相关：在一定的钙磷浓度范围内，再矿化深度随着钙磷浓度的增加而增加，到达一定浓度范围后，形成的类羟基磷灰石沉积在牙釉质表面，阻碍钙磷离子进一步深入。方谦等[19-20]研究认为，质量分数为6%的生物活性玻璃溶液对早期人工釉质龋再矿化作用最佳，再矿化效果与多乐氟相当。除了再矿化制剂，釉质本身间隙的大小、矿化的程度等状况也和再矿化效果有关。本实验对釉质脱矿前后及再矿化后的SMH进行检测，并用统计学方法检验控制釉质本身状况对实验结果的影响，结果相对可靠。经贝哥仕处理后的脱矿牙釉质在高倍镜下可见釉质表面有大量颗粒状结晶沉积覆盖，结构致密，无明显孔隙，且SMH值较脱矿前明显增高，与多乐氟组差别无统计学意义，说明再矿化能力与多乐氟相当，SMH值也未能达到脱矿前水平，推测可能是贝哥仕浓度过高(10%)，在釉质表面较快地形成了大量的类矿物质，妨碍了钙磷等离子的进一步深入，致使深部再矿化不全，SMH未能达到脱矿前水平。

综上所述，贝哥仕和多乐氟都能不同程度的促进脱矿釉质再矿化，且二者的功效相当，但是再矿化深度、耐酸能力、持久性、表明光滑度等有待进一步研究。