硅對人恒前磨牙早期釉質齲再礦化影響的掃描電鏡觀察

劉振華 王 鐸 賀長歷

早期齲的發生是牙釉質脫礦與再礦化交替進行的動態過程，使齲脫礦向再礦化過程轉變，是治療早期齲的關鍵。有研究[1,2]發現硅是一種強的礦化誘導劑，是比氟、鈣、磷還要強的礦化誘導劑,是一類很有潛力的防齲元素，但相關資料很少。本試驗采用酸蝕凝膠系統和微量元素礦化系統，制備早期人工釉質齲體外模型，模擬人牙釉質早期齲病的發生，觀察硅對脫礦釉質再礦化的影響，以初步探索硅在早期釉質齲治療中的作用，為早期齲病的防治提供借鑒和參考。

1.材料和方法

1.1 標本的選擇與制備 選擇因正畸減數拔除的恒雙尖牙(確認患者未局部用氟、使用含氟漱口水或含氟牙膏)，用刮匙仔細去除牙根面軟組織，低速軟橡皮杯蘸取氧化鋁拋光粉磨光牙面，以去除釉質表面菌斑和色素。體視顯微鏡(×10)下篩選無裂痕、缺隙、斑塊、齲損及充填物的牙齒，用去離子水充分沖洗后，置于0.05%麝香草酚去離子水中4℃保存備用。

用高速手機在冷水噴霧情況下分離牙齒冠、根，再用輪狀切盤沿牙齒長軸方向將牙冠分為頰、舌兩部分，保留頰側部分備用。去除牙髓，沖洗干凈，再用去離子水超聲洗滌3次，每次5分鐘，干燥后用嵌體蠟充填髓腔。

將以上制備的釉質塊標本在牙頰面中1/3處，用氧化鋁打磨粉磨出3mm×4mm的小平面，取9個釉質塊作為實驗用標本。

人工齲體外模型的制備：將9個標本置于制備的0.1mol/L乳酸齲膠[3]中，37℃恒溫脫礦1周。

1.2 礦化液配制及實驗分組 基礎再礦化液的配制：在去離子水中分別加入166.485mg CaCl2、322.326mg Na2HPO4·12H2O、4.766g HEPES和8.766g NaCl緩慢震蕩搖勻，用去離子水定容至1000ml， 配 成 含 20mM HEPES、 1.5mM Ca2+、0.9mM 磷酸鹽及150mM NaCl的基礎再礦化液，并加入適量麝香草酚以防止真菌生長。用5MNaOH調節pH值至7.0，置于4℃冰箱中保存備用。

1ppm Si再礦化溶液的配制：稱取Na2SiO3.9H2O 10.15mg置于基礎礦化液中震蕩、搖勻，用基礎礦化液定容至1000ml。

將6個脫礦釉質塊標本，用去離子水充分沖洗1分鐘，隨機分為2組，每組3個。

再礦化對照組：加基礎再礦化液。

再礦化硅組：加1ppm Si再礦化液。

1.3 標本處理 將6個釉質塊標本分別置于上述2組再礦化液中，37℃孵箱孵育2周，5天更換一次再礦化液。

1.4 SEM觀察 脫礦后和再礦化后兩組各取3個釉質塊標本，用2.5%戊二醛(pH7.3)固定，梯度酒精脫水，真空干燥，粘臺，離子濺射噴金，用SEM在25KV、傾斜0-30°下觀察開窗區表面的形態學及組織學變化并拍照。

2.結果

脫礦后的釉質表面呈蜂巢狀結構，釉柱核心被溶解，呈現蜂巢狀凹陷，凹陷四周的壁為釉柱周邊質(圖1)。

兩組經兩周再礦化處理，均可見再礦化修復，表面有礦物質沉積。

再礦化硅組：大部分釉質表面隱約可見蜂巢狀結構的輪廓，大部分蜂巢狀凹陷被填平，部分呈現較光滑形態(圖2)。有少部分釉質表面蜂巢狀底部見微球狀顆粒，邊緣沉積物連接成片(圖3)。

再礦化對照組：大部分釉質表面可見蜂巢狀結構但不清晰，凹陷底部有大量微球狀顆粒沉積，凹陷變淺，有較大球狀物散布，周邊連接成片(4)。

3.討論

齲病是一個復雜的連續動力學過程。再礦化理論認為：在此過程的早期，如果宿主再礦化作用大于脫礦作用，則可防止齲病的發生發展。礦化液可通過改變釉質脫礦-再礦化之間的平衡，阻止脫礦，促進再礦化。這些礦物質來源于病變中已溶解的礦物質，唾液，也可來自人工配制鈣、磷、氟化物的礦化液。

