针对牙体缺损、牙列缺损及牙列缺失等常见口腔问题，口腔临床治疗中多采用全冠、可摘局部义齿、全口义齿等方式来进行缺牙的修复。口腔用金属材料作为常用的口腔修复材料之一，被广泛地应用于口腔修复领域。口腔是一个微生物种类复杂、数量众多且关系密切的微生态环境，各种微生物共同维持着口腔内的生物稳态，细菌作为口腔微生物中的重要组成部分，其在口腔生物稳态的维持中发挥着重要的作用。
在口腔修复过程中，细菌常会黏附于金属修复体的表面。细菌的黏附特性受到多种因素的影响，主要包括细菌的种类、材料的类型及其表面性能，以及宿主因素。此外，金属修复体的化学组成、材料表面的粗糙度、获得性薄膜的形成、临界面的张力、表面自由能（surface free enegy,SFE）及所带电荷等特性也会对细菌的定植及黏附产生影响。
1. 口腔细菌的生物学特性
口腔微生态环境中存在多种微生物，它们之间相互制约、相互依存，保持着一种动态平衡。当口腔环境发生变化时，某些细菌可能会过度繁殖，导致口腔疾病的发生。如口腔内佩戴有修复体，口腔内的细菌可能会黏附于修复材料的表面，从而诱发口腔疾病。唾液中的蛋白质会优先吸附于修复体表面，形成一层约为0.5-4.0μm厚的获得性薄膜。随后，口腔内的细菌会黏附在该薄膜上，并开始增殖聚集，逐渐形成菌斑。
唾液蛋白对材料界面的黏附具有选择性，材料界面的差异可以影响获得性薄膜中蛋白质的组成，导致不同材料表面形成的获得性薄膜化学成分不一致。而口腔微生物将这些蛋白质识别为其作用靶点，进而在材料界面生长并聚集。口腔唾液中的钙离子在细菌黏附过程中扮演着重要角色。
钙离子带有正电荷，而细菌和唾液蛋白均带有负电荷，二者在钙离子的介导下，通过静电作用形成了“细菌-钙离子-唾液蛋白”复合体，唾液蛋白通过选择性地吸附于材料表面形成获得性薄膜，进而促进了细菌的黏附。口腔内各细菌微生物的亲水性能及产生粘性物质的能力有差别，亦可在不同程度上影响细菌的黏附性能。
2. 金属材料的表面特性对细菌黏附的影响
近年来，对于口腔修复用金属材料的研究除了着重于不同材料性能的对比之外，还致力于探索各材料表面特性与口腔微生物之间的相互作用。研究表明，不同的金属材料因其SFE不同，导致其表面黏附的细菌数量、细菌类型以及细菌活力存在差异。
除上述因素外，微生物与金属的初始接触还受其它多种因素的影响，包括金属修复材料的表面化学组成、表面形态和粗糙度、表面亲水性和疏水性、表面电荷情况、临界面张力、抗凝血性能等。此外，细菌的SFE及悬浮介质的表面张力也是重要的影响因素。因此，口腔修复用金属材料的种类不同对细菌黏附作用的影响也不尽相同。
2.1表面自由能与细菌黏附
金属材料的SFE是指其表面所具有的内能，与材料表面的润湿性有关，SFE越高，材料亲水性越强，越容易被大分子物质所吸附。SFE与材料本身的属性有关，口腔修复常用的三种金属材料中纯钛SFE最高，其次是镍铬合金，钴铬合金SFE最小。有相关研究表明，口腔用贵金属合金的SFE高于非贵金属合金。
相关研究表明，口腔修复材料的SFE可被获得性薄膜所改变。进一步研究发现，获得性薄膜下修复材料的SFE亦会影响获得性薄膜的细菌黏附量。具体而言，如果修复材料的SFE较高，其获得性薄膜上的细菌黏附量较多；反之，如果修复材料的SFE较低，则其获得性薄膜上的细菌黏附量降低。推测修复材料的SFE可能通过影响获得性薄膜中唾液糖蛋白的理化性质，间接影响了细菌的黏附。
此外，基质的SFE对微生物的黏附具有显著影响，即不同的微生物对于基质的黏附具有选择性。其中低SFE的微生物更倾向于黏附于低SFE的基质，高SFE的微生物更容易黏附于SFE高的基质，Weerkamp等发现口腔中存在的大部分细菌都有较高的SFE。由于受口腔内菌群种类的影响，SFE高的金属基质比SFE低的金属基质黏附的微生物多，因此，可通过应用SFE低的金属修复体或对金属表面镀膜降低金属SFE，从而有效减少细菌的黏附以及菌斑的形成，进而降低龋病、牙周病和黏膜病的发生率。
