李欣源 盧云

[摘 要] 近年來(lái)，隨著我國(guó)醫(yī)學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，相關(guān)研究人員通過(guò)在正畸粘結(jié)劑中添加抗菌劑來(lái)實(shí)現(xiàn)抗菌功能，常用的抗菌劑包括氯己定、二甲基己基錫等?？咕哉辰Y(jié)劑是一種應(yīng)用于牙齒正畸治療中的粘結(jié)劑，可在粘結(jié)治療過(guò)程中釋放抗菌物質(zhì)，有效抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，預(yù)防口腔感染。同時(shí)，由于正畸治療過(guò)程中，口腔軟組織容易受到損傷，引發(fā)口腔潰瘍和口腔炎癥，正畸粘結(jié)劑材料的發(fā)展為口腔正畸裝置性能完善創(chuàng)造了條件。本研究就近年來(lái)抗菌性正畸粘結(jié)劑的研究進(jìn)展作一綜述，以期進(jìn)一步推動(dòng)臨床口腔正畸技術(shù)的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞] 抗菌性；正畸；粘結(jié)劑；牙菌斑

[中圖分類號(hào)] R783.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1004-4949（2024）08-0191-04

Research Progress of Antibacterial Orthodontic Adhesives

LI Xin-yuan， LU Yun

（Stomatological College of Dalian Medical University， Dalian 116023， Liaoning， China）

[Abstract] In recent years， with the gradual development of medical technology in China， researchers have achieved antibacterial function by adding antibacterial agents to orthodontic adhesives. Commonly used antibacterial orthodontic adhesives include chlorhexidine and dimethylhexyltin. Antibacterial orthodontic adhesive is a kind of adhesive used in orthodontic treatment. It can release antibacterial substances during bonding treatment， effectively inhibit the growth of bacteria and prevent oral infection. At the same time， due to the fact that oral soft tissue is vulnerable to damage during orthodontic treatment， causing oral ulcers and oral inflammation， the development of orthodontic binder materials has created conditions for the improvement of orthodontic device performance. This article reviews the research progress of antibacterial orthodontic adhesives in recent years， in order to further promote the development of clinical orthodontic techniques.

[Key words] Antibacterial； Orthodontics； Adhesive

牙菌斑（dental plaque）聚集于牙齒表面，代謝產(chǎn)酸形成局部高酸環(huán)境，在此環(huán)境下可促使牙釉質(zhì)中鈣離子、磷離子溶解，繼而形成牙釉質(zhì)脫礦。如何預(yù)防固定矯治中牙釉質(zhì)脫礦的發(fā)生是正畸醫(yī)師不容忽視的問(wèn)題?？咕哉辰Y(jié)劑可有效抑制口腔中的細(xì)菌生長(zhǎng)，減少口腔細(xì)菌感染和并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，有利于提高患者舒適度，提升矯治效果[1]。通過(guò)研究抗菌性正畸粘結(jié)劑的制備方法、抗菌機(jī)制和臨床應(yīng)用效果，可進(jìn)一步完善正畸治療技術(shù)，提高口腔健康水平，為患者提供更佳的口腔正畸治療方案[2，3]。近年來(lái)，抗菌性正畸粘接材料的研究處于不斷發(fā)展當(dāng)中，納米銀改性正畸粘結(jié)劑、納米二氧化鈦改性正畸粘結(jié)劑、季銨鹽改性正畸粘結(jié)劑、具有抗蛋白附著功能的正畸粘結(jié)劑及具有再礦化功能的正畸粘結(jié)劑等新型粘結(jié)劑逐漸得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了抗菌性正畸粘結(jié)劑的多樣化發(fā)展。抗菌性正畸粘結(jié)劑在應(yīng)用過(guò)程中均有利弊之處，其利處在于治療方案有效、外觀隱蔽，且可縮短治療時(shí)間等；而弊處在于存在牙齒健康風(fēng)險(xiǎn)、可能存在不適感或影響飲食?；诖?，本文介紹了口腔正畸粘結(jié)劑，分析了其應(yīng)用效果及發(fā)展，探討了其具體的利弊，以期進(jìn)一步提升固定矯正治療水平。

