不同酸性飲料對釉質脫礦的掃描電鏡觀察及酸度分析*

邵金戈 阮 瓊 陳云橋 伍廷蕓

1 荊楚理工學院醫學院，湖北省荊門市 448000； 2 荊門市康復醫院口腔科

隨著生活水平的不斷提高，人們對酸性飲料的攝入量逐年增加，牙齒因長期接觸酸而使釉質發生脫礦反應使牙易患牙酸蝕癥，長期大量飲用酸性飲料如可樂、果醋、果汁，會增加牙酸蝕的機會，也是影響齲病發生的重要因素[1]。其中，2010—2012年我國6～17歲學齡兒童平均每周消費3.9次飲料，且隨著年齡增長飲料攝入頻次逐漸增加，15～17歲青少年達到每周消費4.8次；日均飲料攝入量為21.0g，從貧困農村、中小城市、普通農村到大城市兒童的飲料消費量逐漸增加[2]。為探究市面上常見的酸性飲料對牙釉質酸蝕的影響，筆者通過比較可樂、蘋果醋、橙汁和純凈水4種飲品對于牙釉質的脫礦效果，為家庭口腔自我保健中選擇合適的飲品提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣本采集 收集荊楚理工學院附屬第二人民醫院口腔正畸科因正畸減數拔除的下頜第一前磨牙20顆，年齡(14.5±2.7)歲，男12顆，女8顆，要求年輕恒牙無死髓牙、氟斑牙及四環素牙存在，并排除色素牙、隱裂牙、齲齒、釉質發育不足牙，拔除后立即用常溫下蒸餾水洗凈后去除多余軟組織及結石，置于蒸餾水中于4℃冰箱中保存。

1.2 實驗器材及試劑 可口可樂(批號：20210116 1014HBA02；湖北太古可口可樂飲料有限公司)、天地壹號(批號：20181108JA 11∶03∶25 P1；天地壹號飲料股份有限公司江門分廠)、果粒橙[批號：20200730 16∶25WU2；可口可樂瓶裝商生產(武漢)有限公司]，37℃恒溫水浴箱、玻璃試管、掃描電鏡(型號：QUANTA，荷蘭FEI公司)；

1.3 方法

1.3.1 樣本分組：收集新鮮拔除的上下頜第一前磨牙28顆，使用超聲波潔牙機去除根部軟組織，沖洗干凈后貯存于10%甲醛溶液，將全部樣本隨機分為A組(可樂)、B組(蘋果醋)、C組(橙汁)、D組(純凈水)4組，標簽區分各組別備用。

1.4 脫礦指標值

1.4.1 飲品pH值測定：每次浸泡完成后，沖洗干凈樣本殘留的液體，并用pH試紙測得并記錄浸泡前及浸泡后各組液體的pH值。采用精密試紙，用玻璃棒蘸取待測溶液到試紙上，等待3s后，根據標準比色卡逐一對比，確定待測液的pH值，以每次所測浸泡前及浸泡后的平均值作為最后的最終值，2次/d，共14d。

1.4.2 掃描電鏡觀察：將每組剩余的2個樣本，共8個試樣在流水狀態下用小毛刷進行牙齒表面清潔, 依次經過清洗、固定、脫水、干燥，樣本導電處理采用離子濺射法，將金、銀、金—鈀合金等鍍膜材料濺射到待鍍樣本表面[3]。采用掃描電鏡觀察4組樣本，得出各組牙齒表面牙釉質變化，并取得相應的圖像信息。

1.5 統計學方法 采用SPSS22.0軟件進行數據輸入和分析，各組間飲品pH值的比較選用單因素方差分析，組間兩兩比較采用SNK-q檢驗，檢驗水準α = 0.05，P<0.05顯示組間差異有統計學意義。

2 結果

2.1 肉眼觀察 實驗組牙齒均有顏色、光澤及質地的改變，其中A組有明顯深褐色色素沉著，B組呈淺褐色，并有白堊色改變，C組為亮白色變化。

2.2 掃描電鏡觀察 正常年輕恒牙釉質表面致密、平坦、光滑，無脫礦征象；A組牙釉質表面粗糙，釉柱結構破壞嚴重，形態深淺有較大差異，有較深的凹陷；B組牙齒釉質表面粗糙, 部分釉柱溶解, 釉柱結構分布不規則；C組牙齒釉柱結構規則，釉柱表面結構疏松，可見多數細小凹陷，見圖1。

A組(可樂) B組(蘋果醋) C組(橙汁)

2.3 4組飲品中的溶液pH值比較 酸性飲料會對牙釉質產生脫礦作用，且脫礦嚴重程度與pH值呈負相關，A組浸泡前后的pH均值為(2.60±0.62)，與B組(2.90±0.55)和C組(3.01±0.69)的pH值比較差異有統計學意義(P<0.05)；而B組和C組兩兩比較差異無統計學意義(P>0.05)，C組pH均值較輕，B組介于二者之間，見表1。

