抗菌性正畸粘結(jié)劑的研究進展

李欣源 盧云

[摘 要] 近年來，隨著我國醫(yī)學技術(shù)的逐漸發(fā)展，相關研究人員通過在正畸粘結(jié)劑中添加抗菌劑來實現(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)劑是一種應用于牙齒正畸治療中的粘結(jié)劑，可在粘結(jié)治療過程中釋放抗菌物質(zhì)，有效抑制細菌的生長，預防口腔感染。同時，由于正畸治療過程中，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。本研究就近年來抗菌性正畸粘結(jié)劑的研究進展作一綜述，以期進一步推動臨床口腔正畸技術(shù)的發(fā)展。

[關鍵詞] 抗菌性；正畸；粘結(jié)劑；牙菌斑

[中圖分類號] R783.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 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)師不容忽視的問題?？咕哉辰Y(jié)劑可有效抑制口腔中的細菌生長，減少口腔細菌感染和并發(fā)癥發(fā)生風險，有利于提高患者舒適度，提升矯治效果[1]。通過研究抗菌性正畸粘結(jié)劑的制備方法、抗菌機制和臨床應用效果，可進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，抗菌性正畸粘接材料的研究處于不斷發(fā)展當中，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)劑逐漸得到廣泛應用，促進了抗菌性正畸粘結(jié)劑的多樣化發(fā)展?？咕哉辰Y(jié)劑在應用過程中均有利弊之處，其利處在于治療方案有效、外觀隱蔽，且可縮短治療時間等；而弊處在于存在牙齒健康風險、可能存在不適感或影響飲食?；诖耍疚慕榻B了口腔正畸粘結(jié)劑，分析了其應用效果及發(fā)展，探討了其具體的利弊，以期進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-水門汀復合物。水門汀類是通過金屬鹽或其他氧化物的粉劑與專用酸溶液進行調(diào)和，經(jīng)中和反應可實現(xiàn)固化。樹脂粘結(jié)劑是以機械方式實現(xiàn)粘固，其中光固化樹脂在應用時需依次光照固化托槽，雖延長了操作時間，但在一定程度上可提高托槽定位的準確性，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合材料，這種粘結(jié)劑的主要成分是樹脂，通過添加氟離子來改善其性能[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)劑的應用

增強正畸粘結(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用過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機抗菌材料、有機抗菌材料及復合抗菌材料。無機抗菌材料以無機納米材料最受關注，其中包括金屬型無機納米抗菌材料、金屬氧化物無機納米抗菌材料。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。常見的有機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，具有低細胞毒性，在殺死真菌、細菌、衣原體、支原體上可發(fā)揮效用[6]。NAg離子由于尺寸效應及較大的表面積，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個方面進行闡述：①直徑為1～10 nm 的NAg離子可附著于細菌胞膜表面，繼而對胞膜的滲透率、呼吸功能等正常生理功能形成干擾；②NAg離子可穿透胞膜進入細菌內(nèi)，進一步形成破壞；③NAg離子可釋放銀離子，銀離子可結(jié)合硫氫基團，抑制酶活性，擾亂細胞代謝導致微生物死亡。同時NAg離子還可與細胞膜蛋白上的二硫化基團結(jié)合，破壞細胞膜滲透性，干擾細胞膜運輸功能，使得細胞失活[7]。此外，小于10 nm的NAg顆?？芍苯痈淖兗毎耐ㄍ感?，進入細菌細胞，殺滅抑制細菌[8]。

