齲病是導致牙體硬組織缺損的一種慢性進行性的細菌感染性疾病。傳統(tǒng)玻璃離子水門汀（glass ionomer cement，GIC）于1972 年由Wilson 等

首次報道，因氟離子釋放性而具有一定防齲及再礦化作用，被廣泛應用于粘接、充填、墊底等方面，但在臨床應用中仍存在諸多問題。近年來，研究者一直關注GIC 的抗菌改性，其中源于自然界動、植物以及微生物的天然抗菌成分，憑借良好的生物學特性發(fā)揮著有效的抗菌防齲作用。本文從GIC 的研究歷史出發(fā)，依據(jù)抗菌成分的不同來源即：動物源性、植物源性以及微生物源性進行分類，就近年來加入GIC 中的天然抗菌成分的研究進展作一綜述。

1 動物源性天然抗菌成分

1.1 殼聚糖

甲殼素在蝦蟹等海洋節(jié)肢動物、昆蟲和軟體動物的甲殼、菌類、藻類細胞膜中大量存在。殼聚糖（chitosan，CS）作為甲殼素的部分脫乙?；a物，可以通過促進細菌表面陰離子靜電堆積來影響細菌的正常代謝，分子結構上的反應性官能團可嵌入細菌脫氧核糖核酸鏈來阻斷轉錄過程?？咕阅芊矫妫芯勘砻鰿S-GIC 較傳統(tǒng)GIC、氯己定-西曲肽-GIC 的抗菌性能更優(yōu)。CS-GIC 對變異鏈球菌（

，

）、嗜酸乳桿菌（

，

）的生長、黏附均有明顯抑制作用

。此外，Del Prado-Audelo 等

發(fā)現(xiàn)5%、10%（v/v）CS-GIC 可有效提高材料對

的抗菌性能，且不影響材料與牙本質的粘接；另有研究表明10%（v/v）CS-GIC 可提高材料的牙釉質粘接性

。機械性能方面，一定濃度CS 對材料抗壓強度及抗彎強度的增強效果較為明確

，Sharafeddin 等

進一步發(fā)現(xiàn)15%（v/v）CS-GIC 的表面粗糙度降低且對顯微硬度無明顯影響。此外，CS-GIC 的氟、鋁、鈉離子釋放量較傳統(tǒng)GIC 均有明顯提高

。隨著納米技術的進步，CS 納米顆粒在材料改性方面更具優(yōu)勢。研究者將10%（w/w）CS納米顆粒（110～225 nm）加入到傳統(tǒng)GIC，結果顯示GIC 抗彎強度從12.67 MPa 提高到21.26 MPa，且氟離子釋放量各時間段均高于對照

。

雖然CS-GIC 展現(xiàn)出良好的抗菌、機械性能及氟離子釋放性，但在實際應用中的，其凝固時間、邊緣封閉性、顏色穩(wěn)定性等問題仍需進一步探討。

1.2 蜂膠

蜂膠（propolis）是蜜蜂工蜂從植物頂芽和滲出液中采集的樹脂類物質，其所含的酚類、黃酮類和萜類化合物可抑制細菌葡糖基轉移酶和二氫葉酸還原酶活性，作用于細菌細胞膜使細菌裂解。研究發(fā)現(xiàn)，50%（v/v）蜂膠乙醇提取物（ethanolic extract of propolis，EEP）-GIC 對材料抗壓性能無顯著影響，且對

、

生長產生明顯抑制作用

。有研究發(fā)現(xiàn)，25%紅蜂膠乙醇提取物（ethanolic extract of red propolis，EERP）-GIC 對白色念珠菌（

，

）也產生明顯抑制，且對材料機械強度和氟離子釋放無顯著影響

。而Andrade 等

研究發(fā)現(xiàn)EEP 中黃酮類物質的釋放與EEP-GIC 的抗菌性能密切相關，同時37%（w/w）EEP-GIC 的抗壓強度顯著高于對照組，可達（216.66±5.01）MPa。此外，Altunsoy 等

證實EEP-GIC 具有更好的顯微硬度及邊緣密合性。

蜂膠改性GIC 優(yōu)異抗菌性能和生物相容性是其較傳統(tǒng)GIC 的主要優(yōu)勢，但在機械強度方面，有研究發(fā)現(xiàn)EEP-GIC 會增加材料的吸水量

