正畸粘结剂预防釉质脱矿的研究进展

2018-6-22 10:06  来源:牙体牙髓牙周病学杂志
作者:张晓慧 刘梅天 阅读量:4655

    有研究发现,固定矫治器的戴入不仅会引起患者口内环境的变化,还会使刷牙难度增加,从而导致患者口腔卫生不良、细菌在牙面堆积,并进而使唾液和菌斑生物膜中的变异链球菌(SM)水平显著增加;而菌斑生物膜中的致龋菌则可通过产生有机酸而在局部形成低pH环境,并最终导致釉质白斑病变(WSL)的形成,同时也增加了其患龋的风险。

    流行病学研究结果显示,有近50%固定正畸治疗患者的正畸托槽周围会产生釉质脱矿,存在WSL的潜在风险;釉质脱矿等可在正畸治疗开始后的1个月内被观察到,其不仅影响美观,还有损于牙体健康。有效的菌斑控制和促进釉质再矿化治疗是预防固定正畸患者托槽周围釉质脱钙、WSL形成的主要措施,但需要患者的紧密配合。因此,有关正畸粘结剂的改良研究,已成为近年来正畸领域的研究热点之一。本文就正畸粘结剂预防釉质脱矿的研究进展作一综述。

    1.含氟正畸粘结剂

    含氟粘结剂预防釉质脱矿的原理:释放氟离子,将其直接作用于托槽周围的釉质后,即可发挥抑制釉质脱矿和促进釉质再矿化的作用;除此之外,氟还可通过干扰产酸菌的代谢和粘附而发挥抑菌作用。临床上使用氟化物防止釉质脱矿的方法主要有:含氟制剂的局部应用和使用含氟正畸釉质粘结剂粘结托槽。

    局部使用的含氟制剂主要包括含氟牙膏、含氟凝胶、含氟涂料等,但局部使用这些含氟制剂时,不仅需要患者的密切配合,同时还具有增加复诊次数和椅旁操作时间等缺点。因此,临床上多倾向于使用含氟正畸粘结剂,其中以树脂改良型玻璃离子粘结剂(RMGI)应用较广泛。

    RMGI是在传统玻璃离子(GIC)中加入了4%~6%的树脂单体,不仅使材料的粘结强度明显提高,同时又保留了其释放和储存氟离子的性能。有学者在局部使用含氟凝胶的同时,分别用RMGI和普通复合树脂粘结托槽,经检测发现,RMGI可吸收外界的高浓度氟离子(如含氟凝胶),并能在口内长时间释放出氟离子使之维持在一定水平,从而达到了阻止产酸菌的繁殖、预防固定正畸治疗中托槽周围釉质脱矿的目的;而复合树脂则无上述效果。另有研究报道,由于RMGI能通过聚烯酸中的羧基与牙体硬组织中的羟基形成化学结合,因此,RMGI能在不对釉质进行酸蚀处理的情况下直接粘结托槽,并能使其与托槽之间的粘结强度满足临床需要,避免了酸蚀处理对釉质表面的损伤,不会因牙体表面粗糙而加重釉质脱矿。然而,在关于RMGI是否能有效减少釉质脱矿的研究中,也有与上述结论相反的报道。

    由于含氟量适当的材料相当于氟离子储备库,用其粘结托槽时,可在固定矫治过程中通过源源不断的释放和再吸收氟离子而预防釉质脱矿,并促进釉质再矿化。因此,有学者在改进玻璃离子粘结性能的同时,在加强其释放氟离子能力方面进行了研究。顾晓霞等研究发现,在RMGI中添加氟磷灰石(FA)后,可通过增强其释放氟的能力而抑制托槽周围釉质的脱矿,且不会降低其粘结强度;加之FA具有致密的表面结构,且表面自由能较低,其不仅能减少细菌在牙齿表面粘附,还能释放微量氟,从而起到促进釉质再矿化的作用。

    2.纳米技术

    用于预防釉质脱矿的研究在正畸粘结树脂中加入纳米级氟化物、银离子(Ag)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅、磷酸钙、氧化锌(ZnO)等颗粒,或在托槽表面添加Ag/TiO2纳米涂层,均可有效抑制细菌生物膜的生长和产酸,进而防止釉质脱矿及WSL的形成。有研究发现,Ag离子能够使细菌的重要代谢酶失活,并使细菌DNA失去其复制的能力,从而导致细菌的死亡。纳米银(NAg)颗粒的直径小且表面积大,在粘结托槽时仅需少量的NAg就能使正畸粘结复合树脂获得较强的抗菌性。

    大量研究均表明,含NAg颗粒的复合树脂材料具有很强的抗菌性,既能有效抑制口内细菌生物膜的生长和乳酸的产生,又不会对树脂材料的物理机械性能产生影响。NAg可单独用于树脂材料中发挥其长期抗菌性,也能与其他生物活性材料联合使用以获得所需特性。有研究发现,将NAg颗粒与无定形磷酸钙纳米粒子(NACP)组合并添加在复合树脂材料中,可使其获得抗菌性和再矿化能力双重特性;除此之外,NAg颗粒还能与树脂中的甲基丙烯酸季铵盐(QAM)组合以提高其抗菌性能。另有研究发现,甲基丙烯酰氧基十二烷基溴化吡啶(MDPB)在复合树脂材料和粘结剂中均能显示出有效的抗菌性能。

