牙科修复用复合树脂的抗菌剂研究进展

2018-2-12 10:02 来源:口腔颌面修复学杂志
作者:王美美 付静 刘杰阅读量:879
    继发龋是导致复合树脂修复失败的主要因素之一,抑制继发龋的发生对阻止龋病进展和延长修复体寿命具有重要的意义。继发龋的发生主要有两个原因:(1)修复材料与牙体组织边缘密封性差,使食物残渣和细菌存留于两者缝隙之间。其主要原因是材料在聚合过程中会发生聚合收缩。(2)修复材料不具备抗菌性能或抗菌性能较差。由于树脂基质的聚合反应所导致的聚合收缩是不可避免的,因此研发一种具备抗菌性能的复合树脂,对亿万先生有重要意义。目前修复材料主要是通过两种途径来预防龋病,一将氟化物添加到材料中,二将抗菌活性成分添加到材料中。近年来研究人员通过在复合树脂中添加各种抗菌剂,意在研制具有良好抗菌性能的树脂,减少继发龋的产生,提高树脂充填体修复的成功率。     1.牙科复合树脂普通抗菌剂的研究     要使复合树脂具有抗菌能力,可向其中加入抗菌剂。抗菌剂具有抑菌和杀菌性能,主要分成以下三类。     1.1天然抗菌剂     多由天然物质提取而来。有学者研究发现含壳聚糖的复合树脂与不含壳聚糖的相比,无论分子量如何,均显示出较少的菌落形成单位(CFU)。天然抗菌剂虽然有一定的抗菌性,但其抗菌持续性差,耐热性差,高温下易分解,当前还没有实现大范围的商品化生产。     1.2有机抗菌剂     一类具有抗菌能力的化学合成物。但此类材料可造成牙齿和软组织的重度着色,龈上结石过度沉积等,限制了其进一步应用。将甲基丙烯酸类单体与季铵盐分子合成各种季铵盐类抗菌单体,然后将其与树脂基质结合,使其持续发挥抗菌性能,是当前研究的热点之一。     1.3无机抗菌剂     无机抗菌剂是利用能反应产生活性氧化物质的氧化物或金属离子杀灭细菌的能力来抗菌的一类物质,其作用时间长,安全,耐热能力好(600℃-1000℃),但价格较高,抗菌效力比较迟缓。无机抗菌剂有两种:一种是银系抗菌剂,另一种是金属氧化物。银系抗菌剂是指银离子由吸附或离子交换等方式固定到羟基磷灰石(HAP)等无机载体上所得的物质。HAP生物相容性较好,不会对修复材料有不好的影响。而且Ag/HAP抗菌剂具有广谱抗菌性、耐热、作用时间长等优势。但银系抗菌剂普遍存在易变色的缺点,对复合树脂的美观性有影响。四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)是一种新型无机抗菌剂,有独特的立体四针状三维结构。在复合树脂中添加T-ZnOw,其同时增加了树脂的力学性能和抗菌作用。李益玲通过在复合树脂中加入不同比例的T-ZnOw发现,变形链球菌的抑菌率与T-ZnOw的比例呈正相关。     T-ZnOw抗菌剂的抗菌机理:①Zn2+的活性抗菌;②尖端特殊表面效应和高活性。ZnOw四针状体尖端的尺寸是纳米级,其特别的表面效应可杀灭细菌。同时四针状氧化锌晶须的尖端部位能游离出自由电子,遗留空穴,激发空气中的氧原子变成具有极强氧化性的活性氧,通过使细胞内的蛋白质变性来杀菌。有研究表明,含氧化锌和银纳米颗粒的复合树脂可显著抑制变形链球菌和乳酸杆菌这两个重要口腔微生物的生长。     1.4联合应用无机与有机抗菌剂     无机抗菌剂生物相容性好,安全稳定性相对较高,对多种细菌、真菌及病毒有较高的杀菌率且不易产生耐药性。有机抗菌剂的抗菌能力较强,短期效果明显,但使用寿命短且易产生耐药性,不适合单独加入复合树脂中。将二者结合形成复合抗菌剂添加树脂中,可使树脂具有理想的抗菌和力学性能。     2.复合树脂纳米抗菌剂的研究     2.1释放型纳米抗菌剂     复合树脂中含释放型纳米抗菌剂,可释放抗菌成分从而达到强效抗菌作用。但抗菌成分释放越多,抗菌效力越低,且树脂本身会残留空隙,加剧了边缘微渗漏,缩短树脂的使用寿命。并且抗菌成分的释放会使细菌产生耐药性,对周围正常组织有细胞毒性。最重要的是,添加释放型抗菌剂会影响树脂的聚合和理化特性。近年来纳米氟化物、纳米氯己定、纳米银等研究较多。纳米氟化物,由于氟具有阻止牙体硬组织脱矿、促进牙体硬组织再矿化、抑制细菌的生长代谢等特点,目前多应用在龋病的防治中。研究发现,用CaF2改性的复合树脂抑制了细菌的生长,抑制最明显的是1.5%wtCaF2改性的复合树脂。