柏婷婷 孫廣迪 陳 雪 魏 飛 朱 松

近年隨著樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接技術(shù)發(fā)展，在牙體缺損修復(fù)方面取得了良好的臨床效果，但在牙本質(zhì)粘接耐久性方面仍存在不足。牙本質(zhì)是由70%羥基磷灰石、20%有機(jī)成分以及10%血清樣液體組成，有機(jī)成分里90%為膠原，主要為I 型膠原。酸蝕后脫礦的牙本質(zhì)表面呈現(xiàn)為疏松多孔的膠原網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，理想條件下酸蝕-沖洗類(lèi)的粘接劑的揮發(fā)性溶劑攜帶水分揮發(fā)，有利于疏水性粘接劑單體滲入并充滿(mǎn)膠原網(wǎng)的微間隙，從而在樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接界面形成均勻的混合層（hybrid layer，HL），但因樹(shù)脂單體在脫礦牙本質(zhì)膠原內(nèi)滲透漸進(jìn)性的特點(diǎn)，滲透深度無(wú)法到達(dá)酸蝕的深度，造成混合層底部的膠原纖維暴露，在水及酸蝕作用下激活基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases, MMPs）和半胱氨酸組織蛋白酶（cysteine cathepsins，CC），造成暴露的膠原降解，逐步破壞粘接界面導(dǎo)致粘接失敗。對(duì)自酸蝕類(lèi)粘接劑而言，自酸蝕粘接劑的親水性酸性粘接單體，僅溶解部分玷污層，使玷污層成為混合層的一部分。但因自酸蝕粘接系統(tǒng)去除了沖洗步驟，自酸蝕粘接劑與牙齒硬組織作用所形成的可溶性的磷酸鈣滯留于牙本質(zhì)混合層中，在水充分的環(huán)境中，可溶性鈣鹽不穩(wěn)定，破壞牙本質(zhì)粘接界面的完整性，從而影響粘接的耐久性。目前植物來(lái)源的交聯(lián)劑可以通過(guò)促膠原交聯(lián)改善牙本質(zhì)粘接的耐久性。本文對(duì)植物來(lái)源牙本質(zhì)交聯(lián)劑的作用機(jī)制以及在其基礎(chǔ)上添加不同成分的復(fù)合應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期為改善牙本質(zhì)粘接性能提供依據(jù)。

一、多酚類(lèi)植物交聯(lián)劑

1.原花青素

原花青素(procyanidin，PACs)是植物中廣泛存在的一種多酚類(lèi)化合物，多見(jiàn)于葡萄籽提取物（GSE），因其所含的羥基與鄰苯二羥基結(jié)構(gòu)，使PACs 在清除自由基、螯合金屬離子、清除活性氧等方面有顯著作用。PACs 的高度羥基化結(jié)構(gòu)可與蛋白質(zhì)形成不溶性復(fù)合物，穩(wěn)定增加I 型膠原纖維的交聯(lián)[1]。此外，PACs 結(jié)構(gòu)中的羥基可與膠原纖維形成氫鍵，并通過(guò)芳香環(huán)的疏水作用達(dá)到穩(wěn)定膠原蛋白的作用中[2，3]，氫鍵是促膠原蛋白中的酰胺羰基和酚羥基外源性交聯(lián)的主要力量[1，4]，除此之外，研究證明PACs 與膠原交聯(lián)后周?chē)被釟埢c膠原三螺旋結(jié)構(gòu)的分離可能會(huì)隱藏MMPs 的裂解位點(diǎn)，從而抑制MMPs的活性，保護(hù)暴露的膠原[5]。