2.1.2 NAg應用于正畸粘結(jié)劑的安全性 NAg離子可通過兩種途徑摻雜至口腔材料之中：①物理摻雜：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，如在正畸粘結(jié)劑中以物理摻雜形式混入NAg離子，可降低細菌黏附，發(fā)揮抑菌作用；②化學結(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)生化學鍵結(jié)合，如在化學固化樹脂、光固化樹脂中通過化學反應原位合成NAg離子，可增強樹脂抗菌性能。研究NAg改性正畸粘結(jié)劑抗菌性能的同時，其應用安全性也值得關注。相關研究指出[9]，NAg離子在發(fā)揮強烈殺菌作用時并未顯現(xiàn)出明顯的細胞毒性。但同時也有研究指出[10]，NAg離子具有潛在的細胞毒性，其在進入細胞后能誘導細胞發(fā)生氧化應激反應。目前關于NAg離子產(chǎn)生細胞毒性的機制尚未有明確定論，其對于材料物理性能、化學性能的影響還需進行多學科研究與分析。對此，NAg應用于正畸粘結(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，納米二氧化鈦的應用可增強充填樹脂的抗菌效果。景成海[11]研究證實，2%載銀納米二氧化鈦可增強正畸釉質(zhì)粘結(jié)劑抗菌性，且不會影響粘接拉伸強度。其方式為在樹脂中加入納米級銀、二氧化鈦，或在托槽表面添加納米涂層，可抑制生物膜生長、產(chǎn)酸。相比于NAg，納米二氧化鈦呈白色，對牙齒美觀度的影響較小。關于納米級二氧化鈦在抗菌性正畸粘結(jié)劑應用研究中的熱點之一是納米二氧化鈦的直徑，其直徑不同會對其分散的均勻度及剪切粘接強度產(chǎn)生影響。有研究指出[12]，直徑<50 nm的二氧化鈦對托槽粘結(jié)劑幾乎無影響；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也可降低其對粘結(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強的物質(zhì)，對樹脂進行抗菌改性后，這種新型樹脂在可見光照射下就對變形鏈球菌發(fā)揮較強的殺菌作用。由此，納米二氧化鈦對粘結(jié)劑的改性是具有可行性的，但關于其抗菌效果的發(fā)揮后續(xù)還需進行更為深入的研究。

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)時間較短，無法滿足固定矯治器長期抗菌需求?？删酆霞句@鹽（quaternary ammonium salt，QAS）是一種有效抗菌單體，能通過聚合反應牢牢固定在樹脂基質(zhì)上，其抗菌成分不會隨時間推移而釋放，可發(fā)揮穩(wěn)定持久的抗菌作用。有報道指出[13]，季銨鹽的抗菌性能與碳鏈長度相關，當烷基鏈上的碳原子為3～16時，抗菌性能隨著碳鏈長度的增加而增強。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，作為抗菌能力最強的季銨鹽單體之一，其應用為預防牙釉質(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，可賦予材料較強的抗菌性能，但同時也存在局限性，當唾液蛋白粘附在材料表面時會削弱其抗菌作用[14]。由此，將具有抑制蛋白附著作用的材料與季銨鹽聯(lián)合應用形成復合抗菌材料也是一個備受關注的研究方向。

