渗透树脂联合生物活性玻璃对早期脱矿牙釉质表面显微硬度及再矿化的影响

王 芹 李立恒 王 蕊

（河北北方学院附属第一医院口腔科，张家口 075000）

随着人们生活水平不断提高，患者对牙齿美观度的要求越来越高，口腔正畸需求也随之增多。临床固定矫治器为广泛应用的高效能矫治措施，相关研究表明固定矫治患者正畸治疗结束后多存在50%～70%不同程度的釉质脱矿[1-2]。釉质脱矿即早期釉质白垩色病变，临床主要表现为牙釉质白垩色改变或棕色龋斑，表面无光泽，粗糙度较大。龋病早期阶段的釉质表面层损害较少，但表面层下方表现为显著脱矿，是由于釉质龋损体部以微晶脱矿为主，脱矿与再矿化同时存在导致[3-4]。因此在釉质龋早期阶段阻止脱矿进一步发展极其重要。既往临床多用氟化物治疗早期釉质龋再矿化治疗，依赖患者依从性，部分病例出现再脱矿现象。近年来发展起来的渗透树脂具有极高流动性与渗透性，通过酸蚀预处理牙表面，可去除矿化较高的表层结构与玷污层，显露孔隙，渗透树脂利用毛细虹吸作用渗透到釉质微孔结构，从而阻断龋病继续发展[5]。但临床研究表明：早期治疗釉质龋后仍存在部分病例伴有继发龋。生物活性玻璃是一种生物活性材料，在体内可以形成羟磷灰石样结构，促进并诱导骨形成，对口腔内常见细菌具有抑菌作用[6]。本研究通过研究渗透树脂联合生物活性玻璃对早期脱矿牙釉质表面的显微硬度及对再矿化的影响，以期为临床早期脱矿牙的治疗提供依据。

1 材料和方法

1.1 主要材料与仪器

1.1.1 收集牙齿标本 收集2021 年6 月至2022年4 月本院收治的80 例因正畸治疗拔除的前磨牙、埋伏阻生恒牙及阻生的第三磨牙，患者平均年龄（16.75±2.83）岁，从中选取牙釉质发育及矿化良好、表面光滑无隐裂、无异常着色、无龋坏的牙齿共120 颗，置于生理盐水中放4℃冰箱中保存。患者及家属已填写知情同意书，且本研究经院伦理委员会审核通过（批准号：YYLL202106DL02）。

1.1.2 材料与仪器 60 g/L 生物活性玻璃溶液；渗透树脂；人工脱矿液，主要成分包含2.2 mmol/L 的Ca（NO3）2、2.2 mmol/L 的KH2PO4、50 mmol/L 的CH3COOH，通过氢氧化钠调整至4.5；人工唾液（采用ISO/TR1027 标准人工唾液配方），主要包含0.4 g/L NaCl、0.4g/L KCl、0.795 g/L CaCl2·2H2O、0.78 g/L NaH2PO4·2H2O、0.005 g/L Na2S·2H2O、1 g/L Urea，通过氢氧化钠调整溶液pH 至6.8。德国DMG 公司生产的Icon 渗透树脂，北京大清生物有限公司生产的45S5 生物活性玻璃，北京时代四合科技有限公司生产的显微维氏硬度计，美国FEI 公司生产的Quanta 200 型扫描电子显微镜。

1.2 方法

1.2.1 样本制备 所有牙齿均进行冠根分离，取牙冠唇颊面为样本面，其余面包埋在环氧树脂中，流动去离子水下依次通过600＃、1200＃、2500＃、5000＃碳化硅砂纸打磨与抛光，正中4 mm×4 mm位置保留一个平坦开窗区，其余部位均涂布2 层耐酸指甲油保护，共制备120 个样本。

1.2.2 牙釉质表面脱矿模型建立及分组 将制备好的标本浸泡在人工脱矿液中，并置于37℃电热恒温箱中，在100 r/min 条件下混合振匀，每隔24 h更换一次人工脱矿液，测量其pH 值，保持该浓度不变。72 h 后取出，大量去离子水冲洗、吹干，可看到唇颊面开窗区存在显著白垩色牙釉质脱矿区域，此时模型成功构建。采用随机数字表法将120 个标本分为4 组，每组30 颗，分别为空白对照组（A 组）、渗透树脂组（B 组）、渗透树脂联合氟化钠组（C 组）及渗透树脂联合生物活性玻璃组（D 组）。