191 2 年Head就發現唾液對脫礦釉質的有再礦化作用，它既能防齲也能使早期齲再礦化。60年代，Koulourides等使用含氟、鈣、磷的溶液處理人工齲的牙齒，能使牙齒硬度升高，并將這種溶液稱為鈣化液。70年代以來,Featherston和Feagin把這類溶液稱為再礦化液(remineralization solution RS)[4]。

再礦化材料可廣泛應用于淺齲防治，且作為一種無痛療法而受到廣泛關注。當前再礦化研究的目標是找到有臨床指導意義的再礦化材料，在對人體無害甚至有利的情況下防治齲病[5]。氟化物已被證實是有效的防齲物質，其抗齲作用主要表現在對牙齒、唾液界面上發生的脫礦和再礦化的影響[6]。但氟化物有一定的局限性，過量的氟會引起急性氟中毒或慢性氟中毒，對于人體的骨質以及牙體本身有不利的影響甚至導致氟骨癥和氟牙癥的形成[7]。

近年來微量元素在齲病以及根面齲預防中的應用日趨受到人們的關注[8,9]，并已開始了對這類元素防齲機制的研究，可望尋找具有更好防齲功效的微量元素，為齲病的預防提供新方法和途徑奠定基礎。有研究提示硅可能是一類具有防齲功能的微量元素，但相關資料很少。

硅是地球上豐度最大的元素之一，主要以化合物的形式,作為僅次于氧的最豐富的元素存在于地殼中，約占地表巖石的四分之一，是人體必需的14種微量元素之一。它廣泛存在于食物、飲料、硬水中，飲食攝入、含硅藥物及含硅醫用生物材料以及牙膏的使用是較為常見的接觸方式。人體對硅的吸收率僅為1%，吸收入血的硅隨著血液循環分布到全身組織。硅可通過尿液排出體外，同時脫落的皮膚細胞、毛發、指甲也是較為重要的排出途徑。

硅及其化合物在醫學上的應用甚廣，同時硅在骨的形成中至關重要，動物實驗[10]發現在骨的鈣化前沿有大量的硅存在，在骨化過程中，硅與鈣的含量呈正相關。缺硅可使動物生長遲緩、骨骼異常、畸形、牙齒及釉質發育不良[11]。

Saito等學者[1]通過利用不同的離子對脫礦的牛牙本質進行再礦化，發現硅在5μM時能顯著降低礦化誘導時間，是比氟、鈣、磷還要強的礦化誘導劑。而且硅與氟對牙本質的再礦化可能還有協同作用[2]。

但硅對脫礦釉質的再礦化影響以及不同濃度的硅是否有不同影響，未見相關資料報道。為方便配制，本實驗初步觀察了1ppm硅對釉質再礦化的影響。

本實驗借助掃描電鏡觀察了1ppm硅對脫礦釉質再礦化后表面的形態學改變，結果發現脫礦釉質表面呈現典型早期釉質齲表現，即釉質表面釉柱中心溶解，呈現蜂窩狀結構。而再礦化后的釉質表面有不同程度礦物質沉積，填補了釉柱中心的脫礦病損及釉質表面局限性小凹陷，蜂窩狀凹陷均變淺，不同程度的修復了脫礦釉質在超微結構上的缺損。這從形態學上證實了礦化液能夠促進脫礦釉質的再礦化進程，同時用含硅處理的脫礦釉質表面的脫礦孔隙被沉積物充滿，僅見輕度脫礦凹陷痕跡，部分區域呈現光滑形態，沉積的礦化顆粒多，說明硅能促進釉質再礦化，而且在相同時間內Si組較對照組再礦化的速度快。這可能證實了硅作為礦物質沉積核心的穩定性異源基質，能使初始晶核穩定的成長為鈣磷的晶體核心，從而加快形成礦化沉積所需要的穩定晶核，加速周圍飽和溶液再沉積的觀點[12]。

硅對牙釉質及牙本質[1]有促進再礦化作用這一事實提示：(1)硅對早期齲有一定的治療作用，而且硅的毒副作用較??；(2)齲病成洞時，牙科充填材料中加入適量的硅，可以促進再礦化，隔絕材料對牙髓的刺激；深齲治療時對無菌的軟化牙本質進行再礦化，可以恢復其原有的功能[13]。

本實驗從形態學角度證明了1ppm的硅能夠促進脫礦釉質再礦化，對于硅對釉質再礦化作用影響、機制、再礦化沉積物的成分、促進再礦化的最佳濃度、與氟是否存在協同作用、對菌斑的作用以及在體內的防齲應用等尚需進一步地深入研究。

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