2.2表面粗糙度与细菌黏附
微生物黏附是导致微生物相关的口腔组织病变以及修复材料腐蚀降解的首要条件，而修复材料的表面粗糙度对于微生物黏附能力的影响尤为关键。研究表明，材料表面粗糙度与细菌黏附量呈正相关。材料表面的刻痕、沟纹等部位是细菌黏附的优势部位，这些部位可为细菌提供避难所，使得细菌能够克服口腔的自洁作用。
同时，粗糙面可供细菌黏附的表面积相对增大，进一步增强了微生物在修复材料表面的附着能力。因此，修复材料的表面粗糙度对于口腔组织病变及修复材料的腐蚀降解具有重要影响。金属支架表面形态可分为皱纹形和平面形，与平面形相比，皱纹形表面更易引起细菌的滞留和黏附。因此，修复体制作时在满足功能的前提下应尽可能地采取平面形表面，并且修复体制作完成患者佩戴前应尽可能地抛光，以最大限度地减少细菌的黏附。
3. 金属材料的种类与细菌黏附
既往的研究认为光滑的金属表面可减少早期生物膜形成过程中初始细菌的附着。但在抛光钴铬和切削钛的一项研究中，将与牙周炎症相关的龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌、中间普氏菌和放线杆菌等四种细菌接种至两种不同材料表面，结果显示牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌在高度抛光的钴铬合金表面和粗糙的钛表面的覆盖率均较高。尽管钴铬合金拥有光滑的表面，但仍然获得了较多细菌的黏附。结果表明，细菌的黏附性能除受金属表面特性的影响之外，与金属材料的种类也有一定的相关性。
4. 金属材料的制作工艺及表面改性对细菌黏附作用的影响
4.1制作工艺与细菌黏附
选择性激光熔覆技术（selective laser melting,SLM）是基于CAD/CAM系统的一项技术。在口腔修复领域，钴铬合金、钛及钛合金等材料通过SLM技术制作出的试件细胞毒性低，耐腐蚀性高，并具有良好的生物力学性能。应用SLM技术，切削法以及铸造法制作的钴铬合金表面经过抛光处理后，其表面粗糙度基本无差别，金属制作工艺对其表面特性的影响基本一致。
应用SLM处理后的钛金属表面粗糙度明显小于切削钛、铸造钛。钛金属表面粗糙度受制作工艺的影响较大，而细菌黏附量与表面粗糙度明显相关，粗糙度越大细菌黏附量越多，钛金属的表面特性因不同的制作工艺而异，细菌的黏附性能因钛表面特性的差别而不同。因此，通过对钛表面进行SLM改性，构建出不同的表面形貌，可减少细菌的黏附。
4.2表面改性与细菌黏附
金属材料的表面镀膜是指应用多弧离子镀技术、氮离子溅射和氮等离子浸没注入等技术在金属表面沉积一层致密均匀的氮化钛膜来改变金属修复材料表面性能，以期达到减少细菌黏附的效果。研究表明，经过氮化钛膜镀膜处理后的镍铬和钴铬合金表面，其细菌黏附量明显减少。同时，氮化钛膜对细菌的抑制作用会随着黏附时间的延长而持续存在。这表明氮化钛涂层能够有效地减少细菌黏附，从而降低与细菌相关的修复后并发症的风险。
另外，金属材料表面的亲疏水性能对细菌黏附也有重要影响。润湿性是材料表面亲疏水性能的直接反映，有研究表明，经过镀膜处理后，材料表面的润湿性降低，提高了材料的疏水性，从而减少了细菌黏附。通过氮离子溅射和氮等离子浸没注入两种方式，均可有效抑制细菌在纯钛表面黏附。然而，相比于氮离子溅射，氮等离子浸没注入在抑制细菌黏附方面的效果更为显著。
近年来，越来越多的研究转向具有抑制材料表面细菌生长的涂层方向的研究，包括壳聚糖修饰的银纳米颗粒涂层、多巴胺修饰海藻酸钠涂层等，通过抑制细菌在材料表面的黏附，在一定程度上减少了细菌造成的口腔损害。
综上所述，理想的口腔修复材料应具有较低的SFE、适合的表面形态及较低的粗糙度等物理性能，其化学组成或释放物可减少细菌的黏附及菌斑的形成，必要的情况下可采用SLM技术或采用在修复体表面添加抗菌涂层等方法来减少细菌的黏附，通过对菌斑进行控制，减少修复后继发龋、牙龈炎和牙周炎等并发症的发生。
