钛合金和钴铬合金表面细菌黏附的实验研究

梁峥嵘

（上海市同仁医院口腔科，上海 200336）

钛合金和钴铬合金表面细菌黏附的实验研究

梁峥嵘

（上海市同仁医院口腔科，上海 200336）

目的比较钛合金（Ti-6Al-4V）和钴铬合金（Chromium-Cobalt alloy）表面口腔变形链球菌黏附能力的大小，研究表面粗糙度与细菌黏附的关系。方法将不同表面粗糙度的钛合金和钴铬合金试件进行变形链球菌体外黏附试验，采用菌落形成计数法测定试件表面的细菌黏附量。结果钛合金组的细菌黏附量少于钴铬合金组。二者的细菌黏附量均随表面粗糙度的增大而增加。结论钛合金较钴铬合金更利于减少由细菌引起的并发症，同时修复体表面严格的研磨抛光也能有效减少由细菌引起的并发症。

钛合金；细菌黏附；表面粗糙度

近年来，各种新型口腔修复材料被开发、应用，钛合金由于良好的生物相容性、抗腐蚀性和机械性能，且化学性能稳定、价格便宜，得到越来越广泛应用，是目前非常具有发展前途的口腔修复材料[1-2]。研究表明：由细菌引起基牙龋坏、牙周炎以及口腔组织炎是义齿修复后的常见并发症，常导致修复失败。因此修复材料表面的细菌滞留能力受到众多的关注。因此，本研究对不同表面粗糙度的钛合金和钴铬合金表面变形链球菌的黏附能力进行了研究，以分析钛合金在细菌黏附方面是否优于传统的钴铬合金。

1 材料与方法

1.1 试件制作：分别切割钛合金和钴铬合金为15 mm×8 mm×2 mm的试件72件，试件各分为三组A、B、C每组24件。A组的两种金属试件用600目的沙纸打磨，B组的种金属试件用600、800、1000目的沙纸打磨，C组的两种金属试件用600、800、1000、1200、1500目的沙纸打磨，最后均用轮抛光。

1.2 实验菌株和培养条件：①实验菌株：变形链球菌（S mutans ATCC10449）（上海市口腔医学研究所微生物实验室保存）。②菌株培养基：牛心、脑浸液琼脂平板及牛心、脑浸液培养基。③菌株培养条件：95% N、25% CO2，37 ℃。

1.3 细菌黏附实验：取保存的变形链球菌（ATCC10449）接种于100 mL牛心、脑浸液培养基中，5%CO2、95%N2，37 ℃培养18 h。取出增菌后的培养基，离心15 min，弃上清液。沉淀细菌用1 mol/L PBS洗涤，再次离心15 min，重复3次。沉淀细菌再次用1 mol/L PBS稀释，直到细菌浓度至A540nm=1.0。将钛合金组A、B、C，钴铬合金A、B、C组试件置于六份相同体积的牛心、脑浸液培养基中，并放入相同体积的实验菌液，封口后在5% CO2、95% N2，37 ℃环境中培养。

1.4 菌落形成单位（CFU）计数：培养24、48、168 h后，从每组中分别取出8个试件进行CFU计数。冲洗表面后将各试件分别放入1 mL无菌PBS液中超声洗涤l min，洗涤液行10倍系列稀释，选择能准确计数的最佳稀释度样液10 µL滴于琼脂平板表面，均匀涂布后培养48 h后进行菌落形成单位计数。

1.5 统计分析：采用SAS软件对菌落形成单位数进行统计分析。

2 结 果

2.1 培养24、48、168 h后试验结果分别见表1～3。

表1 培养24 h后试件表面细菌黏附结果（×CFU/mL）

表2 培养48 h后试件表面细菌黏附结果（×CFU/mL）

2.2 统计分析结果

2.2.1 培养24 h，细菌黏附量：钛合金A组＞钴铬合金A组，钛合金B组＞钴铬合金B组，钛合金C组＞钴铬合金C组，差别均有高度统计学意义（P＜0.01）；培养48 h和168 h，细菌黏附量均为：钛合金A组＞钴铬合金A组，钛合金B组＞钴铬合金B组，钛合金C组＞钴铬合金C组，差别均有高度统计学意义（P＜0.01）。