3 抗菌性正畸粘結(jié)劑的發(fā)展

在醫(yī)學發(fā)展的推動下，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 在既往研究中多關注于材料的殺菌性能，而在減少材料表面細菌黏附方面的研究相對較少。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合樹脂或含有NAg的抗菌復合樹脂表面覆蓋唾液蛋白后，其材料抗菌性能會降低，原因在于唾液蛋白的覆蓋下季銨鹽無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）得以應用。MPC的親水性較強，是較為常見的抗蛋白附著及細菌黏附功能的生物復合物。MPC側(cè)鏈上含有兩個親水性磷酸膽堿基團，賦予了其良好的生物相容性與強親水性。近年來，MPC被作為一種蛋白趨避劑引入口腔材料領域。將MPC、DMAHDM同時添加至復合樹脂和牙本質(zhì)粘結(jié)劑中，可加強其抗蛋白附著性能，增強抗菌性能。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)用材料及生命科學技術(shù)的各個領域均有應用。MPC應用于抗菌性正畸粘結(jié)劑中，具有穩(wěn)定的粘接強度，由于口腔溫度、濕度環(huán)境較為復雜多變，MPC的添加比例是研究重點內(nèi)容。有研究表明[16]，在自酸蝕粘結(jié)劑中添加10% MPC的粘接強度會顯著下降；0%、3%、5%、7.5% MPC均不會對粘接強度產(chǎn)生影響，且具有良好的長期穩(wěn)定性能。MPC分子中同時含有陰、陽離子基團，通過聚合反應可形成獨特的鏈結(jié)構(gòu)，繼而具有熱合化學穩(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，進一步增強抗菌活性[17]。此外MPC加入樹脂改良型玻璃離子（resin-modified glass ionomer，RMGI）中可通過阻抗蛋白質(zhì)吸附，能夠?qū)毦じ疆a(chǎn)生抑制作用，阻止生物膜生長，減少乳酸產(chǎn)量，繼而可導致環(huán)境PH值升高，能夠預防釉質(zhì)脫礦。也有研究表明[18]，MPC與NAg聯(lián)合應用可發(fā)揮阻止唾液蛋白捕獲Ag+的作用，對Ag+釋放具有促進作用。對于MPC的應用臨床還需要深入研究，其對材料理化性能的影響還有待優(yōu)化。

3.2 無定型磷酸鈣納米顆粒 無定型磷酸顆粒（nanoparticles of amorphous calcium phosphate，NACP）作為牙體硬組織及骨礦化初始原料，機體可通過分泌相關蛋白質(zhì)大分子對無定型磷酸鈣的定向有序轉(zhuǎn)化進行調(diào)控?；诖?，可利用仿生類似物對無定型磷酸鈣的轉(zhuǎn)化進行調(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，NACP納米顆粒也可應用于牙齒表面的修復、充填和涂覆等過程中，能促進牙齒的再礦化過程，增強牙齒的抗酸腐蝕性能。王華等[20]研究中指出，酪蛋白磷酸肽-無定型磷酸鈣對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，提供補牙過程中所需的營養(yǎng)物質(zhì)。同時，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，進而促進牙齒再礦化過程，修復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)揮良好的修復效果。目前，關于NACP在抗菌性正畸粘結(jié)劑中的應用大多處于臨床試驗階段，其應用利弊還有待觀察分析。

4 口腔正畸粘結(jié)劑在應用過程中的利弊

口腔正畸粘結(jié)劑在應用過程中均有利弊之處，其利處：①口腔修復效果確切，可幫助矯正牙齒的位置和咬合問題，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，不會影響患者的外在形象；③可通過施加適當?shù)牧α浚苯幼饔糜谘例X，從而加速牙齒移動的過程，縮短治療時間。弊處：①使用可能會增加牙齒脫鈣、齲齒和牙周疾病的風險；②存在不適感，例如牙齒疼痛、口腔潰瘍等；③可能會限制患者的飲食選擇，例如硬質(zhì)食物和黏性食物可能會損壞粘結(jié)劑，導致脫落或損壞。

5 總結(jié)

牙釉質(zhì)脫礦作為正畸治療過程中的常見并發(fā)癥之一，被視為固定矯治的危險因素，應從減少牙釉質(zhì)表面菌斑聚積、增強牙釉質(zhì)再礦化能力兩方面進行預防，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，難以滿足長期佩戴固定矯治器的需求，季銨鹽單體的應用則延長了抗菌時間，但在接觸性抗菌上又有所限制，而NAg的應用在一定程度上解決了這一問題，但在銀離子細胞毒性上有待商榷。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)展空間與應用前景。但是，如何使其抗菌性能、物理機械性能和生物性能達到最佳搭配，仍值得進行更加深入的研究與探討。

[參考文獻]

[1]姜瑾，那日蘇.玻璃離子水門汀進行牙齒正畸治療的療效觀察[J].航空航天醫(yī)學雜志，2020，31（4）：442-443.

