烤瓷表面抛光和上釉对其表面粗糙度及细菌黏附的影响

薛莉 孟玉坤 唐霞

（1.成都大学附属医院 口腔科，成都 610081；2.四川大学华西口腔医院 修复科，成都 610041；3.重庆医科大学附属口腔医院 修复科，重庆 400015）

烤瓷表面的粗糙程度直接影响口腔细菌在其表面的黏附，较粗糙的瓷表面容易黏附细菌，进而可能造成菌斑堆积、基牙和邻牙龋坏等。不同的磨光和抛光方法对烤瓷牙表面光滑程度有较大影响。临床上调改过的瓷表面粗糙不平，暗淡无光泽，既影响美观，又容易造成菌斑堆积，影响口腔卫生。虽然已有较多的抛光器材问世，但临床修复科医生最常用的抛光方法还是专用橡皮轮抛光。临床实践显示：仅用橡皮轮抛光的瓷表面其光滑程度虽有改善，但与上釉的瓷表面仍有差距。若送回制作中心上釉，则耽误患者较长的时间，且反复烧结对烤瓷的强度和颜色有一定影响。本实验通过比较3种不同抛光方法（以自身上釉为对照）对烤瓷表面粗糙度的影响，以及所造成的不同粗糙度瓷表面对口腔主要致龋菌——变异链球菌在其黏附的影响，探讨一种可行的替代烧结法自身上釉的抛光方法。

1 材料和方法

1.1 主要材料

钴铬烤瓷合金（上海常平实业有限公司），遮色瓷底膏、结晶粉、釉质瓷粉（Ceramco3，Dentsply公司，美国），400、600、800目水砂纸（湖北玉立砂带集团股份有限公司），PA金刚石橡皮轮（SHOFU公司，日本），金刚石抛光膏（Ersta公司，德国），Cr2O3绿色抛光膏（上海医疗器械股份有限公司齿科材料厂）等。

1.2 主要设备

ⅢA型自动可编程真空烤瓷炉（洛阳中钢集团洛阳耐火材料研究院），DGZ-50高频铸造机（天津市医疗设备厂），CL-FSG3喷砂机（Heraeus Hanau公司，德国），原子力显微镜（SPA400，精工公司，日本），DY-2厌氧培养箱（浙江义乌冷冻机总厂），YS2-H光学显微镜（Nikon公司，日本）。

1.3 烤瓷试件的制作和表面分析

制作圆形钴铬合金烤瓷试件金属基底（直径10mm，厚度0.4mm）24枚，400目砂纸打磨去除金属片表面氧化层，对金属片的一面进行氧化铝（Al2O3）喷砂，超声清洗10min，自然干燥后对金属基底常规预氧化、遮色底膏烧附、体瓷烧结和上釉。将烧结完成的瓷片表面用相同粒度砂轮、同样力度均匀打磨瓷表面后随机分成橡皮轮组（A组）、抛光膏组（B组）、上釉组（C组），每组8个试件。各组烤瓷试件的打磨抛光程序如下。A组：400、600、800目砂纸依次打磨60 s；橡皮轮抛光60 s。B组：400、600、800目砂纸依次打磨60s；橡皮轮抛光60 s；绒轮加抛光膏抛光60 s。C组：400、600、800目砂纸依次打磨60 s；自上釉。对无瓷覆盖的金属面用400、600、800目砂纸、绒轮加氧化铬抛光膏进行相同抛光[1]。

采用原子力显微镜测试试件表面的粗糙度Ra（每个试件随机选取5个测试点，将5个测试点的Ra平均值作为此试件的Ra），并根据测试数据对试件表面形貌进行三维重建。

1.4 变异链球菌与烤瓷试件的共同培养及表面黏附的变异链球菌个数计数

将烤瓷试件用超声清洗10min，75%乙醇消毒10min，高温高压蒸气灭菌后备用。对变异链球菌菌液进行稀释，使其浓度达到1×109CFU·L-1。在24孔板每孔中放1个烤瓷试件，其烤瓷加工面向上，使其与水平面夹角约为30°～45°。每孔加入1.5mL菌液，置于兼性厌氧环境中（37℃，80%N2，10%CO2，10%H2）培养24 h。

将烤瓷试件取出，试件表面用PBS缓冲液每次1mL冲洗3次，在冲洗表面残留的培养液及非附着菌块后，放入装有5mL无菌PBS液的试管中，在超声洗涤仪中振荡5min，取振荡液5μL接种于TPY琼脂固体培养基上，置于兼性厌氧环境中培养24 h后进行菌落形成单位计数，并进一步根据稀释倍数计算原振荡液的菌落形成单位，统计分析不同抛光方法瓷表面黏附的细菌数。

2 结果

2.1 试件表面形貌和表面粗糙度

烤瓷表面用粗砂轮调改后表面黯淡无光泽，用砂纸和橡皮轮抛光后表面略显平整，但仍然无光泽。用抛光膏抛光后，瓷面平整且有光泽，与C组瓷表面类似。原子力显微镜测量A、B、C组试件瓷面粗糙度Ra分别为（104.47±16.88）、（19.09±2.01）、（9.86±6.96）nm。结果显示：A组瓷面粗糙度大于B和C组（P＜0.05），B组接近C组的光滑程度（P＞0.05）。三维重建图片显示：B组表面有抛光膏颗粒留下的细微划痕，但少见较大的凹陷；而C组瓷表面有为数不少的凹陷或突起。临床常用的橡皮轮抛光法虽然对瓷面粗糙度有一定的改善，但瓷面仍然比较粗糙，与B和C组有明显的差别（图1）。