表1 4組飲品中的溶液pH值比較

3 討論

隨著人們經濟水平的提高，生活方式和飲食習慣都發生了較大改變，市場上各類碳酸飲料深受兒童和青少年喜愛，促進兒童和青少年牙酸蝕癥的發生率。牙酸蝕癥會破壞牙齒表面的牙釉質，進而侵入牙本質，嚴重時會侵入牙髓，導致牙敏感征、牙齒破損和牙髓暴露，影響牙齒美觀度和咀嚼功能[4]。

本實驗結果表明，酸性飲料對牙釉質均有一定程度的脫礦作用。橙汁的pH值最高，浸泡后牙釉質的酸蝕程度最小(P<0.05)。蘋果醋的pH值稍低于橙汁，浸泡后牙釉質的酸蝕程度略高于橙汁。可樂的pH值最低，浸泡后牙釉質的酸蝕程度最大，與橙汁和蘋果醋有顯著差異(P<0.05)。結果表明酸性飲料對牙釉質的脫礦程度與飲料pH值有較大關系，飲料的pH值越低，對牙釉質的酸蝕作用越大。

牙釉質是覆蓋在牙面最外層的硬組織，微觀結構觀察顯示，正常釉質結構呈多孔狀， 釉柱中心出現溶解脫礦，呈蜂窩狀結構， 柱間質溶解呈卵石樣[5]。牙釉質是人體中最堅硬、鈣化程度最高的組織，其主要成分為羥基磷灰石和碳酸鈣，其中含有一定量的蛋白質(約占10%)，還有少量的微量元素和有機物。由于具有特殊的理化性質，使之成為一種良好的硬組織結構材料。在牙齒生長的過程中，不斷地從周圍的軟組織和口腔環境中吸收鈣、磷等礦物質，以維持正常的生理代謝，牙釉質的硬度是由釉質中的無機物晶體決定。因此，牙釉質對人體健康有著重要的影響[6]。果醋類飲料、碳酸飲料、運動飲料等酸性飲料均可使恒牙牙釉質中不穩定的磷酸鈣鹽發生化學反應而溶出[7]。當釉質被酸腐蝕時，首先溶解的是中央和周緣的晶體，導致晶體之間的微隙增加。隨著酸堿度升高，晶胞中的磷向外擴散并與釉蛋白結合形成磷酸鹽沉淀。釉質受破壞后，其結構也隨之改變。釉質羥基磷灰石的脫礦是在酸性環境下進行，大多數酸性飲料的pH值均小于釉質發生脫礦的臨界值pH[8]。

碳酸飲料對牙齒的主要作用是使牙釉質脫礦，羥磷灰石晶體是牙釉質中的主要礦物質，碳酸飲料中的酸性物質直接接觸作用于牙釉質表面，通過晶體周圍的多孔蛋白脂肪基，接近晶體表面，溶解釉質中的羥基磷灰石晶體，使釉質脫礦，從而改變了釉質的超微結構。周娟等[9]研究發現經碳酸飲料處理過的牙齒， 再置入含有碳酸飲料的人體唾液中， 其牙釉質出現了更為嚴重的脫礦現象。周娟等[10]實驗對于碳酸飲料所導致的牙釉質脫礦做出了直觀的形態學評價，發現不同種類的碳酸飲料均對牙齒有明顯的釉質脫礦現象。

侯夏沛[11]通過對固定矯治中牙面pH變化對釉質脫礦的相關性研究，得出固定矯治中釉質脫礦的發生與牙齒所處環境的pH有一定的相關性，固定矯治中牙面pH降低、牙面酸性環境增強可能是釉質脫礦發生的機制之一。釉質喪失量和表面硬度的降低會隨著pH值的降低而上升[12]，同時本實驗中的pH值也說明，pH值越低的溶液越容易導致脫礦的發生。各種調查研究發現酸性飲料對牙齒酸蝕有著直接聯系，張青等[13]研究發現3～6歲兒童每周喝1～3次果汁飲料患牙酸蝕癥的風險是不喝果汁飲料的3.13倍。李倩倩[14]在呼和浩特市大學生飲用碳酸飲料對牙齒酸蝕情況的調查研究中，得出以下結論：(1)碳酸飲料的飲用頻率、飲用量與大學生牙酸蝕癥患病率有相關。(2)對牙酸蝕癥的認知了解程度、是否知道碳酸飲料的不合理飲用會損害牙齒與大學生牙酸蝕癥患病率有相關。(3)碳酸飲料在口腔內的停留情況、飲用碳酸飲料時是否使用吸管、飲用碳酸飲料后清潔牙齒的情況與大學生牙酸蝕癥的患病率相關。

綜上所述，碳酸飲料、果醋、果汁等酸性飲料均可對牙釉質產生不同程度的脫礦，其中碳酸飲料最強，果汁最弱，蘋果醋介于二者之間。健康宣教[15]能夠顯著提升牙酸蝕癥的治療有效率，降低復發率，生活中應注重對兒童的飲用指導，減少對酸性飲料的攝入，降低牙酸蝕癥的發生率。