，此外，EEP-GIC 存在較大的分子量、不易溶于水、乙醇介質的穩(wěn)定性差等缺點，如何尋找性質更好的水溶介質有待進一步研究。

1.3 酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣

酪蛋白磷酸肽（casein phosphopeptides，CPP）來源于牛奶中的酪蛋白，是鈣、磷與酪蛋白磷酸化后產生的磷酸多肽之間非共價結合的產物。作為CPP 與鈣鹽和磷酸鹽的結合產物，酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣（casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate，CPP-ACP）一方面可以在牙體表面產生梯度CaHPO

，為牙齒表面再礦化提供充足的鈣、磷支持，另一方面可以與氟離子結合產生Ca

（PO

）

F

H

O

，延緩氟離子釋放。

唾液中存在的溶菌酶（lysozyme）、唾液過氧化物酶（lactoperoxidase）等生物活性酶類能在細菌黏附、生物膜形成、產酸等齲病發(fā)展的多個階段發(fā)揮作用。憑借生物活性酶類優(yōu)異的抗菌效果以及生物學安全性，Pinheiro 等

將溶菌酶、乳鐵蛋白和唾液過氧化物酶應用于GIC 改性，發(fā)現(xiàn)酶的加入雖能增強材料的短期抗菌性能，但唾液過氧化物酶只有在pH 5～6 時才有抗菌作用，且6 個月后，實驗組與對照組均出現(xiàn)

數(shù)量增加，原因推測與修復體老化導致邊緣微滲漏有關。關于生物活性酶類改性GIC 方面的研究仍欠缺，分析原因可能是酶的活性在材料中難以保持，且分子量和粒徑過大對材料的機械性能產生不良影響，這些都可能限制生物活性酶類的進一步應用。

2.1.2 姜黃素 姜黃素（curcumin）是從姜黃根莖中提取的酚類物質，具有良好的抑菌、抗炎效果，但具體抗菌機制尚未明確。研究發(fā)現(xiàn)姜黃素最小抑菌濃度為7.81 ～62.50 μg/mL，可抑制

單菌種及多菌種生物膜生長代謝

。有研究者將1%（w/w）姜黃素加入GIC，選取5 ～9 歲兒童，選取治療前、修復后及修復7 d 后3 個時間點對牙體樣本進行微生物學評價，結果顯示與傳統(tǒng)GIC 相比，姜黃素改性材料可顯著減少

數(shù)量

。但目前對于姜黃素GIC 的最適添加濃度、改性后材料機械性能、生物學性能的評價較為欠缺，有待進一步研究。

2.1.3 可可堿 可可堿（theobromine）是可可豆或其樹皮中提取的天然多酚類物質，可以促進牙釉質表面再礦化、減輕牙本質敏感、抑制細菌產酸，目前已應用到牙膏、漱口水當中，但在口腔材料改性方面的研究較為欠缺。目前研究肯定了1%（w/w）可可堿改性GIC 對

生物膜的抑制作用和對材料顯微硬度的提高，且與傳統(tǒng)GIC 相比，改性后材料的唾液吸附性、溶解度、氟釋放量無差異

。但考慮到多酚類物質水溶性低、穩(wěn)定性差的缺點，可可堿改性GIC 的作用長效性有待探究。

1.4 生物活性酶類

在出租車上，思雨還想再同田詩研究一下回家之后的一些細節(jié)問題?？商镌姼揪蜎]給他機會。田詩就發(fā)生在姐夫身上的長發(fā)絲事件，結合當前的現(xiàn)實社會和成功男人等社會問題，展開了深入細致的剖析。實際上也是變相地給思雨敲敲警鐘上上課。雖然大家目前還沒有發(fā)現(xiàn)杜思雨有什么問題，但田詩想的是應該讓姐夫思雨的壞思想萌芽胎死腹中，對他要警鐘長鳴。

2 植物源性天然抗菌成分

2.1 多酚類化合物

微生物源性天然抗菌成分是指微生物分泌或從微生物中提取得到的，具有抗菌性能的物質?？股刂饕ㄟ^抑制細菌細胞壁、蛋白質的合成、DNA 的轉錄等發(fā)揮抗菌作用。

上述機理研究表明，抗氧劑1010的析出性與注塑樣品的結晶性息息相關。本實驗通過加入POE和PP來影響體系的結晶度和結晶溫度，從而影響體系樣品在注塑降溫過程中的結晶情況，進而考察其對抗氧劑1010析出的影響。

植物精油是自然界芳香植物根、莖等提煉萃取出的具有一定香氣的揮發(fā)性油狀混合物，如肉桂、丁香等，對多種細菌具有抗菌效果，但具體抗菌機制不明。目前，植物精油改性GIC 的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在優(yōu)異的抗菌性和離子釋放性方面，Sherief等

將5%（v/v）百里香和10%（v/v）肉桂香精油加入GIC，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)GIC 相比，改性后GIC 對

