岳陽(yáng)麗,馬貴霞,陳藝鑫,劉翠麗
(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 牙體牙髓科,河南 鄭州 450052)
牙本質(zhì)敏感癥在臨床上較為常見,目前的抗敏治療方法主要是在牙本質(zhì)小管中形成沉淀和降低神經(jīng)傳導(dǎo)性兩個(gè)途徑[1]。生物活性玻璃(bioactive glass,BG)是一種近年來(lái)被用于多種醫(yī)療領(lǐng)域的磷硅酸鹽類物質(zhì),所含的SiO2、Na2O、CaO、P2O5等成分在遇到體液環(huán)境時(shí)能游離出鈣、磷離子,這些游離離子會(huì)沉積在牙本質(zhì)表面形成羥基磷灰石,造成牙本質(zhì)小管的阻塞而用于治療牙本質(zhì)敏感[2-3]。此前的研究大多集中于BG與其他不同類型的脫敏材料比較,較少對(duì)不同種類BG作用效果進(jìn)行對(duì)比。本實(shí)驗(yàn)選擇了均屬于45S5型的奧敏清和BioMinF兩種BG,在體外通過(guò)掃描電鏡對(duì)其牙本質(zhì)小管封閉效果進(jìn)行評(píng)價(jià),并對(duì)BG作用后的樣本進(jìn)行酸蝕和磨損處理,比較其對(duì)牙本質(zhì)小管阻塞作用的影響。
1.1 主要材料和儀器BioMinF粉末(直徑10~20 μm,BioMin技術(shù)有限公司,英國(guó));奧敏清粉末(直徑10~20 μm,北京大清生物有限公司,中國(guó));氯銨T(分析純,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所);檸檬酸(天津博迪化工股份有限公司);砂紙(德國(guó)勇士);毛刷(大號(hào),TPC,東莞立港醫(yī)療器械有限公司);恒溫水浴箱(SHH.W21 Cr.600,北京長(zhǎng)安科學(xué)儀器廠);掃描電子顯微鏡(QuantaTM250 FEG,捷克);離子濺射儀(Ted Pella 108 Auto,美國(guó));電動(dòng)牙刷(Oral-B D12.013)。
1.2 敏感牙本質(zhì)模型的制備實(shí)驗(yàn)所需的90顆磨牙來(lái)自鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院牙槽外科拔除的完整阻生智齒,無(wú)齲壞及裂紋,附著的軟組織和牙石刮除干凈,4 ℃氯銨T溶液中浸泡保存,時(shí)間<120 d。在距離釉牙骨質(zhì)界上方1 mm處先用金剛砂車針垂直于牙體長(zhǎng)軸磨除釉質(zhì),然后在暴露的牙本質(zhì)面根方3 mm處去除牙根,制備厚度為3 mm的牙本質(zhì)盤90個(gè)。選用碳化硅砂紙逐級(jí)濕潤(rùn)打磨合面及牙髓面至1 000目,直至表面光滑平整。為辨別牙本質(zhì)盤的合面,采用指甲油對(duì)髓腔側(cè)進(jìn)行標(biāo)記,標(biāo)記后的牙本質(zhì)盤置于60 g·L-1檸檬酸溶液中浸泡2 min以去除玷污層。
1.3 實(shí)驗(yàn)分組與處理按隨機(jī)數(shù)表法將90個(gè)樣本依據(jù)不同的處理分為9組,每組10個(gè)樣本,具體實(shí)驗(yàn)流程如圖1。所有樣本處理后均用去離子水沖洗30 s,然后浸入37 ℃人工唾液中保存,每2 d更換1次。涂擦BG和刷牙均固定在上午9點(diǎn)及下午5點(diǎn)各操作1次。磨損組使用電動(dòng)牙刷以約1.5 N的壓力在冠方牙本質(zhì)表面刷牙處理,頻率為7 600次·min-1,均由同一人操作,以保持力度手法一致。酸蝕組樣本則于每日下午5點(diǎn)將樣本浸入pH≈2.5的可口可樂(lè)飲料中5 min。各組處理后每組隨機(jī)選取9個(gè)樣本用于橫剖面觀察,另1個(gè)在牙本質(zhì)盤兩側(cè)磨一導(dǎo)向溝劈開,用于縱剖面觀察。
圖1 實(shí)驗(yàn)流程
1.4 形態(tài)觀察所有樣本干燥,導(dǎo)電膠粘固,噴鉑。掃描電鏡(scanning electron microscope,SEM)觀察牙本質(zhì)橫剖面和縱剖面形態(tài)。