表3 培养168 h后试件表面细菌黏附结果（×CFU/mL）

2.2.2 培养24 h，细菌黏附量：钛合金A组＞钛合金B组＞钛合金C组，差别均有统计意义（P＜0.05）；钴铬合金A组＞钴铬合金B组＞钴铬合金C组，差别亦均有统计意义（P＜0.05）。同样，培养48 h和168 h后，钛合金A组＞钛合金B组＞钛合金C组，别差别均有统计意义（P＜0.05）；钴铬合金A组＞钴铬合金B组＞钴铬合金C组，差别亦均有统计意义（P＜0.05）。

3 讨 论

3.1 细菌黏附对口腔修复体疗效的影响：修复体表面的细菌黏附能引发龋病、义齿性口炎、牙周病等常见并发症。材料的细菌黏附是指细菌与材料表面特异性结合。对机体及生物材料的黏附性能是所有细菌的普通性能之一[3]。口腔内的变形链球菌这一性能尤其突出，吸附在黏膜上、牙齿表面、口腔修复材料表面，导致龋齿，牙周病等口腔疾病。本研究采用了菌落形成单位计数法来研究细菌的黏附能力，该方法准确、经济、操作简单。

3.2 合金种类对细菌黏附性能的影响：本实验采用的对应实验组试件在粗糙度及所处显示环境均严格控制，因此，材料种类的不同成为唯一影响因素。试验结果：培养24 h后，各组钛合金的细菌黏附量均小于对应表面粗糙度钴铬合金[4]；同样，培养48、168 h后，各组钛合金的细菌黏附量亦均小于对应表面粗糙度钴铬合金。结果表明钛合金表面细菌黏附量低于钴铬合金，同时提示钛合金修复体较钴铬合金修复体更能有效的控制细菌引起的并发症。

3.3 表面粗糙度对细菌黏附的影响：表面粗糙度是口腔修复材料表面细菌黏附的重要影响因素[5]。本研究显示：在培养24、48、168 h后，钛合金和钴铬合金表面的细菌黏附量均与表面粗糙度呈正相关。因此，在临床口腔修复中，一定要严格研磨抛光修复体，以最大限度的降低修复体表面的细菌黏附量。

[1]Sardin S,Morrier JJ,Benay G,et al.In vitro streptococcal adherence on prosthetic and implant materials.Interactions with physicochemical surface properties[J].Oral Rehabil,2004,31(2):140-148.

[2]Grivet M,Morrier JJ,Benay G,et al.Effect of hydrophobicity on in vitro streptococcal adhesion to dental alloys[J].Mater Sci Mater Med,2000,11(10):637-642.

[3]Zhang F,Zhu M,She W.A study on the cariogenic bacteria of plaque on abutment teeth of casting and wrought wire clasp removable partial dentures[J].Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi,1999,34(1):373-9.

[4]陈治清.口腔材料学[M].2版.北京:人民为生出版社,2001.

[5]刘正.口腔生物学[M].2版.北京:人民为生出版社,2003.

Adhesion of Oral Microorganisms on Ti-6Al-4V Alloy and Chromium-Cobalt Alloy

LIANG Zheng-rong
(Department of Stomatology, Tongren Hospital of Shanghai, Shanghai 200336, China)

ObjectiveThis study compared the adhesion of oral streptococcus mutans to Ti-6Al-4V alloy and Chromium-Cobalt alloy in vitro, and studied the correlation between surface roughness and bacteria adhesion.MethodsThe quantification of the attached bacteria on the surfaces of the material was assayed by means of clone forming unit (CFU)method 24, 48, 168 hours after the bacteria were seeded onto the Ti-6Al-4V alloys and Chromium-Cobalt alloys of the different surface roughness.ResultThe quantification of the attached bacteria on the surfaces of Ti-6Al-4V alloy is more than Chromium-Cobalt alloy with the increans of roughness, bacteria adhered on two kinds of sample improved in amount.ConclusionCompared with Chromium-Cobalt alloy, Ti-6Al-4V alloy can decrease the complication caused by attached bacteria, further more, grinding and polishing the surface of the prothesis can reduce the complication caused by attached bacteria.

Ti-6Al-4V alloy; Bacterial adhesion; Surface roughness

R-33

B

1671-8194（2015）07-0038-02