1.2.3 再矿化处理 B 组、C 组、D 组先通过渗透树脂处理，吹干后通过Icon-盐酸凝胶酸蚀剂处理2 min，清水冲洗30 s 后气枪吹干，Icon-干燥剂处理30 s 后吹干，用小毛刷把渗透树脂（德国DMG公司）均匀涂布在牙釉质开窗区表面，3 min 静置后光固化40 s，通过抛光蝶抛光牙釉质表面。然后将A、B 组浸泡于人工唾液中；C 组于氟化钠溶液（0.1%）中浸泡5 min，2 次/d；D 组于生物活性玻璃溶液（60 g 生物活性玻璃溶于940 ml 去离子水中，6%生物活性玻璃溶液）中浸泡5 min，2 次/d，处理完毕后均浸泡于人工唾液中，所有浸泡操作均于37 ℃恒温箱中进行，为期4 周的再矿化处理。

1.2.4 再脱矿处理 将各组样本再次浸入人工脱矿液中，并置于37 ℃电热恒温培养箱中，每隔24 h 更换一次溶液，测量pH 值并保证浓度不变，3 次后取出，用大量去离子水冲洗后置于人工唾液中。

1.3 观察指标

①各组样本处理前、脱矿后、再矿化处理后及再脱矿处理后牙釉质表面粗糙度：选取每组10颗标本，通过TR220 表面粗糙仪检测各组牙釉质处理前、脱矿后、再矿化处理后及再脱矿处理后的粗糙度，在开窗区10 μm×10 μm 位处分别测量中心点、上、下、左、右4 个象限中各一个随机点的粗糙度，共测量5 个点计算平均值，作为最终表面粗糙度。②各组样本处理前、脱矿后、再矿化处理后及再脱矿处理后牙釉质表面硬度：选取每组10 颗标本，通过显微硬度仪检测各组牙釉质处理前、脱矿后、再矿化处理后及再脱矿处理后牙釉质的显微硬度值，沿作用面中线上中下随机选取3 个点，负荷为100 g，作用15s，取3 个测量点平均值作为最终显微硬度值。③各组样本再脱矿24 h、48 h 和72 h 后钙容量测定：分别于第24 h、48 h 和72 h 从脱矿液中取出1 mL，用邻甲酚酞络合酮比色法，在生化分析仪上测定各样本脱钙液中的钙离子浓度值，计算各时间点脱矿液中的钙溶出总量。④各组在矿化后荧光染色情况：釉质再矿化、再脱矿处理结束后取出样品,浸入配制0.1 mmol/L 罗丹明 B 溶液中，在 37 ℃恒温水浴箱中放置 1 h，取出后用大量去离子水冲洗，分别切取0.2 mm 厚的切片置于载玻片上,干燥后置绿色激发块荧光显微镜下,保持所测图片拍摄条件一致,观察荧光渗透情况（红色部分代表脱矿区）。测量图片所有区域内荧光面积（A）及总荧光密度（TF）以及平均荧光密度（AF）。治疗前后的观察对比见图1。

图1 治疗前后牙面比较

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 牙釉质表面粗糙度

处理前、脱矿后各组间表面粗糙度值的比较结果显示差异无统计学意义（P＞0.05），再矿化处理后，各组的表面粗糙度值较初次脱矿后显著下降（P＜0.05），再脱矿处理后，各组的粗糙度值均出现明显升高（P＜0.05），其中A 组显著高于初次脱矿后（P＜0.05），B、C、D 组明显低于初次脱矿后（P＜0.05），组间比较的差异有统计学意义（P＜0.05）；再矿化处理后的及再脱矿处理后组间比较粗糙度值为A＞B＞C＞D（P＜0.05），见表1。

表1 各组样本处理前、后的牙釉质表面粗糙度（，μm）

表1 各组样本处理前、后的牙釉质表面粗糙度（，μm）

注：与A 组相比，aP＜0.05；与B 组相比，bP＜0.05；与C 组相比，cP＜0.05；与同组脱矿后比较dP＜0.05

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2.2 牙釉质表面硬度

处理前、脱矿后各组间的牙釉质表面硬度比较结果显示差异无统计学意义（P＞0.05），再矿化处理后，各组牙釉质显微硬度值较初次脱矿后明显升高（P＜0.05），脱矿处理后组牙釉质显微硬度值明显降低（P＜0.05），其中A 组明显低于初次脱矿后（P＜0.05），B、C、D 组仍显著高于初次脱矿后（P＜0.05）；再矿化处理后及再脱矿处理后组间比较粗糙度值为A＜B＜C＜D（P＜0.05），见表2。

表2 各组样本处理前、后的牙釉质表面硬度（，HV）

表2 各组样本处理前、后的牙釉质表面硬度（，HV）

注：与A 组相比，aP ＜0.05；与B 组相比，bP ＜0.05；与C 组相比，cP ＜0.05；与同组脱矿后比较dP ＜0.05

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2.3 再脱矿24 h、48 h 和72 h 后的钙溶出量测定