1 口腔正畸粘結(jié)劑概述

口腔正畸粘結(jié)劑按照材料成分可分為水門汀類、樹脂類、樹脂-水門汀復(fù)合物。水門汀類是通過(guò)金屬鹽或其他氧化物的粉劑與專用酸溶液進(jìn)行調(diào)和，經(jīng)中和反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)固化。樹脂粘結(jié)劑是以機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)粘固，其中光固化樹脂在應(yīng)用時(shí)需依次光照固化托槽，雖延長(zhǎng)了操作時(shí)間，但在一定程度上可提高托槽定位的準(zhǔn)確性，以上兩種粘結(jié)劑都不存在抗菌性能。樹脂改良型玻璃離子是一種可釋氟粘結(jié)劑，通常用于牙科治療中的牙科復(fù)合材料，這種粘結(jié)劑的主要成分是樹脂，通過(guò)添加氟離子來(lái)改善其性能[4]。因此，在正畸粘結(jié)劑中添加有效的抗菌成分，是預(yù)防固定矯治期間釉質(zhì)脫礦的主要手段。

2 抗菌性正畸粘結(jié)劑的應(yīng)用

增強(qiáng)正畸粘結(jié)劑的抗菌性可降低牙釉質(zhì)脫礦發(fā)生率。研究指出[5]，口腔正畸固定矯治器應(yīng)用過(guò)程中存在較高的牙釉質(zhì)脫礦發(fā)生率，尤其是在切牙位置，而增強(qiáng)正畸粘結(jié)劑抗菌性可降低牙釉質(zhì)脫礦發(fā)生率。正畸粘結(jié)劑抗菌改性常用的材料包括無(wú)機(jī)抗菌材料、有機(jī)抗菌材料及復(fù)合抗菌材料。無(wú)機(jī)抗菌材料以無(wú)機(jī)納米材料最受關(guān)注，其中包括金屬型無(wú)機(jī)納米抗菌材料、金屬氧化物無(wú)機(jī)納米抗菌材料。納米銀改性正畸粘結(jié)劑和納米二氧化鈦分別作為其代表而成為研究熱點(diǎn)。常見的有機(jī)抗菌材料包括季銨鹽、殼聚糖，其中季銨鹽改性正畸粘結(jié)劑頗有代表性。

2.1 納米銀改性正畸粘結(jié)劑

2.1.1納米銀對(duì)正畸粘結(jié)劑抗菌性能的影響 納米銀（nanoparticles of silver，NAg）是一種新型的非抗生素類抗菌劑，具有低細(xì)胞毒性，在殺死真菌、細(xì)菌、衣原體、支原體上可發(fā)揮效用[6]。NAg離子由于尺寸效應(yīng)及較大的表面積，使其自身抗菌性能在傳統(tǒng)銀系抗菌劑基礎(chǔ)上得以大幅度提升。NAg離子抗菌效果的發(fā)揮可從以下3個(gè)方面進(jìn)行闡述：①直徑為1～10 nm 的NAg離子可附著于細(xì)菌胞膜表面，繼而對(duì)胞膜的滲透率、呼吸功能等正常生理功能形成干擾；②NAg離子可穿透胞膜進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)，進(jìn)一步形成破壞；③NAg離子可釋放銀離子，銀離子可結(jié)合硫氫基團(tuán)，抑制酶活性，擾亂細(xì)胞代謝導(dǎo)致微生物死亡。同時(shí)NAg離子還可與細(xì)胞膜蛋白上的二硫化基團(tuán)結(jié)合，破壞細(xì)胞膜滲透性，干擾細(xì)胞膜運(yùn)輸功能，使得細(xì)胞失活[7]。此外，小于10 nm的NAg顆?？芍苯痈淖兗?xì)胞的通透性，進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞，殺滅抑制細(xì)菌[8]。