    Zhang等报道,与单独使用MDPB或NAg相比,在牙科材料中同时加入5%MDPB+0.05%NAg时能获得更高的抗菌效果。有研究表明,与普通牙科树脂材料相比,含有0.042%NAg颗粒的复合树脂在色泽上无明显差异,但却能显著降低细菌生物膜的代谢活性,并可抑制变异链球菌的增殖和乳酸的产生。为了使黑色的NAg颗粒不影响树脂材料的美观,要求NAg颗粒在树脂中的含量不高于0.042%(质量比)。

    此外,其他纳米级的金属和氧化物颗粒也具有抗菌活性,如纳米级的铜、ZnO、TiO2等颗粒均已被证实具有显著的抗菌性能。有研究表明,将1%(质量比)的ZnO纳米颗粒掺入到可流动复合树脂材料中,可显著抑制变异链球菌的生长及增殖能力,且不会对复合树脂的机械性能产生不良影响。此外,将TiO2纳米粒子掺入釉质粘结材料中,同样也具有较强的抗菌作用。

    3.具有再矿化功能的正畸粘结剂

    研发具有促进再矿化功能的含Ca、P颗粒的正畸粘结树脂是防止WSL发生和釉质脱矿的另一条途径。有研究显示,含有Ca、P颗粒的复合树脂材料,其作为Ca、P离子储存器,能在酸性环境下释放Ca、P离子到牙齿表面,从而防止釉质表面软化并促进其再矿化。但含Ca、P粒度为1~55μm的传统复合树脂材料的机械性能较差。因此,又有学者应用粒径为116nm的无定形磷酸钙(NACP)纳米颗粒研发出了纳米复合树脂材料,并经检测发现,该材料在释放出Ca、P离子方面虽与传统含Ca、P复合树脂材料类似,但其机械性能提高了两倍,而且在促使脱矿釉质再矿化效能方面是传统复合材料的4倍;但该材料的Ca、P离子释放仅能持续几个月,此后便急剧减少。

    最近的研究表明,将NACP混合在由均聚甲基丙烯酸二甲基丙烯酸酯(PMGDM)和乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯(EBPADMA)组成的树脂中,并将样品浸入pH=4的溶液中使之排出Ca、P离子,然后再将样品浸入Ca、P离子溶液中进行再补充;结果显示,树脂中的Ca、P离子可以重复补充并重新释放,离子的再释放不仅未减少,还可掺入到口腔冲洗溶液中。然而,该研究仅测试了每天浸泡两次,每次浸泡3min的Ca、P离子补充方法,而其他补充时间和频率的效果未做测试。

    最近,有学者研发了具有Ca、P离子再补充和再释放能力的PEHB+NACP正畸粘结剂,其中PEAB由44.5%(质量比)PMGDM、39.5%EBPADMA、10%甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、5%双酚A缩水甘油基二甲基丙烯酸酯、1%苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化磷组成;先通过喷雾干燥法制备NACP(平均粒径预先测量为116nm),然后再将NACP与PEHB树脂以40%的质量比进行混合,使之形成含Ca、P的正畸粘合剂(称为PEHB+NACP)。其中40%NACP具有高水平的Ca、P离子释放和良好的机械性能,并可通过Ca、P离子的重复补充以保持其长期释放,且不会因再补充/再释放循环次数时的增加而降低离子的释放。此研究表明,新的正畸粘结剂能长期保持Ca、P离子的释放,进而抑制釉质脱矿,以达到在正畸治疗过程中预防WSL形成的目的。然而,还需进一步通过体内模拟条件以评估新型PEHB+NACP正畸粘结剂对釉质WSL的抑制作用。

    4.模拟釉质再矿化的天然生物矿化法的应用

    有研究报道,应用与阿仑膦酸钠(ALN)缀合的羧甲基壳聚糖(CMC)和稳定无定形磷酸钙(ACP)可形成CMC/ACP纳米颗粒,并能以次氯酸钠(NaClO)作为蛋白酶,在体内将其分解为角质蛋白,使之降解为CMC-ALN基质并产生HAP@ACP核-壳纳米粒子;当有10mmol/L甘氨酸(Gly)引导时,HAP@ACP纳米颗粒即可有序排列并随之从无定形相转变为有序的棒状磷灰石晶体,可在酸蚀的釉质表面上实现定向和有序的仿生再矿化。

    此结果表明,发现和开发天然蛋白质类似物,将是促进釉质再矿化的有效策略。根据固定正畸患者釉质脱矿形成的机理和最新研究,预防釉质脱矿有以下途径:①加强口腔卫生,并及时清除牙齿表面堆积的菌斑;②新型正畸粘结剂的使用,如释氟正畸粘结剂、能增强釉质本身的再矿化能力且具有接触性抗菌和长期抗菌双重效果粘结剂,具有促进釉质再矿化效果的含Ca、P离子粘结剂等;③模拟釉质再矿化的天然生物矿化法的使用。

编辑: 陆美凤

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