（1）PACs與粘接劑的復(fù)合應(yīng)用

研究表明將6.5% 的GSE 作為通用粘接劑single bond 自酸蝕模式的預(yù)處理劑涂布脫礦牙本質(zhì)，可通過(guò)提高脫礦牙本質(zhì)的機(jī)械性能提升即刻和老化后的粘接強(qiáng)度，從而增加樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接的耐久性[6]。這與Jowkar 等[7]用GSE 作為齲壞牙本質(zhì)的預(yù)處理劑后得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一致性。在酸蝕-沖洗類(lèi)實(shí)驗(yàn)粘接劑中加入1.5～2% GSE 的結(jié)果表明，粘接劑在顯微硬度和彈性模量方面存在負(fù)面影響。這是由于GSE在參與自由基聚合時(shí)向自由基提供氫原子，從而干擾了自由基聚合[8]。同樣，在實(shí)驗(yàn)粘接劑中加入5～10%的PACs 后，粘接劑的轉(zhuǎn)化率有所降低，未聚合的粘接單體會(huì)產(chǎn)生塑化效應(yīng)，而且更容易被降解，這兩種情況都會(huì)造成混合層的破壞[9]。

由此可知，PACs 作為預(yù)處理劑時(shí)，通過(guò)PACs 與膠原的相互作用可促進(jìn)膠原交聯(lián)及減緩樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接界面的退化；而濃度較高的PACs直接摻入粘接劑中會(huì)影響粘接劑雙鍵的轉(zhuǎn)化率，導(dǎo)致混合層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，納米滲漏增加，粘接強(qiáng)度降低[10]。

（2）PACs與酸蝕劑的復(fù)合應(yīng)用

研究人員用2% GSE 分別與5%、10%及20%磷酸進(jìn)行混合[11]，對(duì)照組（37%磷酸）和20%磷酸組的即刻微拉伸強(qiáng)度（μTBS）較高，但隨時(shí)間推移粘接強(qiáng)度下降顯著，而老化后，5%和10%磷酸組的μTBS相對(duì)穩(wěn)定。原因在于20%磷酸組的pH 較低，酸蝕牙本質(zhì)的速度快于GSE 的擴(kuò)散速率，部分脫礦的膠原纖維未得到充分保護(hù)，隨時(shí)間推移這些膠原纖維被酶降解，最終引起粘接強(qiáng)度的下降[12]。這與De-Paula 等[13]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致，PACs 加入到37%的磷酸會(huì)導(dǎo)致老化后粘接強(qiáng)度大幅度的降低。值得關(guān)注的是經(jīng)GSE-磷酸改性后的牙本質(zhì)在AFM 圖像觀察到膠原纖維與GSE 交聯(lián)并形成更大的球狀結(jié)構(gòu)，此種纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生變化可表明存在潛在的再礦化[11]，有待后續(xù)更深入地研究。

綜上所述，在PACs的選擇上，應(yīng)注意PACs的濃度，使其既可促進(jìn)牙本質(zhì)膠原交聯(lián)，又不會(huì)對(duì)粘接劑的轉(zhuǎn)化率造成負(fù)面影響，從而保持樹(shù)脂-牙本質(zhì)粘接界面的穩(wěn)定性[14]。

2.表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯

表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（epigallocatechin gallate, EGCG）是綠茶中的一種多酚類(lèi)物質(zhì)。EGCG通過(guò)氫鍵與膠原蛋白交聯(lián)，可以改善膠原蛋白的機(jī)械性能[15]，抑制MMP-2 和MMP-9 的明膠分解活性[16]。EGCG 可與激活MMPs 的鋅離子螯合，從而抑制MMPs 的識(shí)別能力進(jìn)而抑制膠原降解[17]。此外，多酚類(lèi)物質(zhì)可以減少酸性化合物的產(chǎn)生，降低鏈球菌在葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下合成附著性不溶性葡聚糖的能力[18]，故EGCG還具有良好的抗菌性能。

