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《日用化學(xué)工業(yè)》2014年第五期

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要試劑與儀器HA，12μm，南京都萊生物技術(shù)有限公司;摻HA碳酸鈣牙膏，摻HA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，與普通碳酸鈣牙膏混合制成;普通碳酸鈣牙膏(不含HA)，佛山市口腔護(hù)理用品工程技術(shù)中心;四水硝酸鎘，廣州化學(xué)試劑廠。電子天平，德國(guó)Sartorius公司;雙向磁力攪拌器，德國(guó)Ika公司;恒溫干燥箱，德國(guó)Heraeus公司;帶能譜S－3700N場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡，日本Hitachi公司;電鏡噴金儀，北京和同創(chuàng)業(yè)科技公司;電感藕合等離子發(fā)射光譜儀，美國(guó)Leeman公司;顯微硬度計(jì)，上海光學(xué)儀器五廠;氣化恒溫箱，北京北瑞達(dá)醫(yī)藥科技有限公司。

1.2對(duì)早期齲的修復(fù)實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1實(shí)驗(yàn)標(biāo)本收集與制備于廣東省某口腔醫(yī)院口腔頜面外科門(mén)診收集16～26歲患者因正畸治療拔除的前磨牙20顆(經(jīng)患者知情同意)，檢查牙冠基本完整，未見(jiàn)明顯損壞及裂紋，未曾進(jìn)行牙體、牙髓和修復(fù)性治療。用刮匙仔細(xì)去除牙齒周?chē)浗M織，刷洗干凈，儲(chǔ)存于中性10%甲醛溶液中備用。牙冠頰側(cè)和舌側(cè)釉質(zhì)表面用拋光布輪和浮石粉拋光至鏡面狀。在每個(gè)標(biāo)本頰側(cè)制備2個(gè)、舌側(cè)制備1個(gè)2mm×2mm大小的實(shí)驗(yàn)窗口，作為再礦化1和2周觀察窗口及對(duì)照窗口，窗口外的其余部分用抗酸指甲油和嵌體蠟封閉。

1.2.2脫礦將標(biāo)本放入配制好的脫礦液(脫礦液為乳酸羧甲基纖維素鈉膠狀液，其中乳酸的濃度為0.1mol•L－1，羧甲基纖維素鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，用0.1mol•L－1的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=4.00)中，同時(shí)置于37℃恒溫水浴箱中脫礦48h。脫礦后將標(biāo)本取出用去離子水仔細(xì)清洗3min，室溫下干燥30min。用抗酸指甲油和嵌體蠟封閉各標(biāo)本的頰側(cè)1個(gè)窗口，作為對(duì)照窗口。

1.2.3再礦化將20個(gè)標(biāo)本隨機(jī)分為2組，即空白牙膏組和摻HA牙膏組，每組各10顆。將2組標(biāo)本分別浸泡于質(zhì)量濃度均為10g•L－1的2種牙膏懸浮液中，放入37℃恒溫水浴箱中進(jìn)行再礦化。每天更換新鮮懸浮液，再礦化1周后隨機(jī)選擇頰側(cè)或舌側(cè)1個(gè)窗口用去離子水清洗，作為再礦化1周觀察窗口，將其用抗酸指甲油和嵌體蠟封閉，標(biāo)本繼續(xù)浸泡在各懸浮液中。再礦化2周后用丙酮、無(wú)水乙醇去除各窗口的抗酸指甲油和嵌體蠟，去離子水清洗各窗口，室溫下干燥。

1.2.4掃描電鏡觀察從各組隨機(jī)抽取5個(gè)標(biāo)本作為掃描電鏡觀察用。抽取標(biāo)本使用松風(fēng)車(chē)針冷水冷卻下截去牙根、去冠髓，近遠(yuǎn)中向剖開(kāi)牙冠，留頰舌側(cè)釉質(zhì)塊，將各標(biāo)本按組編號(hào)，自來(lái)水沖洗2h后，蒸餾水沖洗，置于干燥箱中干燥24h。干燥后的標(biāo)本觀察窗口面向上固定于載物臺(tái)上，粘臺(tái)，真空下干燥，表面噴金，每個(gè)標(biāo)本隨機(jī)選取3個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行掃描電鏡觀察，并在不同放大倍數(shù)下拍攝電鏡圖像并存儲(chǔ)。

1.2.5顯微硬度檢測(cè)從各組標(biāo)本及正常釉質(zhì)、脫礦釉質(zhì)中隨機(jī)抽取5個(gè)標(biāo)本，拋光，然后將標(biāo)本固定于顯微硬度計(jì)平臺(tái)上，使標(biāo)本面與平臺(tái)相平行。使用壓頭，負(fù)荷50g，負(fù)荷時(shí)間10s，每個(gè)釉質(zhì)表面測(cè)試5個(gè)點(diǎn)，記錄顯微硬度值。

