根面龋充填材料的研究进展.pdf

北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2145根面龋充填材料的研究进展俞侃 张珂 戴子翔 谢贤聚 朱敏佳 白玉兴【摘要】根面龋是一种主要发生于中老年人群、常伴随着牙周组织破坏的牙体硬组织疾病。目前，用于根面龋充填治疗的材料包括玻璃离子、树脂改性玻璃离子及复合树脂。前两者具有释放氟离子的能力，在防止继发龋方面具有良好的效果，而复合树脂的机械性能则更佳。近年来对根面龋充填材料的研究主要集中在材料的改性，研究表明，通过在充填材料中添加不同的成分可以显著增强其抗酸、抗菌、再矿化能力以及机械性能等，有望在根面龋的充填治疗中提高治疗效果，减少继发龋、充填物磨损脱落等风险，与此同时，相关的研究显示了经典药物二甲双胍在口腔领域的潜在应用价值，有望作为根面龋治疗下一个探索与改进方向。【关键词】根面龋；玻璃离子；复合树脂；二甲双胍【中图号】R783.1【文献标识码】A【DOI】10.20049/j.bjkqyx.1006-673X.2024.02.016根面龋是一种主要发生在中老年人群中的牙体组织疾病。随着中国社会人口结构的不断变化，中老年人群的人口占比不断上升，同时社会经济的发展也普遍提高了大众对口腔保健的重视程度，因此，根面龋防治在临床中的重要性日益凸显。目前关于根面龋的预防和治疗的手段主要包括氟化物的应用以及玻璃离子、树脂充填治疗等，由于材料性能局限，仍存在充填物脱落、易出现继发龋等局限性。近年来，一些学者基于加强材料力学性能及整合抗菌、再矿化活性等策略1，开发了将新型生物活性材料应用于根面龋治疗中的方法。本文将对应用于根面龋治疗的充填材料最新研究进展进行综述。根面龋治疗的研究现状造成根面龋的主要原因是细菌产酸导致的牙根部硬组织的脱矿、溶解和破坏，一般发生在釉牙骨质界的附近2。牙本质和牙骨质的矿化程度较牙釉质低，当牙骨质发生脱矿后，胶原等有机基质暴露，被环境中人体和细菌衍生的蛋白酶降解破坏3。一项研究指出，年龄较大、社会经济地位较低、有吸烟史、患龋病史较多，存在牙龈退缩以及口腔卫生较差的人群，患根面龋的风险较高4。根据我国第四次口腔健康流行病学调查结果，3544岁与 6574 岁年龄组的根面龋患病率分别为 24.4%和 61.9%5。中老年人群口腔环境与软硬组织的增龄性变化与自我维护能力的受限，导致了根面龋在中老年人群中发病率上升。在多数情况下，根面龋的发生都与牙龈退缩有关。研究指出，创伤性的刷牙方式、正畸治疗、牙齿错位、骨开裂和系带附着位置过高等均会导致牙龈退缩。牙周破坏随着年龄的增长而逐渐累积，使得老年人群出现牙龈退缩的风险提高，而牙根暴露使根部的牙体硬组织更加容易受到酸的攻击，将导致牙体组织脱矿并进一步发展为根面龋。因此，必须重视牙周状况在根面龋预防与治疗中的作用。通过早期诊断和发现，可以在早期阶段阻止根面龋的进一步进展。使用氟化物以改变致龋菌菌斑生物膜表面的平衡，减少产酸，使牙体组织形成抗酸能力更强的氟磷灰石，抵抗酸攻击，抑制脱矿，促进再矿化，达到防龋作用。研究表明，以合适的方法应用氟化物可以有效减少根面龋的发生6。对于早期的牙釉质脱矿，还可以应用渗透树脂来进行预防治疗。对于已经形成龋洞，产生症状的根面龋，需要进行充填治疗。一般的原则是去尽龋坏的牙体组织、感染牙本质，消除感染源，终止龋病的进程，同时避免产生继发龋。使用玻璃离子水门汀（glass-ionomer cements,GIC）、树脂改良型玻璃离子水门汀（resin-modfied GIC，RMGIC）或者复合树脂作为最终的充填材料2。对于身体情况较差、难以配合医生操作的老年患者，非创伤性修复技术是一种可替代的选择，即采用手用器械来去除龋坏组织，基金项目：首都卫生发展科研专项（首发 2020-2-2142）;首都医科大学附属北京口腔医院创新团队建设项目（CXTD202203）作者单位：100050 北京 首都医科大学口腔医学院正畸科(俞侃、张珂、谢贤聚、朱敏佳、白玉兴)；首都医科大学附属北京友谊医院（戴子翔）通信作者：白玉兴，E-mail：，电话：[phone]北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2146同时配合使用化学去腐药物加以辅助，简化了治疗的过程，研究表明，化学机械法相比较传统牙钻法，虽然操作时间变长，但在最终去腐效率上与后者相当，且患者疼痛程度更少7。目前，根面龋在充填治疗中遇到的挑战主要为边缘微渗漏导致继发龋、充填材料脱落、边缘变色、机械强度或美观性不足等。