若复合树脂中含有纳米CaF2,就能释放促进牙体硬组织再矿化的钙离子和调节矿化平衡的氟离子,并且还有抑菌作用,因此复合树脂中添加纳米氟化物具有抗菌作用。氯己定:氯己定有广谱抑菌、杀菌功能,且其功能非常强效。Cheng等在纳米CaF2树脂和纳米无定形Ca3(PO4)2树脂中添加D≈620nm的氯己定,实验证明这两种树脂比亿万先生常用的商品化树脂在阻止变形链球菌生物膜生长和乳酸代谢的作用方面强10-20倍。纳米银:银离子也是一种广谱抗菌剂,随着纳米科技的发展,nAg颗粒被用于抗菌改性牙科复合树脂。     王洁等认为纳米银的抗菌机制有:(1)本身的粒子效应;(2)被氧化成Ag+过程中,生成活性氧、自由基;(3)银离子的抗菌作用。直径在100纳米以下的nAg,能明显影响菌斑生物膜生长和乳酸代谢,且对树脂的美学和机械性能无影响。Cheng等实验表明在复合树脂中加入0-0.175%的纳米银能显著抑制细菌生长和代谢,并且其抗菌性能与nAg质量分数的增加呈正相关。还有学者研究表明,含有0.3%和0.6%wt的银纳米颗粒的复合树脂不利于其表面生物膜生长。     2.2非释放型纳米抗菌剂     含非释放型纳米抗菌剂的复合树脂有颜色稳定性好、机械性能良好、生物相容性较好等优点。但也存在抗菌效果不理想等缺点。目前的研究主要是季铵类的化合物。其抗菌机制主要有4种:在细菌细胞表面吸附,入侵细胞壁,结合和破坏细胞膜。当前研究的添加到复合树脂中的季铵盐主要有:甲基丙烯酰氧十二烷基溴吡啶(MDPB)、聚乙烯亚胺(PEI)和季铵二甲基丙烯酸(QADM)等。吴峻岭等将自己合成的季铵盐修饰纳米二氧化硅的纳米抗菌无机填料添加到细菌培养基中,结果表明,季铵盐修饰纳米二氧化硅对变形链球菌显示了良好的抗菌性能。张强等对该种抗菌性复合树脂进行了老化处理,结果表明,老化处理后,树脂的力学性能有所降低,但抗菌性并无明显的下降。     Imazato等发现MDPB杀菌效果较好,对7种链球菌的最低杀菌质量浓度为31.1-62.5μg·mL-1,当质量浓度达到250μg·mL-1时能快速杀菌。将质量分数为10%-20%的MDPB加入到复合树脂中能有效阻止变形链球菌的黏附和生长,浸泡90d之后,该树脂的抗菌性能仍然良好。Thomé等把质量分数为2.83%的MDPB加入到复合树脂中,观察发现无论粘接剂是否含有MDPB,该种树脂都可抑制龋病的进展。Beyth等把质量分数为1%的PEI加入到复合树脂中,发现该树脂能明显抑制变形链球菌;通过约30d的体外实验证明,PEI加入到复合树脂中后没有明显析出,PEI能在树脂中长期稳定存在并发挥抑菌作用。Yudovin等通过约90d的体外实验证明,复合树脂中加入质量分数为1%的PEI对变形链球菌有连续强效的抗菌作用。     QADM将QADM加入到纳米复合树脂中,能显著抑制变形链球菌生物膜和牙菌斑微生物的生长代谢。复合树脂抑制生物膜的功能和QADM的质量分数呈正相关。另外经半年的老化测试证明纳米复合树脂中含QADM并未减小对变形链球菌生物膜的抑制作用。由此可知,QADM能在复合树脂中稳定存留并减小牙菌斑的致龋性。     2.3联合应用释放型和非释放型纳米抗菌剂     实验人员发现联合使用MDPB和nAg的抗菌效果明显高于单独使用MDPB。另外,DMADDM和nAg的联合抗菌效果也显著优于两者单独使用。Cheng等在纳米复合树脂中同时加入释放型的nAg和非释放型的QAMD,发现其对牙菌斑微生物的抑制作用明显强于单独添加一种抗菌剂。     3.小结     目前,随着各种抗菌材料的快速发展和医疗技术水平的不断提高,最大化保留牙体组织的治疗原则在亿万先生牙体缺损修复治疗中得到充分的实践,所以抗菌性复合树脂的研究具有良好的实用意义。近几十年来,国内外学者对牙科复合树脂进行了大量的抗菌改性研究,目前初步成果已显现。若要牙科复合树脂具有抗菌作用,添加抗菌剂是最有效的方法,但这会引起复合树脂物理机械性能降低等问题,因此选择的抗菌剂在具有较高抗菌性能的同时又不减弱树脂的机械性能是解决问题的关键。然而单种抗菌剂的作用都不是很明显,多种抗菌剂的联合使用和纳米抗菌剂的应用是未来研发新型抗菌性复合树脂的一个重要方向。
编辑: 陆美凤

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