1.3鎘離子吸附實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1標(biāo)準(zhǔn)鎘離子儲(chǔ)備液的制備準(zhǔn)確稱(chēng)取四水硝酸鎘0.549g，去離子水溶解后，移入1L容量瓶中，加去離子水至刻度，搖勻，此溶液中鎘離子的質(zhì)量濃度為0.2g•L－1。吸取1mL質(zhì)量濃度為0.2g•L－1的鎘離子溶液置于1L容量瓶中，加去離子水至刻度，搖勻，配制成質(zhì)量濃度為0.2mg•L－1的鎘離子溶液。

1.3.2牙膏懸液的配制稱(chēng)取1g各組牙膏分別置于燒杯中，量筒各量取50mL去離子水加入燒杯，以磁力攪拌器攪拌均勻(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中牙膏懸液一直處于攪拌均勻狀態(tài))，得20g•L－1的牙膏懸液。移液槍吸取0.025，0.050，0.100，0.200，0.300，0.400，0.500，0.600，0.700和0.800mL質(zhì)量濃度為20g•L－1的牙膏懸液，再分別加入0.975，0.950，0.900，0.800，0.700，0.600，0.500，0.400，0.300和0.200mL去離子水混合配制成質(zhì)量濃度分別為0.5，1，2，4，6，8，10，12，14和16g•L－1的牙膏懸液。

1.3.3鎘離子吸附取50mL初始質(zhì)量濃度為0.2mg•L－1的鎘離子溶液10份為1組，共2組，即摻HA牙膏組和空白牙膏組，每組加入1mL質(zhì)量濃度分別為0.5，1，2，4，6，8，10，12，14和16g•L－1的相應(yīng)牙膏懸液，于25℃下，用搖床攪拌3h(300r•min－1)，靜置24h。將溶液置于離心機(jī)中離心(轉(zhuǎn)速為3000r•min－1，溫度為25℃)10min，過(guò)濾，吸取濾液15mL，電感藕合等離子發(fā)射光譜儀測(cè)定殘余重金屬離子質(zhì)量濃度，按下式計(jì)算鎘離子吸附率。式中P為吸附率，%;ρt為水樣中鎘離子的質(zhì)量濃度，mg•L－1;ρo為鎘離子溶液的初始質(zhì)量濃度，mg•L－1;Vt為反應(yīng)體系的體積，mL;Vo為未反應(yīng)前鎘離子溶液的體積，mL。

1.4統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)用13.0版SPSS統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)取α=0.05。

2結(jié)果與討論

2.1掃描電鏡觀察結(jié)果圖1為2組牙釉質(zhì)再礦化掃描電鏡照片。掃描電鏡下正常釉質(zhì)面可見(jiàn)致密光滑平整的釉柱面，釉柱間隔呈暗影網(wǎng)狀規(guī)則分布(圖1a)。對(duì)釉質(zhì)進(jìn)行脫礦處理后，釉質(zhì)表面呈現(xiàn)明顯的酸蝕狀外觀，釉柱尾部溶解脫礦，逐步向頭部擴(kuò)展，邊界清晰，呈典型的蜂窩狀、魚(yú)鱗狀、多孔隙的缺損，而且大部分表現(xiàn)為向心性脫礦。部分釉柱尾部溶解比較嚴(yán)重，使釉柱尾結(jié)構(gòu)消失，殘留部分頭部結(jié)構(gòu)(圖1b)。由圖1可見(jiàn)，處理1周后，空白牙膏組(圖1c)釉質(zhì)表面與處理前結(jié)構(gòu)相似，變化不大，蜂窩結(jié)構(gòu)處未見(jiàn)明顯礦物質(zhì)沉積，脫礦區(qū)未見(jiàn)明顯縮小;摻HA牙膏組(圖1d)表面釉質(zhì)脫礦區(qū)四周邊緣可見(jiàn)類(lèi)似礦物質(zhì)沉積，與正常釉質(zhì)結(jié)構(gòu)鑲嵌緊密，致使脫礦區(qū)直徑明顯縮小，部分蜂窩結(jié)構(gòu)可見(jiàn)少量顆粒狀礦化結(jié)節(jié)封閉。經(jīng)2周再礦化后，空白牙膏組(圖1e)蜂窩結(jié)構(gòu)面積稍減小，邊緣表面有少量不規(guī)則物質(zhì)沉積，但釉質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)仍清晰可見(jiàn);摻HA牙膏組(圖1f)脫礦區(qū)礦物質(zhì)沉積量逐漸增加，條狀、顆狀及其他不規(guī)則形狀物質(zhì)沉積，覆蓋脫礦釉質(zhì)表面，蜂窩結(jié)構(gòu)基本消失。近年來(lái)，國(guó)外研究者發(fā)現(xiàn)HA具有美白牙齒、抗牙本質(zhì)過(guò)敏和預(yù)防牙周病發(fā)生的作用，但對(duì)HA作用具體機(jī)制的研究不多。以往文獻(xiàn)報(bào)道掃描電鏡下觀察釉質(zhì)脫礦后主要有邊緣性脫礦和向心性脫礦2種形式，電鏡下可見(jiàn)蜂窩狀或魚(yú)鱗狀等表現(xiàn)。筆者實(shí)驗(yàn)中各組標(biāo)本主要為向心性脫礦，沿著釉質(zhì)尾部開(kāi)始溶解脫礦，逐漸向頭部溶解，呈現(xiàn)明顯的蜂窩狀表現(xiàn)，部分標(biāo)本表現(xiàn)為不規(guī)則脫礦形式，電鏡下可見(jiàn)釉質(zhì)表面晶體結(jié)構(gòu)的崩解或坍塌，甚至消失。經(jīng)過(guò)再礦化處理后，電鏡下觀察可見(jiàn)各組樣本表面脫礦區(qū)四周邊緣均有礦物質(zhì)沉積，且礦物質(zhì)沉積量隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增加。該現(xiàn)象證實(shí)HA通過(guò)再礦化對(duì)早期齲有修復(fù)作用，且隨時(shí)間延長(zhǎng)作用效果逐漸增強(qiáng)。電鏡下可見(jiàn)摻HA牙膏組脫礦釉質(zhì)表面有球狀、條狀及其他不規(guī)則物質(zhì)沉積，而空白牙膏組雖然有不規(guī)則的物質(zhì)沉積于脫礦釉質(zhì)表面，但仍可見(jiàn)蜂窩結(jié)構(gòu)存在。筆者認(rèn)為空白牙膏組所形成的沉積物可能是牙膏本身所具有的堵塞效應(yīng)，具有輕微的再礦化功能。