2.2 烤瓷表面粗糙度对细菌黏附的影响

变异链球菌菌落形成情况见图2。变异链球菌在A、B、C组瓷表面黏附的菌落计数分别为（3.84×105±1.40×105）、（2.83×104±1.25×104）、（3.70×104±1.94×104）CFU·mL-1。烤瓷表面经调磨后，仅用橡皮轮抛光的瓷面，较之抛光膏抛光和上釉的瓷面黏附了更多细菌（P＜0.01）。用抛光膏抛光的烤瓷表面与上釉后瓷表面粗糙度相似，B组瓷表面黏附的变异链球菌数量与C组差异无统计学意义（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 抛光和上釉对瓷的影响

烤瓷表面经调改后为了重获光滑的表面，通常是在瓷表面进行上釉，方法包括自上釉和釉粉上釉，但釉粉上釉有时会使咬合升高和邻面增厚，引起患者不适，又需再次调改。而反复烧结对烤瓷的性能有一定影响。况且，临床上计算机辅助设计与制作的瓷嵌体和瓷贴面的边缘等都只能用抛光的方法获得光滑的表面。为此，不少学者研究了瓷表面的抛光方法和抛光效果。目前临床常用的口腔陶瓷抛光器材包括金刚砂针、金刚砂橡皮轮、金刚石抛光膏、浮石粉和氧化铝抛光粉等。各种检查材料表面的方法也被用于观察瓷表面抛光的效果。

抛光和上釉都能降低瓷表面粗糙度，多数研究认为抛光可以达到与上釉相同或接近的光滑程度。张宁宁等[2]对20个烤瓷试件（Vita VMK68体瓷粉）表面分别进行自上釉和抛光处理后，比较发现抛光组粗糙度与上釉组相似。但上釉组局部有粗糙面，而抛光组表面偶见有划痕。目前，已被应用于抛光陶瓷的方法有多种，如使用金刚石磨头、金刚石抛光膏、氧化铝抛光粉和金刚砂橡皮轮等。就这些抛光手段的效果而言，金刚石磨头即使是细粒度也难以获得较满意的瓷面[3]；采用金刚石抛光膏配绒轮，可以取得相对较好的抛光效果。

瓷粉种类也影响抛光的效果。Goldstein等[4]发现用同样的抛光系统抛光Ceramco瓷和Biobond瓷，前者表面抛光效果要优于后者。不同种类的瓷表面抛光效果不同可能与瓷粉颗粒大小有关，更主要可能与瓷内部所含小气孔数量有关。因为调磨后暴露于瓷表面的气孔用抛光方法是无法完全去除的，而上釉则可以去除这些小气孔。因此，如果不同种类的瓷粉在调和时掌握好粉液比、上瓷时使用提振手法使瓷粉颗粒很好地缩聚，使其在烧结后尽量少含气孔，理论上讲抛光可达到与上釉相似的光滑度。

3.2 细菌黏附和修复材料表面粗糙度

基牙龋坏和牙龈炎症是临床冠桥修复后常见的并发症，菌斑是这些疾病的始动因子。大量研究表明，表面粗糙度对细菌附着特别是早期附着有较大影响[5]。粗糙的修复材料表面可为细菌提供黏附场所，并产生屏蔽保护作用，使细菌免受唾液流动、咀嚼吞咽及口腔清洁措施的影响[6-7]。烤瓷修复体由于制作的原因，其内部常存在一些气孔，调磨不但使表面变粗糙，而且会使这些气孔暴露，成为细菌黏附、逃避唾液冲刷剪切力的避难所。

变异链球菌作为口腔主要致龋菌，所具有的强致龋力与其对牙面的黏附和糖代谢特点有关。Quirynen等[6]认为细菌在牙面上的初始黏附分为两步：细菌首先通过钙桥作用、氢键作用、疏水作用等分子间力克服静电排斥力而微弱地、可逆地黏附于牙面；然后细菌与唾液蛋白间形成更强的短距离结合力，牢固地、不可逆地黏附于牙面。近年来对细菌黏附的生物学机制进行深入研究发现，细菌表面具有蛋白样成分即黏附素[8]，以立体化学的特异方式结合到组织表面的受体或补体分子上，即细菌通过黏附素与获得性膜的受体特异性地结合，使细菌牢固的黏附[9]。正是由于细菌的初始黏附由可逆黏附和牢固黏附两个阶段组成，材料表面的划痕、裂缝、沟纹等为细菌提供逃避唾液冲刷剪切力的庇护，使之度过可逆黏附阶段而进入牢固黏附阶段就显得尤为重要[6-7]。

本实验结果显示：不同粗糙度瓷表面对变异链球菌黏附的影响方面，抛光膏组瓷表面粗糙度与上釉组相似，瓷表面黏附的细菌数差异无统计学意义（P>0.05）。与Kawai等[10]的实验结果相似。因此，对于烤瓷调磨形成的粗糙表面，应该进行上釉或用金刚石抛光膏抛光以重获烤瓷光滑的表面，减少细菌在瓷表面的附着。

[1]陈治清.口腔材料学[M].4版.北京：人民卫生出版社,2004：198-199.Chen Zhiqing.Science of dentalmaterials[M].4th ed.Beijing：People’s Medical Publishing House,2004：198-199.

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[9]张鹰,文玲英.变异链球菌黏附相关分子及其针对性免疫防龋的研究进展[J].中华老年口腔医学杂志,2010,8（2）：120-123.Zhang Ying,Wen Lingying.The research of Streptococcus mutans adhesion factor and effect of prevention of caries[J].Chin JGeriatric Dent,2010,8（2）：120-123.

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