2.1.2 NAg應(yīng)用于正畸粘結(jié)劑的安全性 NAg離子可通過(guò)兩種途徑摻雜至口腔材料之中：①物理?yè)诫s：即將抗菌劑與原材料僅形成分子間作用力結(jié)合，結(jié)合程度與混入均勻度及材料本身整體性能有關(guān)，如在正畸粘結(jié)劑中以物理?yè)诫s形式混入NAg離子，可降低細(xì)菌黏附，發(fā)揮抑菌作用；②化學(xué)結(jié)合：即抗菌劑分子與原材料原子發(fā)生電子轉(zhuǎn)移、交換繼而產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)合，如在化學(xué)固化樹脂、光固化樹脂中通過(guò)化學(xué)反應(yīng)原位合成NAg離子，可增強(qiáng)樹脂抗菌性能。研究NAg改性正畸粘結(jié)劑抗菌性能的同時(shí)，其應(yīng)用安全性也值得關(guān)注。相關(guān)研究指出[9]，NAg離子在發(fā)揮強(qiáng)烈殺菌作用時(shí)并未顯現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性。但同時(shí)也有研究指出[10]，NAg離子具有潛在的細(xì)胞毒性，其在進(jìn)入細(xì)胞后能誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)。目前關(guān)于NAg離子產(chǎn)生細(xì)胞毒性的機(jī)制尚未有明確定論，其對(duì)于材料物理性能、化學(xué)性能的影響還需進(jìn)行多學(xué)科研究與分析。對(duì)此，NAg應(yīng)用于正畸粘結(jié)劑中的后續(xù)研究需重視納米載銀抗菌劑中銀的狀態(tài)及其對(duì)材料的抗菌能力，以期能獲得更高效且安全的抗菌性正畸粘結(jié)劑。

2.2 納米二氧化鈦在抗菌性正畸粘接中的應(yīng)用 納米技術(shù)為菌斑控制與釉質(zhì)再礦化提供了新思路，納米二氧化鈦的應(yīng)用可增強(qiáng)充填樹脂的抗菌效果。景成海[11]研究證實(shí)，2%載銀納米二氧化鈦可增強(qiáng)正畸釉質(zhì)粘結(jié)劑抗菌性，且不會(huì)影響粘接拉伸強(qiáng)度。其方式為在樹脂中加入納米級(jí)銀、二氧化鈦，或在托槽表面添加納米涂層，可抑制生物膜生長(zhǎng)、產(chǎn)酸。相比于NAg，納米二氧化鈦呈白色，對(duì)牙齒美觀度的影響較小。關(guān)于納米級(jí)二氧化鈦在抗菌性正畸粘結(jié)劑應(yīng)用研究中的熱點(diǎn)之一是納米二氧化鈦的直徑，其直徑不同會(huì)對(duì)其分散的均勻度及剪切粘接強(qiáng)度產(chǎn)生影響。有研究指出[12]，直徑<50 nm的二氧化鈦對(duì)托槽粘結(jié)劑幾乎無(wú)影響；直徑5～10 nm的納米二氧化鈦加入綠膠托槽粘結(jié)劑，并在高速下混合，可較好地保證納米離子均勻分散，在提升抗菌性能的同時(shí)也可降低其對(duì)粘結(jié)劑性能的影響。納米二氧化鈦具有持久性，且具有較高的抗菌效率，其不足之處在于其抗菌性的發(fā)揮是基于光催化作用的，光源會(huì)影響其抗菌性的發(fā)揮，而在納米二氧化鈦中加入銀鹽等光敏反應(yīng)強(qiáng)的物質(zhì)，對(duì)樹脂進(jìn)行抗菌改性后，這種新型樹脂在可見光照射下就對(duì)變形鏈球菌發(fā)揮較強(qiáng)的殺菌作用。由此，納米二氧化鈦對(duì)粘結(jié)劑的改性是具有可行性的，但關(guān)于其抗菌效果的發(fā)揮后續(xù)還需進(jìn)行更為深入的研究。

2.3 季銨鹽改性正畸粘結(jié)劑 可溶性抗菌劑的作用持續(xù)時(shí)間較短，無(wú)法滿足固定矯治器長(zhǎng)期抗菌需求?？删酆霞句@鹽（quaternary ammonium salt，QAS）是一種有效抗菌單體，能通過(guò)聚合反應(yīng)牢牢固定在樹脂基質(zhì)上，其抗菌成分不會(huì)隨時(shí)間推移而釋放，可發(fā)揮穩(wěn)定持久的抗菌作用。有報(bào)道指出[13]，季銨鹽的抗菌性能與碳鏈長(zhǎng)度相關(guān)，當(dāng)烷基鏈上的碳原子為3～16時(shí)，抗菌性能隨著碳鏈長(zhǎng)度的增加而增強(qiáng)。目前，新型抗菌性季銨鹽單體甲基丙烯酸十六烷基二甲銨（dimethylaminnohexadecal methacrylate，DMAHDM）的碳原子數(shù)為16，作為抗菌能力最強(qiáng)的季銨鹽單體之一，其應(yīng)用為預(yù)防牙釉質(zhì)脫礦提供了新思路。將DMAHDM添加至商品化的正畸粘結(jié)劑中，可賦予材料較強(qiáng)的抗菌性能，但同時(shí)也存在局限性，當(dāng)唾液蛋白粘附在材料表面時(shí)會(huì)削弱其抗菌作用[14]。由此，將具有抑制蛋白附著作用的材料與季銨鹽聯(lián)合應(yīng)用形成復(fù)合抗菌材料也是一個(gè)備受關(guān)注的研究方向。