1.5 牙本質(zhì)小管暴露率的計(jì)算橫剖面觀察時(shí)每個(gè)樣本隨機(jī)選取1張,每組共9張圖像,將圖像導(dǎo)入Image-Pro Plus 6.0圖像分析系統(tǒng),定義其灰度值。用軟件測(cè)出管口暴露部分總面積之和,該照片所有區(qū)域總面積之和,計(jì)算牙本質(zhì)小管的暴露率[4]??v剖面觀察時(shí)從每組1個(gè)樣本中隨機(jī)選取4張圖像測(cè)量小管內(nèi)堵塞物的封閉深度。
2.1 SEM觀察
2.1.1兩種BG橫剖面掃描電鏡觀察形態(tài) A1組只有少數(shù)牙本質(zhì)小管堵塞,管口及管腔深處有不規(guī)則的沉積物,最小管徑約為0.79 μm;B1組中多數(shù)牙本質(zhì)小管出現(xiàn)阻塞,且管口多數(shù)完全封閉,開放的牙本質(zhì)管口少見,最小管徑約為0.59 μm。A2組、B2組的牙本質(zhì)表面完全被堵塞,不能觀察到牙本質(zhì)小管結(jié)構(gòu)。A3組又重新出現(xiàn)了開放的牙本質(zhì)管口,牙本質(zhì)小管基本完全封閉,最小管徑約0.61 μm;B3組與BioMinF長(zhǎng)效組表面形態(tài)相似,管口呈完全阻塞狀態(tài)。A4組牙本質(zhì)小管呈現(xiàn)部分開放狀態(tài),開放處最小管徑約為0.80 μm;B4組重新看到了開放的呈弧形的牙本質(zhì)小管口,且小管的管徑明顯增加,開放處最小管徑約為0.48 μm,小于B1組。見圖2。
注:A—A1組;B—B1組;C—A2組;D—B2組;E—A3組;F—B3組;G—A4組;H—B4組。
圖2 奧敏清、BioMinF各亞組的牙本質(zhì)橫剖面形態(tài)(SEM,×8 000)
2.1.2兩種BS縱剖面形態(tài) A1組牙本質(zhì)小管口表淺處可見疏松沉積物,深度可達(dá)1.36 μm,管腔深處無(wú)沉積物;B1組的管腔沉積物較為致密,且附著位置較深,可達(dá)管腔內(nèi)7.62 μm,封閉物與管壁連接緊密。A2組的沉積物也位于管口附近,且與管壁無(wú)明顯空隙,深度可達(dá)3.61 μm;B2組牙本質(zhì)小管表面有一層較厚沉積物沉積于小管口,最深處可達(dá)11.76 μm。經(jīng)過(guò)磨損作用后的A3組牙本質(zhì)表面沉積物呈疏松的顆粒狀,與管壁間存在大量散在間隙,最深處只有2.36 μm。經(jīng)過(guò)磨損作用后的B3組的牙本質(zhì)小管內(nèi)堵塞物與周圍管壁無(wú)間隙存在,附著致密,堵塞深度能達(dá)到6.72 μm。酸蝕作用后的A4組小管口部分開放,沉積物呈疏松顆粒狀,沉積物最深處只有1.13 μm;酸蝕作用后的B4組與A4組的管腔沉積物形態(tài)相似,但沉積物最深處的深度可達(dá)5.20 μm。見圖3。
注:A—A1組;B—B1組;C—A2組;D—B2組;E—A3組;F—B3組;G—A4組;H—B4組。
圖3 奧敏清、BioMinF各亞組的牙本質(zhì)縱剖面形態(tài)(SEM,×8 000)
2.1.3C組橫剖面及縱剖面形態(tài) 橫剖面可見牙本質(zhì)表面清潔光滑,小管完全開放呈圓形,管徑為2.80~4.14 μm??v剖面可見小管平行排列,管內(nèi)未見阻塞物。見圖4。
注:A—C組橫斷面;B—C組縱剖面。
圖4 C組牙本質(zhì)橫斷面及縱剖面形態(tài)(SEM,×8 000、×10 000)
2.2 牙本質(zhì)小管暴露率的結(jié)果分析各組樣本的牙本質(zhì)小管暴露率結(jié)果如表1所示,其中C組牙本質(zhì)小管暴露率為(16.00±2.33)%,均大于A、B各亞組(P<0.05)。對(duì)A、B各對(duì)應(yīng)亞組的小管暴露率進(jìn)行成組t檢驗(yàn),結(jié)果顯示A1>B1、A2>B2、A3>B3、A4>B4(P<0.01);對(duì)同一種BG各亞組小管暴露率進(jìn)行方差分析,結(jié)果顯示組間總體差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);LSD法兩兩比較結(jié)果顯示A1>A2、A4>A2、A4>A3、B1>B2,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);A2與A3、B2與B3、B2與B4、B3與B4之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。
表1 樣本分組及牙本質(zhì)小管暴露率