和

的生長有明顯抑制作用，5%肉桂-GIC 對材料機械性能無明顯影響。此外累積氟化物釋放量為10%肉桂-GIC ＞5%百里香-GIC ＞5%肉桂-GIC ＞10%百里香-GIC ＞傳統(tǒng)GIC。

研究表明，3%（w/w）CPP-ACP-GIC 對

具有抑制作用

。Zhao 等

研究發(fā)現(xiàn)3%（w/w）CPP-ACP-GIC 可有效抑制前磨牙根面齲進展，且與38%（w/w）氟化氨銀聯(lián)用對

有更好抑制作用；同時3%（w/w）CPP-ACP-GIC 展現(xiàn)出良好的抗彎強度。另有報道發(fā)現(xiàn)5%（w/w）CPP-ACP-GIC 對格式鏈球菌（

，

）生長產生抑制作用

。還有學者發(fā)現(xiàn)1.56%（w/w）CPPACP-GIC 較1%、2%組具有更優(yōu)的抗壓強度和耐磨性

。此外Shen 等

證實經CPP-ACP 糊劑（1g 粉劑和4 mL 蒸餾水）連續(xù)處理3 d 后的GIC 與對照組相比，有更高的鈣、磷、氟離子釋放量及表面硬度。目前CPP-ACP-GIC 的抗菌作用主要體現(xiàn)在于單菌種鏈球菌屬，對其他口腔微生物的作用有待研究；另外，關于最適添加濃度、生物安全性等方面的研究仍缺乏。

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2.2 精氨酸

精氨酸（arginine，Arg）最早從植物羽扁豆幼苗中分離提取而命名。Arg 可作為代謝底物參與細菌產堿代謝、封閉牙本質小管、促進再礦化。目前已被證明對

等產酸菌具有抑制作用

。Sharma 等

將5%、7%、10%（w/w）L-Arg 加入粘接劑，結果顯示在不改變粘接劑機械性能的情況下7% L-Arg-GIC 對

生 物 膜 的 抑 制 作 用 最強。但Bijle 等

對比1%、2%、4%（w/w）L-Arg-GIC機械性能和抗菌作用，發(fā)現(xiàn)在對材料機械性能無明顯影響的基礎上，4% Arg-GIC 對

和血鏈球菌（

，

）生長的抑制效果最好。精氨酸改性GIC 的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其良好的生物學安全性、再礦化性能以及一定的抗菌性能，機械性能方面目前研究并未展現(xiàn)出明顯的改善效果；此外對于最適添加濃度、離子釋放性及細胞毒性等性質仍需探究。

2.3 植物精油

2.1.1 表沒食子兒茶素沒食子酸酯 表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）是綠茶中主要的多酚類物質，具有抗氧化、抗炎、抗菌等性能，可以通過抑制細菌葡糖基轉移酶、淀粉酶的活性和gtfB、gtfC、gtfD 等基因表達來抑制生物膜形成。已有研究表明0.1%（w/w）EGCG-GIC 能提高材料對

的抑制效果、材料抗折強度和顯微硬度；此外氟離子的釋放量在前24 h 達到高峰，之后隨著時間的延長而逐漸降低

。另外一項針對5 ～9 歲兒童齲壞的研究證實了0.1%（w/w）EGCG-GIC 對

生長的抑制作用

。

3 微生物源性天然抗菌成分

多酚類化合物是許多中藥發(fā)揮藥理作用的主要成分之一，分子內含有多個酚羥基，易與其他結構結合，形成如兒茶素、單寧酸等多酚或酚酸類化合物，具有抗氧化、抗炎和抗菌等藥理特性。現(xiàn)有對多酚類改性GIC 的研究初步肯定了其良好的抗菌和機械性能，但相應離子釋放性和細胞毒性等的進一步研究仍較欠缺。此外隨著對多酚類物質研究的深入，其優(yōu)異的抗菌、再礦化性能以及對牙釉質、本質的表面改性作用雖得到肯定，但其水溶性低、穩(wěn)定性差的缺點也逐漸暴露。

吸收法的關鍵是吸收劑的選擇，看其是否無害、廉價、易得。目前采用的吸收劑包括兩種：一種是甲醇、丙酮等有機溶劑，具有吸收效果好的優(yōu)點，但價格較貴，且使用時可能會產生新的污染；另一種是由水和表面活性劑（如檸檬酸鈉、乙酸鈉、環(huán)糊精、二乙基羥胺、聚乙二醇等）組成的混合液，制作成本比有機溶劑低，但存在吸收效果較差的問題[5]。實際上，吸收劑的選擇和吸收液的后處理使得吸收法只適合應用于一些特定的場合。