再脱矿24 h、48 h 和72 h 后的钙溶出总量结果显：示D ＜ C ＜ B ＜ A（P＜0.05），见表3。

表3 各组样本再脱矿24、48 和72 h 后钙含量测定（，%）

表3 各组样本再脱矿24、48 和72 h 后钙含量测定（，%）

注：与A 组相比，aP＜0.05；与B 组相比，bP＜0.05；与C 组相比，cP＜0.05

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2.4 矿化后荧光染色情况

A 组、B 组、C 组的A、TF 显著低于D 组（P＜0.05），但B 组与C 组的A、TF 差异无统计学意义（P＞0.05），各组间的AF 值比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表4。

表4 各组在矿化后荧光染色情况（）

表4 各组在矿化后荧光染色情况（）

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3 讨论

牙釉质脱矿为釉质龋的表现，饮食结构中的致龋因素、正畸治疗与口腔卫生状况等均为牙釉质脱矿的好发原因。牙釉质脱矿后牙齿表面完整的釉质结构出现较多微小空隙，利于有机酸与致病菌的扩散，若未及时干预治疗将会发展为龋病，致使牙釉质发生实质性缺损[7-8]。因此早期治疗牙釉质脱矿对于阻断龋病发展、牙体硬组织保护及牙齿美观度保持等均有着重要意义。渗透树脂是一种黏度较低且流动性较高的树脂材料，可渗透牙釉质脱矿区，且在脱矿区内形成一定屏障，从而阻断龋病的发展[9]。相关研究指出渗透树脂可有效改善牙釉质脱矿位置的白垩色斑块状改变，改善牙齿美观度。但另有研究指出渗透树脂渗透范围仅达到牙釉质脱矿区的75%左右，即使脱矿表层也无法实现完全渗透。生物活性玻璃是一种以Na2O、CaO、P2O5等为主要成分的活性材料，在体内可形成羟磷灰石样结构，诱导并促进骨形成，且可抑制空腔内常见细菌繁殖，具有良好的生物相容性[10-11]。

本研究通过将80 例患者的120 颗牙齿随机分为4 组，分别予以渗透树脂、渗透树脂联合氟化钠及渗透树脂联合生物活性玻璃处理后，结果显示单一渗透树脂处理后，牙釉质表面粗糙度较脱矿后显著降低，牙釉质显微硬度显著升高，但在脱矿处理后牙釉质表面却出现升高，而牙釉质显微硬度降低，这与张迪等[12]研究结果相似。渗透树脂联合氟化钠处理后的效果较单一渗透树脂与对照组更优，这与岳阳丽等[13]的研究结果相似。但该治疗方法需多次复诊并严格保障口腔卫生，依从性不良患者易出现牙釉质表面龋损，另过量氟化物的摄入会导致机体氟中毒。但渗透树脂联合生物活性玻璃处理后的釉质表面粗糙度、牙釉质显微硬度均显著高于其他3 组，这与葛荣晖等[14]研究结果具有相似性。分析原因可能是因为生物活性玻璃补充了渗透树脂未能完全渗透的牙釉质微孔，改善粗糙度的同时提高显微硬度。其再矿化原理主要是接触唾液后颗粒中的钠离子与唾液里的氢离子结合，从而升高溶液pH 值，利于钙、磷等离子释放，与唾液中相关离子共同落于牙齿表面并沉积，形成类羟基磷灰石，促使脱矿牙釉质发生再矿化。本研究结果显示：再脱矿24 h 后D 组钙溶出总量显著高于B 组，再脱矿72 h 和144 h 后钙溶出总量D＜C＜B＜A，这与梁非照等[15]研究结果相似。分析原因可能是因为由于透树脂联合生物活性玻璃虽能迅速在釉质表面形成矿物沉淀并堵塞釉质表层微孔，但这一过程反而会限制深层脱矿釉质的再矿化，故其抵抗再脱矿的能力也出现下降。荧光显微镜为紫外线光源，用来照射被检测物体，使其发出荧光，在显微镜下观察物体形态与所在位置。牙釉质自身无法发光，在染料染色后经紫外线照射后可发荧光。荧光染料小分子可进入脱矿牙釉质微孔中，脱矿区荧光强弱大小及数量均可通过荧光强弱程度表示。本研究结果显示：A 组的A、TF 均显著低于B 组与C 组，但B 组与C 组的A、TF 差异无统计学意义，各组间的AF 值比较差异无统计学意义。这一结果再次证明了生物活性玻璃补充了渗透树脂未完全渗透的脱矿牙牙釉质微孔，提高了渗透树脂治疗早期釉质龋的抗脱矿能力。

综上所述，渗透树脂联合生物活性玻璃修复早期脱矿牙的牙釉质脱矿效果及抗脱矿稳定性均更优，具有临床推广应用价值。

4 结论

渗透树脂、生物活性玻璃均能增强早期釉质脱矿后的硬度，渗透树脂联合生物活性玻璃修复早期脱矿牙的牙釉质脱矿效果优于单一使用，可能原因是两种方式联合使用后能降低釉质微孔率，提高显微硬度及荧光度，减少了继发龋的发生。