（1）EGCG與粘接劑的復(fù)合應(yīng)用

研究證明0.5%的EGCG 摻入酸蝕-沖洗粘接劑后可顯著提升老化后牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度[19]。另有學(xué)者分別將0.1% EGCG和2%氯已定作為自酸蝕粘接劑(Clearfil SE Bond)的預(yù)處理劑涂布脫礦牙本質(zhì)表面60 s 后發(fā)現(xiàn)[20]，相對(duì)氯已定而言，EGCG 對(duì)健康牙本質(zhì)和齲壞牙本質(zhì)均未出現(xiàn)負(fù)面作用，原因?yàn)镋GCG 的羥基對(duì)健康及齲損的牙本質(zhì)膠原蛋白表現(xiàn)出更大的親和力，與牙本質(zhì)形成更穩(wěn)定的結(jié)合，因而經(jīng)EGCG 處理后牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度更高。除此之外，針對(duì)EGCG 對(duì)齲壞牙本質(zhì)的研究中，Czech 等[21]將EGCG 作為預(yù)處理劑處理齲壞牙本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，EGCG 處理后可以提高齲壞牙本質(zhì)即刻和老化后的樹(shù)脂-牙本質(zhì)界面粘接強(qiáng)度。

另一項(xiàng)研究使用負(fù)載EGCG 的聚合物微粒摻入single bond 2的研究中發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)組不僅不影響粘接劑的轉(zhuǎn)化率，還顯著提高了老化后的粘接強(qiáng)度[22]。相對(duì)于游離的EGCG，使用EGCG聚合物微?？梢员Ｗo(hù)藥物免受降解，因而避免藥物活性的降低。由聚合物（如：聚乳酸-羥基乙酸）產(chǎn)生的微粒可將其應(yīng)用在向牙本質(zhì)小管遞送負(fù)載藥物的納米顆粒，這也是一種可以應(yīng)用于修復(fù)體的新型治療策略。

二、光引發(fā)類(lèi)植物交聯(lián)劑

核糖黃素（riboflavin, RF）早已經(jīng)成功地應(yīng)用于眼科領(lǐng)域[23]。此前研究表明，在牙本質(zhì)粘接劑中加入經(jīng)紫外光激發(fā)的RF 能夠改善脫礦牙本質(zhì)的機(jī)械性能，并提高即刻粘接強(qiáng)度[24]。其作用機(jī)制為通過(guò)吸收波長(zhǎng)為446、375、265 和220 nm 處的藍(lán)光（Blue Light，BL）和紫外光（Ultraviolet Radiation A，UVA），使RF生成激發(fā)態(tài)或變成三重態(tài)產(chǎn)生活性氧自由基，這些氧自由基通過(guò)誘導(dǎo)肽鏈上甘氨酸的氨基與相鄰肽鏈上羥脯氨酸或脯氨酸的羰基形成共價(jià)鍵[25]。光敏RF作為預(yù)處理劑處理脫礦牙本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，顯微拉曼光譜顯示酰胺-I 和酰胺-III 處的振動(dòng)，表明膠原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化從而證明RF 與膠原蛋白的有效交聯(lián)[26]。

1.RF與粘接劑的復(fù)合應(yīng)用

Daood 等[27]在酸蝕-沖洗粘接劑中加入不同濃度的RF，得出結(jié)論1%RF 組對(duì)粘接強(qiáng)度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且與對(duì)照組相比，RF 加入后MMPs 的活性降低了2～13 倍。但隨粘接劑中RF 濃度的增加引起了粘接強(qiáng)度下降，這是由于RF中賴(lài)氨酸和精氨酸交聯(lián)形成的戊糖苷在牙本質(zhì)膠原中的積累過(guò)多影響了粘接劑的轉(zhuǎn)化率，導(dǎo)致老化后粘接強(qiáng)度下降。在一項(xiàng)后續(xù)的研究中將殼聚糖和RF以不同比例加入酸蝕-沖洗粘接劑中，在殼聚糖：RF 成分比為1:3 和1:4 時(shí)，SEM 圖像中可見(jiàn)膠原纖維網(wǎng)絡(luò)較為完整，且老化3年后粘接強(qiáng)度較對(duì)照組顯著提高[28]。殼聚糖作為一種親水性聚合物，含有與活性分子交聯(lián)形成化學(xué)鍵的羥基和氨基，可改善膠原蛋白的抗降解能力[29]。因此，在粘接劑中添加RF 和殼聚，也是可以提升膠牙本質(zhì)力學(xué)性能的一種方法。