3 抗菌性正畸粘結(jié)劑的發(fā)展

在醫(yī)學(xué)發(fā)展的推動(dòng)下，抗菌性正畸粘結(jié)劑材料的性能也在逐步完善中，具有抗蛋白附著功能或再礦化功能的正畸粘結(jié)劑逐漸應(yīng)用于臨床，為抗菌性正畸粘結(jié)劑的創(chuàng)新提供更多可能。

3.1 甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿 在既往研究中多關(guān)注于材料的殺菌性能，而在減少材料表面細(xì)菌黏附方面的研究相對(duì)較少。有研究顯示[15]，粘結(jié)劑與牙釉質(zhì)的連接處留有10 μm的間隙，即可為細(xì)菌存留、菌斑形成創(chuàng)造條件，其中唾液蛋白吸附于牙齒、充填體表面形成獲得性膜是菌斑形成的先決條件，含有季銨鹽單體的抗菌復(fù)合樹脂或含有NAg的抗菌復(fù)合樹脂表面覆蓋唾液蛋白后，其材料抗菌性能會(huì)降低，原因在于唾液蛋白的覆蓋下季銨鹽無(wú)法接觸抗菌或銀離子釋放受到阻礙。在此背景下，甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿（2-methacryloyloxyethy phosphorylcholine，MPC）得以應(yīng)用。MPC的親水性較強(qiáng)，是較為常見的抗蛋白附著及細(xì)菌黏附功能的生物復(fù)合物。MPC側(cè)鏈上含有兩個(gè)親水性磷酸膽堿基團(tuán)，賦予了其良好的生物相容性與強(qiáng)親水性。近年來(lái)，MPC被作為一種蛋白趨避劑引入口腔材料領(lǐng)域。將MPC、DMAHDM同時(shí)添加至復(fù)合樹脂和牙本質(zhì)粘結(jié)劑中，可加強(qiáng)其抗蛋白附著性能，增強(qiáng)抗菌性能。MPC作為兩性離子化合物，具有良好的抗蛋白附著性能，在醫(yī)用材料及生命科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用。MPC應(yīng)用于抗菌性正畸粘結(jié)劑中，具有穩(wěn)定的粘接強(qiáng)度，由于口腔溫度、濕度環(huán)境較為復(fù)雜多變，MPC的添加比例是研究重點(diǎn)內(nèi)容。有研究表明[16]，在自酸蝕粘結(jié)劑中添加10% MPC的粘接強(qiáng)度會(huì)顯著下降；0%、3%、5%、7.5% MPC均不會(huì)對(duì)粘接強(qiáng)度產(chǎn)生影響，且具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性能。MPC分子中同時(shí)含有陰、陽(yáng)離子基團(tuán)，通過(guò)聚合反應(yīng)可形成獨(dú)特的鏈結(jié)構(gòu)，繼而具有熱合化學(xué)穩(wěn)定性，其與5% DMAHDM混合加入牙本質(zhì)粘結(jié)劑，可發(fā)揮協(xié)同作用，進(jìn)一步增強(qiáng)抗菌活性[17]。此外MPC加入樹脂改良型玻璃離子（resin-modified glass ionomer，RMGI）中可通過(guò)阻抗蛋白質(zhì)吸附，能夠?qū)?xì)菌黏附產(chǎn)生抑制作用，阻止生物膜生長(zhǎng)，減少乳酸產(chǎn)量，繼而可導(dǎo)致環(huán)境PH值升高，能夠預(yù)防釉質(zhì)脫礦。也有研究表明[18]，MPC與NAg聯(lián)合應(yīng)用可發(fā)揮阻止唾液蛋白捕獲Ag+的作用，對(duì)Ag+釋放具有促進(jìn)作用。對(duì)于MPC的應(yīng)用臨床還需要深入研究，其對(duì)材料理化性能的影響還有待優(yōu)化。