同时，单纯的充填治疗仅限于恢复牙体硬组织的功能与外形，缺乏对于牙周组织恢复与再生的促进作用。因此，大量的研究者正致力于开发新型充填材料，赋予其新的功能特性以修复牙体组织并对抗致龋菌，同时改良其基本性能。玻璃离子与树脂改良型玻璃离子玻璃离子水门汀是一种广泛应用于临床的充填材料，其优点是在口腔环境中可以缓慢释放氟离子，具有一定的防止继发龋作用，但仍存在机械性能不足，缺乏抗菌及再矿化作用等局限性。目前，对GIC 的改性研究主要集中在增强其机械性能，增加抗菌作用和再矿化性能等方面。RMGIC 由在 GIC中加入少量光固化树脂而成，其机械强度、美观性和耐磨性均强于 GIC，且仍具有良好的释放氟离子能力。Krmer 等8在体外实验中比较了 RMGIC 和复合树脂对继发龋的影响，结果显示具有释氟能力的 RMGIC 在牙釉质和牙本质的修复体边缘都表现出对龋的抑制作用，RMGIC 比复合树脂具有更好的防止继发龋能力。1.机械性能机械强度不够高是GIC主要的缺点之一。De等9学者在 GIC 中添加了两种生物活性玻璃（bioactive glass,BAG）（45S5F 和 CF9），将含有 10 mol%Al3+的CF9 BAG，加入 GIC 中的含量为 20 wt%以内时都时具有良好的生物相容性并显示出更高的机械强度，同时显著增强了其生物学活性，在扫描隧道显微镜下观察到更多的磷灰石生成。De等9通过在GIC中加入纤维素纳米晶体,明显改善了GIC的机械性能，并提高了其释放氟离子的能力。Moradian等10评估了细菌纤维素纳米晶体（bacterial cellulose nanocrystals，BCNCs）对 RMGIC 的影响，结果显示在 RMGIC 中添加 1wt%的 BCNCs 可以显著增强其机械性能。2.抗菌性能Kurt 等11将传统的抗菌剂应用到 GIC 中，通过在粉剂中加入一定含量的氯己定、西曲脲和氯化十六烷基吡啶，在液剂中加入浓度为 1%的苯扎氯铵，在体外实验中显示出良好的抗菌性能的同时不会对材料的机械性能产生显著影响。Bijle 等12在GIC 中加入 4%的精氨酸，影响微生物膜的平衡以增强其抗菌活性。Wang 等13将季铵盐单体（甲基丙烯酸二甲氨基十二烷基酯，DMADDM）加入 GIC中，结果显示加入 DMADDM 后变形链球菌的生物膜代谢活性和产酸量显著降低，显示了良好的抗菌性能。Chen等14在GIC中掺入2wt%的还原石墨烯-银纳米复合材料(R-GNs/Ag)，在不影响其机械性能的情况下显著提高了 GIC 的抗菌活性。3.促进成骨及再矿化Ranjani 等15报道了与普通 GIC 相比，加入了壳聚糖的 GIC（CH-GIC）和加入了生物活性玻璃的 GIC（BAG-GIC）表现出更强的成骨潜力，同时 CH-GIC 和 BAG-GIC 在诱导成骨方面无显著差异。Karimi 等16的研究表明，在 RMGIC 中掺入 5%的纳米无定形磷酸钙颗粒（NACP）后显著促进了 hMSCs 的碱性磷酸酶活性和成骨分化，且未对RMGIC 的机械性能和生物活性造成不良影响。当处于 pH=4.0 的环境时，可以快速中和 pH 以防止牙体组织脱矿，同时 NACP 可以释放大量的磷酸根离子和钙离子，促进再矿化。通过在不同方向上对 GIC 和 RMGIC 进行性能改良，在维持或提高材料自身释氟能力的基础上，赋予了新的特性，提高材料机械强度，有望在根面龋充填治疗对抗致龋菌的作用，同时促进周围牙体组织的再矿化，防止产生继发龋。将不同的特性集合到 GIC 或 RMGIC 中，开发具有多种功能的新型材料，或许是值得探索的方向。复合树脂复合树脂也是广泛应用于根面龋充填的材料，与 GIC 或者 RMGIC 相比，复合树脂不具备释放氟离子的能力，但是其机械强度高，耐磨性好，美观性更佳，可用于美学修复。但是由于聚合收缩的存在，修复体与牙体组织边缘容易产生微渗漏，从而导致继发龋。1.增强机械性能和抗菌、再矿化、抗蛋白黏附等性能通过在树脂中加入不同的成分，可以赋予或增强树脂的不同性能。Alania 等17将磷酸二钙水合北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2147物（DCPD）加入复合树脂中，证实了 DCPD 含量在 10%时仍能促进牙釉质病损再矿化，并减少了病损的深度。Dias 等18使用 Ag-ZnO 纳米颗粒对复合树脂进行改性，在维持良好机械性能的前提下使材料具备了更好的抗菌能力。马京秀等19的研究表明含氟的流动树脂在体外实验中表现出良好的抑制变链菌生长的能力，具备防止继发龋的潜能。