2.2釉質(zhì)塊顯微硬度檢測(cè)結(jié)果標(biāo)本脫礦后的釉質(zhì)塊的平均顯微硬度值為185.60±30.67，再礦化1和2周后顯微硬度值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，摻HA牙膏組標(biāo)本再礦化處理前與處理1周后的平均顯微硬度值差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000＜0.05)，空白牙膏組標(biāo)本再礦化處理前與處理1周后的平均顯微硬度值差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.123＞0.05);摻HA牙膏組顯微硬度值再礦化處理1和2周的差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.002＜0.05)，空白牙膏組硬度值1和2周的差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.954＞0.05)。有相關(guān)研究證明牙釉質(zhì)脫礦后表面硬度明顯下降，而經(jīng)過(guò)再礦化處理，脫礦后的牙釉質(zhì)可重新硬化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示摻HA牙膏組脫礦后釉質(zhì)表面顯微硬度值也是明顯下降，當(dāng)經(jīng)過(guò)再礦化后，顯微硬度值明顯升高，并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，各組標(biāo)本再礦化后表面顯微硬度值隨再礦化時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增加，可見(jiàn)HA對(duì)早期齲有較好的修復(fù)作用。牙釉質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)是釉柱，由扁六棱柱的HA晶體構(gòu)成，這使得HA與其具有相近的結(jié)構(gòu)，對(duì)脫礦釉質(zhì)進(jìn)行修復(fù)存在理論上的可能。臨床上發(fā)現(xiàn)齲變表面較同一牙正常牙面電位低，脫礦區(qū)為高的負(fù)電位，而HA具有高靜電場(chǎng)特性，使其具有良好的再礦化作用。因此，以上HA與脫礦牙釉質(zhì)的特性增加了HA直接填充牙齒脫礦區(qū)缺陷和微孔的可能性。

2.3牙膏對(duì)鎘離子的吸附情況表2給出了摻HA牙膏和空白牙膏對(duì)鎘離子的吸附情況。從表2中可見(jiàn)，不同質(zhì)量濃度下的摻HA牙膏懸液對(duì)鎘離子的吸附率均高于空白牙膏懸液，即摻HA后，牙膏對(duì)鎘離子的吸附效能提高。除筆者項(xiàng)目組前期研究外，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)有牙膏吸附重金屬離子的研究。在前期證實(shí)摻HA牙膏可吸附鉻離子的基礎(chǔ)上，證實(shí)摻HA牙膏還可吸附鎘離子，牙膏中摻入3%的HA，對(duì)鎘離子的吸附能力平均提高10%。由此，可望在牙膏中添加HA，除了發(fā)揮其口腔保健功效外，刷牙后的牙膏廢液流入下水道，還有可能吸附污水中的重金屬離子，從而為人們的刷牙行為賦予環(huán)保意義。同時(shí)，還需進(jìn)一步研究在保證良好的口腔保健功效的基礎(chǔ)上，如何提高牙膏對(duì)重金屬離子的吸附能力。

3結(jié)論

1)摻HA牙膏對(duì)脫礦早期釉質(zhì)齲具有較佳的再礦化效果，掃描電鏡觀察釉質(zhì)表面變光滑，蜂窩結(jié)構(gòu)基本消失，同時(shí)可以提高人工齲表面的顯微硬度，較脫礦后和空白牙膏組增加，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。2)摻HA牙膏對(duì)模擬廢水中的鎘離子較之普通牙膏具備更強(qiáng)的吸附能力。

作者：馬偉群黃建生徐平平單位：南方醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院廣東省口腔醫(yī)院