3.2 無(wú)定型磷酸鈣納米顆粒 無(wú)定型磷酸顆粒（nanoparticles of amorphous calcium phosphate，NACP）作為牙體硬組織及骨礦化初始原料，機(jī)體可通過(guò)分泌相關(guān)蛋白質(zhì)大分子對(duì)無(wú)定型磷酸鈣的定向有序轉(zhuǎn)化進(jìn)行調(diào)控?；诖耍衫梅律愃莆飳?duì)無(wú)定型磷酸鈣的轉(zhuǎn)化進(jìn)行調(diào)控，繼而模擬出與天然牙體硬組織相似的結(jié)構(gòu)。有研究將MPC與NACP共同引入牙本質(zhì)粘結(jié)劑中[19]。同時(shí)，NACP納米顆粒也可應(yīng)用于牙齒表面的修復(fù)、充填和涂覆等過(guò)程中，能促進(jìn)牙齒的再礦化過(guò)程，增強(qiáng)牙齒的抗酸腐蝕性能。王華等[20]研究中指出，酪蛋白磷酸肽-無(wú)定型磷酸鈣對(duì)正畸治療中脫礦牙可發(fā)揮再礦化效果，能縮小牙釉質(zhì)脫礦白斑區(qū)域面積。分析認(rèn)為，NACP具有高度可溶性，可迅速釋放出磷酸根離子和鈣離子，提供補(bǔ)牙過(guò)程中所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)，NACP還具備生物活性，可與牙齒中的磷酸鈣結(jié)合，形成氟磷灰石，進(jìn)而促進(jìn)牙齒再礦化過(guò)程，修復(fù)牙齒表面的微小損傷。此外，NACP顆粒的納米尺寸使其能夠滲透到微小的牙齒缺陷中，發(fā)揮良好的修復(fù)效果。目前，關(guān)于NACP在抗菌性正畸粘結(jié)劑中的應(yīng)用大多處于臨床試驗(yàn)階段，其應(yīng)用利弊還有待觀察分析。

4 口腔正畸粘結(jié)劑在應(yīng)用過(guò)程中的利弊

口腔正畸粘結(jié)劑在應(yīng)用過(guò)程中均有利弊之處，其利處：①口腔修復(fù)效果確切，可幫助矯正牙齒的位置和咬合問(wèn)題，改善口腔功能和美觀；②相比傳統(tǒng)的牙套，可直接粘貼在牙齒表面，外觀更為隱蔽，不會(huì)影響患者的外在形象；③可通過(guò)施加適當(dāng)?shù)牧α?，直接作用于牙齒，從而加速牙齒移動(dòng)的過(guò)程，縮短治療時(shí)間。弊處：①使用可能會(huì)增加牙齒脫鈣、齲齒和牙周疾病的風(fēng)險(xiǎn)；②存在不適感，例如牙齒疼痛、口腔潰瘍等；③可能會(huì)限制患者的飲食選擇，例如硬質(zhì)食物和黏性食物可能會(huì)損壞粘結(jié)劑，導(dǎo)致脫落或損壞。

5 總結(jié)

牙釉質(zhì)脫礦作為正畸治療過(guò)程中的常見并發(fā)癥之一，被視為固定矯治的危險(xiǎn)因素，應(yīng)從減少牙釉質(zhì)表面菌斑聚積、增強(qiáng)牙釉質(zhì)再礦化能力兩方面進(jìn)行預(yù)防，而正畸粘結(jié)劑抗菌性能的提升有利于提高矯治效果。臨床中含氟粘結(jié)劑的抗菌持續(xù)期較短，難以滿足長(zhǎng)期佩戴固定矯治器的需求，季銨鹽單體的應(yīng)用則延長(zhǎng)了抗菌時(shí)間，但在接觸性抗菌上又有所限制，而NAg的應(yīng)用在一定程度上解決了這一問(wèn)題，但在銀離子細(xì)胞毒性上有待商榷。隨著各類新型粘結(jié)劑的發(fā)展，抗菌性正畸粘結(jié)劑的性能不斷完善，具有廣闊的發(fā)展空間與應(yīng)用前景。但是，如何使其抗菌性能、物理機(jī)械性能和生物性能達(dá)到最佳搭配，仍值得進(jìn)行更加深入的研究與探討。

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收稿日期：2024-3-18 編輯：扶田