[2]Yin IX，Zhang J，Zhao IS，et al.The Antibacterial Mechanism of Silver Nanoparticles and Its Application in Dentistry[J]. Int J Nanomedicine，2020，15：2555-2562.

[3]Kamran MA，Alnazeh AA，Hameed MS，et al.Formulation and clinical performance of nanosilver loaded polyL-glycolic acid modified orthodontic adhesive for orthodontic bonding[J].Journal of Molecular Structure，2021，1249：131490

[4]李欣霖，馮明，Bing He，等.樹脂改良型玻璃離子聯(lián)合自酸蝕粘結(jié)劑修復Ⅴ類洞對微滲漏的影響研究[J].中國美容醫(yī)學，2017，26（11）：109-111.

[5]白光萍.口腔正畸固定矯治器應用中牙釉質(zhì)脫礦的臨床分析[J].中國藥物與臨床，2020，20（3）：407-409.

[6]崔瑋，馬永平，魏朝，等.負壓對氧化鋯陶瓷與金屬托槽間粘接強度的影響[J].北京口腔醫(yī)學，2023，31（5）：314-317.

[7]劉袁辛，裴軍，楊慧男，等.正畸后釉質(zhì)脫礦染色模型用ICON滲透樹脂處理的效果研究[J].世界復合醫(yī)學，2023，9（8）：28-31.

[8]周佳星，李楊，董世濤，等.納米銀樹脂粘結(jié)劑在牙齒畸形矯治中的抗菌效果及粘接性能分析[J].粘接，2023，50（7）：33-37.

[9]楊楠，張招弟，趙穎.Er：YAG激光和燒灼法對托槽再粘結(jié)抗剪切強度的影響[J].臨床口腔醫(yī)學雜志，2023，39（6）：328-331.

[10]徐丹.間接粘接技術(shù)在正畸托槽粘接強度分析[J].粘接，2022，49（8）：36-38，42.

[11]景成海.正畸兒童齲病口腔綜合防治的臨床效果分析[J].中國醫(yī)學文摘（耳鼻咽喉科學），2021，36（1）：147-149.

[12]王鳳欣.在鄰面去釉后應用自酸蝕粘結(jié)劑的防齲效果研究[J].黑龍江醫(yī)藥，2020，33（2）：422-424.

[13]祗少云.MAE-DB細胞毒性及抗菌性能的實驗研究[D].唐山：華北理工大學，2022.

[14]楊楠，張招弟，趙穎.Er：YAG激光和燒灼法對托槽再粘結(jié)抗剪切強度的影響[J].臨床口腔醫(yī)學雜志，2023，39（6）：328-331.

[15]Hardan L，Bourgi R，Cuevas-Suárez CE，et al.The Bond Strength and Antibacterial Activity of the Universal Dentin Bonding System：A Systematic Review and Meta-Analysis[J]. Microorganisms，2021，9（6）：1230.

[16]樸秀鷺，張寧，白玉興.甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿對自酸蝕粘接劑托槽剪切粘接強度的影響[J].北京口腔醫(yī)學，2018，26（2）：61-64.

[17]吳奕添，段昌華，吳亞球.自酸蝕粘結(jié)劑在正畸鄰面去釉后防齲中應用觀察[J].內(nèi)蒙古醫(yī)學雜志，2020，52（2）：199-201.

[18]張寧，馬雁崧，徐華焜，等.甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿對正畸粘接劑抗蛋白附著和抗菌性的影響[J].中華口腔醫(yī)學雜志，2016，51（9）：558-561.

[19]高雪，段少宇，張棟梁.口腔正畸中瓷修復體托槽間接粘接的實驗與臨床應用研究[J].粘接，2022，49（3）：67-70，75.

[20]王華，黃春麗，林妙端.五倍子液結(jié)合牙面全酸蝕預防釉質(zhì)脫礦的臨床研究[J].海峽藥學，2021，33（6）：123-125.

收稿日期：2024-3-18 編輯：扶田