抗生素憑借其優(yōu)異的抗菌性能最先應用于GIC 的抗菌改性研究當中，研究者最早通過體外實驗證明抗生素改性GIC 較傳統(tǒng)GIC 能有效減少感染牙本質、感染牙髓和根尖周病變病灶中

等齲源菌數(shù)量

。但隨著細菌耐藥性的增加，抗生素聯(lián)合應用逐漸成為常態(tài)，其中環(huán)丙沙星-甲硝唑與第三種抗生素聯(lián)用的組合在GIC 改性中較為常用。Sato 等

率先肯定環(huán)丙沙星-甲硝唑-頭孢克洛（ciprofloxacin-metronidazole-cefaclor, Cipro-Metro-Cefa）組合對人乳牙齲壞及牙髓病中細菌生長的抑制作用；Yesilyurt 等

進一步發(fā)現(xiàn)環(huán)丙沙星-甲硝唑-米諾環(huán)素（ciprofloxacin-metronidazole-minocycline，Cipro-Metro-Mino）-GIC 對

和

的抑制作用，并對抗生素添加濃度進行探究，發(fā)現(xiàn)1.5%組與3%、4.5% 組相比，24 h 及7 d 后材料抗壓強度未受到明顯影響。近年來，有學者

將4 種常見抗生素組合添加后GIC 的性能進行比較，發(fā)現(xiàn)Cipro-Metro-Cefa-GIC 組對

生長抑制效果和顯微硬度明顯優(yōu)于Cipro-Metro-Mino-GIC 組、Cipro-Metro-GIC 組和對照組。總之，雖然抗生素或抗生素聯(lián)用改性GIC 有助于增強抗菌效果，但針對聯(lián)合應用抗生素的種類、濃度的選擇、釋放的長期有效性以及如何避免過度使用等需要進一步探討。

4 抗菌成分的聯(lián)合應用

兩種及多種抗菌材料聯(lián)用不僅有助于減少耐藥性產生，還可減少用藥劑量、降低細胞毒性，獲得更好的抗菌效果。隨著納米載體技術的進步，CS 憑借其良好的載體性能常與其他抗菌物質聯(lián)合應用。Ibrahim 等

將CS 與TiO

納米顆粒（21 nm）聯(lián)用對GIC 進行改性實驗，結果顯示改性后材料對

抑制作用及材料抗折、抗壓強度和表面硬度均有明顯提高。此外研究發(fā)現(xiàn)CS 與氯己定-西曲肽聯(lián)用可增強材料的抗壓強度、抗彎強度，提高對

和

的抑制作用

。另有學者

發(fā)現(xiàn)CS 與納米生物活性玻璃（bioactive glass nanoparticle，BGN）聯(lián)用不僅能提高材料的抗彎強度、壓縮強度及徑向拉伸強度，對人牙髓干細胞也無毒性作用。

5 小 結

天然抗菌成分憑借優(yōu)良的生物學相容性、低耐藥性等優(yōu)勢應用于GIC 改性研究中，并取得較好的抗菌防齲效果，具有一定的應用前景，不過現(xiàn)有研究也存在一些不足：①目前大多研究僅停留在體外研究階段，對于材料在復雜的口腔環(huán)境中使用時的效果無法進行有效評估；②對于天然抗菌成分的最優(yōu)添加量仍需進一步明確，以尋求添加濃度、材料抗菌效果和機械強度之間的平衡；③天然抗菌成分的抗菌機制尚未明確，并且欠缺相應的生物安全性的實驗評價。總之，天然抗菌成分改性應用于GIC 仍需進一步深入研究。

由以上結果可知：方案1攔沙堤堤頂高程為9.0m，為出水堤，可以完全阻擋攔沙堤外側泥沙進入航道內，但是堤頭位置在波浪破碎區(qū)內，導致破碎區(qū)范圍內的航道段仍存在較大淤積，若要加長攔沙堤，工程造價將大大提高。因此，方案2在加長攔沙堤的基礎上，將攔沙堤做成潛堤的形式。主要是考慮粉沙質海岸懸沙的垂線分布特點，底部存在高濃度含沙水體。將攔沙堤做成潛堤，不但能有效防止底部高濃度含沙水體進入航道內落淤，還能很大程度上節(jié)約成本，控制造價。從以上兩個方案對比，可看出，對攔沙堤加長，航道內泥沙回淤可以得到有效控制。

【

】 Zhang YS wrote and revised the article. Tao DH, Guo AD, Zheng H and Wang SP revised the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.

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