目前已经出现了多种含有生物活性成分的新型复合树脂，整合了抗菌、抗蛋白黏附、促进再矿化等不同生物学作用，有很强的临床应用潜力。Zhou 等20报道了一种添加了 NACP 和甲基丙烯酸十六烷基二甲铵（quaternary ammonium dimethylaminohexadecyl methacrylate，DMAHDM）的新型树脂，具有释放钙磷离子能力和很强的抗菌活性，可以抵抗酸攻击，抑制脱矿，促进再矿化，在基于菌斑生物膜的根面龋复发模型中抑制了变形链球菌、嗜酸乳杆菌和白色念珠菌的生长，在临床应用方面具有良好的前景。Zhang 等21将 3%的甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine，MPC）和 1.5%的 DMAHDM 加入到复合树脂中，在不影响树脂机械性能的情况下实现了强大的抗蛋白黏附和抗菌的能力。除对继发龋有预防效果外，研究表明在树脂中加入具有生物学效应的成分对于牙周炎也有一定对抗作用。Xiao 等22将 DMAHDM、NAG、MPC和 NACP 等具有生物学效应的成分加入到树脂基质中，显示出对牙周炎相关病原体显著的抑制作用，有望防止牙周组织进一步受到破坏。2.二甲双胍在复合树脂治疗根面龋中潜在的应用价值根面龋常伴随着包括牙龈退缩在内的牙周问题，大多数情况下存在一定的牙槽骨丧失。二甲双胍是一种被广泛用于治疗型糖尿病的双胍类药物23，已经被证实具有良好的生物安全性和耐受性。近年来有关二甲双胍在口腔环境中的应用逐渐成为热点之一。通过二甲双胍的促成骨、成血管生成等作用，有望在根面龋充填治疗中恢复一定的牙周破坏，提高根面龋的治疗效果。在最近的多个研究中，二甲双胍显示了其对不同种类的干细胞显著的促进成骨以及成血管分化的能力，包括牙髓干细胞、人间充质干细胞等24-27。Zhao 等28研究了二甲双胍处理对人脱落乳牙干细胞分化的影响，结果显示二甲双胍促进了促血管生成因子 BMP2 和成骨生长因子 VEGF 的表达，下调了破骨细胞生成因子 RANKL/OPG 的表达，诱导其向成骨细胞分化。Ren 等29制备了一种含有二甲双胍的新型材料二甲双胍碳点（Metformin carbon dots，MCDs），在牙周炎大鼠模型中可以有效地增强骨髓间充质干细胞成骨相关因子的表达，诱导牙槽骨再生，展现了在牙周炎治疗中的潜力。Jia 等30发现低浓度的二甲双胍可以通过激活 Akt 信号通路促进人牙周膜干细胞的成骨分化，还可以通过 Nrf2信号传导途径保护人牙周膜干细胞免受氧化应激诱导的损伤，这说明二甲双胍可能有助于促进牙周炎治疗中基于人牙周膜干细胞的牙槽骨再生。二甲双胍还有望恢复一定的牙体组织破坏。Qin 等31的研究表明二甲双胍可以通过激活 AMPK信号通路来增强牙髓干细胞的成牙本质分化。Wang 等32以树脂材料作为载体局部释放二甲双胍，结果显示牙髓干细胞在含二甲双胍树脂上的DSPP、ALP 和 DMP-1 表达远高于对照组。二甲双胍增强了其成牙本质分化和合成矿物质作用，显示出在深窝洞和露髓穿孔修复治疗中潜在的应用价值。人牙周膜干细胞已被证实可以被诱导分化为成骨细胞、成纤维细胞及成牙骨质细胞33，将含有二甲双胍的树脂应用于伴有牙槽骨丧失的根面龋患者，或许可以促进骨组织和牙骨质的再生，提高根面龋的治疗效果（图 1）。随着人均寿命不断提高，人口老龄化的加剧将使根面龋在临床中受到的关注不断增加。目前临床广泛使用的预防和治疗方法存在局限，在许多方面仍存有大量的改进空间。本文回顾了近几年来在根图 1 二甲双胍在根面龋充填治疗中的应用北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2148面龋的预防与治疗方式、根面龋充填的材料方面的研究进展，对于材料性能的不断改进是当前研究的热点之一。二甲双胍已经在促进成骨、促进血管生成等多个方面展现了很强的潜力，开发含有二甲双胍的新型树脂，将其应用于根面龋的充填治疗，或许是一个新的探索方向34。通过开发含有生物活性成分的新型材料，赋予其更强的抗菌、抗酸、再矿化特性，同时具备诱导牙骨质和牙槽骨再生的能力，以及不断增强材料的机械性能，提升其耐磨性、美观性等。参 考 文 献 1 Tonprasong W,Inokoshi M,Shimizubata M,et al.Impact of direct 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