敏感牙本質(zhì)模型是體外篩選和測(cè)試脫敏劑的可靠模型,其建立是評(píng)價(jià)牙本質(zhì)小管封閉效果的關(guān)鍵步驟。本實(shí)驗(yàn)在制備敏感牙本質(zhì)模型時(shí)選用60 g·L-1的檸檬酸溶液去除玷污層,處理后牙本質(zhì)表面清潔無(wú)碎屑,牙本質(zhì)小管完全開放,與文獻(xiàn)報(bào)道一致[5-6]。
奧敏清是一種45S5型BG,主要成分為磷硅酸鹽,微粒直徑小于20 μm,其與水和唾液接觸后釋放出Ca2+、PO34-、CO24-等離子,這些離子可與液體中的氫離子發(fā)生快速交換,在BG顆粒表面形成硅醇鍵,這些分子進(jìn)一步聚合形成了二氧化硅富集層。由于該層隔絕了液體的影響,前述離子分子相互作用在其表面形成無(wú)定型磷酸鈣鹽層,進(jìn)而促進(jìn)了羥基磷灰石的結(jié)晶,這些結(jié)晶物可以阻塞于牙本質(zhì)小管從而隔絕牙本質(zhì)小管的刺激[7]。已有多個(gè)研究證實(shí),奧敏清能顯著緩解牙本質(zhì)敏感癥狀[8-9]。BioMinF是一種新型45S5型含氟BG,主要成分為氟磷硅酸鹽,其粉末中含有22.38%~23.63% Na2O,25.27%~27.16% CaO,9.77%~12.72% P2O5,36.1%~37.42% SiO2,2.03%~3.51% CaF2(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。添加的CaF2與液體反應(yīng)時(shí)能以緩慢可控的速度釋放氟離子,促進(jìn)氟磷灰石的形成。氟磷灰石晶體較大,晶格更穩(wěn)定,在酸中的溶解度低于羥基磷灰石。有研究證實(shí)含氟BG可以增強(qiáng)酸源性齲病釉質(zhì)組織的抗酸能力[10]。
本實(shí)驗(yàn)中,A1組、B1組的牙本質(zhì)小管暴露率均小于C組,表明奧敏清或BiominF均能達(dá)到有效封閉牙本質(zhì)小管的作用。掃描電鏡結(jié)果顯示,A1組可見較多完全開放的小管,部分阻塞的小管也以開放為主,堵塞物呈顆粒狀且與牙本質(zhì)小管壁連接不緊密,有弧形孔隙存在。B1組僅見少量完全開放的牙本質(zhì)小管,其余小管部分阻塞或完全阻塞,阻塞物質(zhì)沿小管壁邊界分布且與管壁連接較為緊密,管口直徑明顯縮小,B1組阻塞物到達(dá)的深度較A1組更深。牙本質(zhì)小管暴露率A1>B1(P<0.01),這提示即刻處理時(shí)BioMinF對(duì)牙本質(zhì)小管的封閉效果優(yōu)于奧敏清。A2組與B2組的橫剖面形態(tài)相似,皆表現(xiàn)為完全阻塞的牙本質(zhì)小管,但縱剖面顯示B2組的阻塞深度大于A2組。牙本質(zhì)小管暴露率A1>A2、B1>B2(P<0.05),這提示隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng),兩種BG的封閉效果更加顯著。牙本質(zhì)小管暴露率A2>B2(P<0.01),這提示長(zhǎng)效處理時(shí)BioMinF對(duì)牙本質(zhì)的封閉效果仍優(yōu)于奧敏清。A3組大部分小管仍被阻塞,僅少量牙本質(zhì)管口可見微孔隙;B3組的牙本質(zhì)小管仍處于完全堵塞狀態(tài),與B2組相似。牙本質(zhì)小管暴露率A2組與A3組、B2組與B3組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明正常的刷牙磨損并不能影響兩種BG的封閉作用。A4組與A2組相比,表面形態(tài)變化明顯,大部分牙本質(zhì)管口開放,但管腔內(nèi)部可見較疏松的片狀阻塞物,縱剖面顯示阻塞深度明顯減小。牙本質(zhì)小管暴露率A4>A2(P<0.05),提示酸蝕2周會(huì)降低奧敏清對(duì)牙本質(zhì)小管的封閉效果。B4組的形態(tài)較酸蝕前的B2組相比變化較小,僅部分牙本質(zhì)管口出現(xiàn)了弧形裂隙。B4組的牙本質(zhì)小管暴露率雖較B2組略有增加,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明酸蝕2周對(duì)BioMinF的封閉效果無(wú)影響。
綜上所述,奧敏清與BioMinF兩種BG均能顯著降低牙本質(zhì)小管的暴露率,有效封閉牙本質(zhì)小管,且均具有較好的耐磨性;BioMinF在抗酸蝕方面性能更優(yōu)異。