有學(xué)者對(duì)于含3wt%的RF 水溶液作為Clear Fil SE Bond 2 底涂劑前的預(yù)處理劑與直接將3wt%的RF 溶于Clear Fil SE Bond 2 底涂劑進(jìn)行了比較。該研究發(fā)現(xiàn)，隨時(shí)間推移，RF 作為預(yù)處理的粘接強(qiáng)度均優(yōu)于將其混入底涂劑中[30]，其原因?yàn)樽运嵛g粘接劑中的底涂劑的主要成分為酸性粘接性單體、揮發(fā)性溶劑以及光敏引發(fā)劑，此類(lèi)底涂劑pH 較低。RF 的光解與pH 之間存在高度相關(guān)性，光敏RF在堿性溶液中反應(yīng)活性增加[31]，因此RF預(yù)處理組促進(jìn)膠原交聯(lián)的效果更佳。

2.RF與其他成分的復(fù)合應(yīng)用

Abunawareg 等[32]分別用BL 和UVA 激活的核黃素-5-磷酸鈉鹽水合物（R-5-PO4）作為預(yù)處理劑處理牙本質(zhì)表面，24 小時(shí)后的即刻粘接強(qiáng)度無(wú)明顯差異。經(jīng)過(guò)12 個(gè)月的水浸泡，RB/BL 組雖然效率低于RF/UVA 組，但與對(duì)照組相比，BL/RF 在改善力學(xué)性能、粘接強(qiáng)度、保護(hù)牙本質(zhì)混合層等方面仍表現(xiàn)良好。雖然UVA 組的實(shí)驗(yàn)效果更好，但是BL 可更好的穿透牙本質(zhì)，且在臨床操作中更加方便。

除光敏RF 之外，有學(xué)者將滲透促進(jìn)劑-維生素E-TPGS（VE-TPGS）和RF 加入自酸蝕粘接劑中[23]，TEM 圖像中可見(jiàn)膠原纖維結(jié)構(gòu)完整，VE-TPGS 促進(jìn)RF 的滲透，在蛋白質(zhì)水平上保持了N 端和C 端的端肽結(jié)構(gòu)域完整，從而保護(hù)暴露的膠原纖維并提高膠原交聯(lián)水平，并顯著抑制MMPs 的活性，利于提升粘接耐久性。目前，RF因無(wú)細(xì)胞毒性更適宜在臨床中使用，針對(duì)其他方式促RF交聯(lián)仍待深入研究。

三、小結(jié)與展望

目前植物來(lái)源牙本質(zhì)交聯(lián)劑的復(fù)合應(yīng)用效果包括：改善牙本質(zhì)的生物學(xué)特性；抑制未受保護(hù)的膠原纖維的降解；增加樹(shù)脂-牙本質(zhì)界面的粘接強(qiáng)度；有些交聯(lián)劑還可增加抗菌性或減少混合層的降解。然而，這些交聯(lián)劑也有各自的局限性，如PACs 在不同的粘接體系中，交聯(lián)劑的的添加方式及濃度仍待進(jìn)一步探究；其次，紫外光源在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用于牙本質(zhì)交聯(lián)劑的安全性和臨床實(shí)用性也存在爭(zhēng)議。上述問(wèn)題也為下一階段的研究設(shè)計(jì)提供了新的思路?？傮w而言，目前研究交聯(lián)劑的實(shí)驗(yàn)多為體外實(shí)驗(yàn)，觀察時(shí)間超過(guò)兩年的較少；此外，膠原蛋白交聯(lián)對(duì)牙髓細(xì)胞的影響尚不清楚。隨著今后相關(guān)實(shí)驗(yàn)的深入研究，將開(kāi)發(fā)出功能更好、操作更簡(jiǎn)單的牙本質(zhì)交聯(lián)劑的復(fù)合應(yīng)用。