季銨鹽型抗菌單體改性窩溝封閉劑的基礎研究.pdf

1、窩溝封閉作為口腔防齲的有效手段已具有四十多年的應用歷史。眾多的研究表明，應用窩溝封閉劑是預防口腔窩溝齲最有效的方法之一。目前，常用的窩溝封閉劑主要包括復合樹脂和玻璃離子兩大類。玻璃離子類封閉劑由于本身機械強度較差，保留率較低，所以使用相對較少；相比之下，復合樹脂類封閉劑憑借其合理的流動性、良好的潤濕性和物理性能等眾多優(yōu)點，在臨床上應用最為廣泛。但是復合樹脂類材料由于存在聚合收縮，可使牙體結(jié)構和材料間產(chǎn)生微裂隙，口腔細菌則會趁機侵入裂隙并

2、且繁殖生長，從而形成繼發(fā)齲并導致窩溝封閉的失敗。另外，一些早期齲壞的牙體組織可能在臨床操作中被覆蓋于窩溝封閉劑下方，其中的致齲菌可能存活甚至繼續(xù)生長繁殖，導致齲壞的進一步發(fā)展。由此可見，賦予窩溝封閉劑一定的抗菌性能十分必要。
　　氟是公認的防齲活性物質(zhì)，并且已經(jīng)被廣泛應用于商品化的窩溝封閉劑中。它通過抑制牙體硬組織脫礦、促進再礦化、干擾菌斑的形成以及抑制細菌的生長代謝等機制影響齲壞的形成。但是在牙科材料中添加氟存在一些缺點：首先氟

3、的釋放表現(xiàn)為初期的“突釋效應”，隨后釋放濃度就會很快降低，氟釋放的長期有效性值得懷疑。其次，尚缺乏充足的證據(jù)證明含氟封閉劑的臨床防齲效果優(yōu)于不含氟的封閉劑，而且僅有個別的含氟封閉劑被報道具備有效的抗菌活性。另外，由于氟的潛在毒性，在口腔環(huán)境中長期應用含氟材料的安全性尚有待于進一步的研究。除氟化物以外，抗生素、無機抗菌劑等抗菌活性物質(zhì)也被加入牙科修復材料或粘接劑中。但是由于添加的抗菌劑都是簡單分散在樹脂基質(zhì)中的，僅僅是依靠抗菌成分的溶出而

4、發(fā)揮抗菌作用，所以抗菌的持久性無法得到保證。所以如果能將抗菌功能基團以化學鍵形式鍵合到牙科高分子材料中應該是更好的途徑?；谝陨夏康?，Imazato等合成了一種具有抗菌活性的季銨鹽單體，甲基丙烯酰氧十二烷基溴吡啶（MDPB），并將其加入到自酸蝕粘接劑中合成了具有抗菌功能的粘接劑，發(fā)現(xiàn)該材料在固化后具有接觸性抑菌作用。
　　本課題組已經(jīng)合成一種可聚合季銨鹽抗菌功能單體—甲基丙烯酰氧乙基-正十六烷基-二甲基氯化銨(methacrylo

5、xylethylcetyldimethylammoniumchloride，DMAE-CB)，實驗證明其對口腔常見致病菌具有較強的殺菌活性，添加DMAE-CB單體的改性粘接劑固化后具有明顯的接觸抑菌效果。
　　1、主要研究目的：
　　將DMAE-CB添加到商品窩溝封閉劑Helioseal中獲得DMAE-CB改性封閉劑作為實驗組；未添加抗菌單體的Helioseal則作為陰性對照，具備氟釋放功能的窩溝封閉劑HeliosealF作

6、為陽性對照，評價抗菌單體DMAE-CB的添加對窩溝封閉劑抗菌性能的影響，推測改性封閉劑的抗菌機制，并且研究封閉劑的機械性能是否會因為抗菌單體的添加而受到削弱，初步評價抗菌改性窩溝封閉劑的臨床應用前景。
　　2、主要研究方法：
　　2.1采用接觸抑菌實驗評價改性封閉劑的固化表面對變形鏈球菌生長的影響，并在老化處理和唾液處理后重復上述實驗以評價材料表面的抗菌效果。
　　2.2制備三組試件的浸提液，研究變形鏈球菌在浸提液中的

7、生長動力學和倍增時間，以考察材料浸提液的抗菌活性。
　　2.3在封閉劑的固化表面進行變形鏈球菌生物膜的體外培養(yǎng)，通過光密度值分析改性材料對生物膜形成的影響；利用掃描電鏡觀察DMAE-CB改性封閉劑表面變鏈生物膜的形成過程，考察抗菌材料表面對變鏈生物膜形成的影響。
　　2.4采用熒光染色技術結(jié)合激光共聚焦顯微鏡觀察，評價不同組封閉劑的固化表面對變形鏈球菌生存狀態(tài)（死菌/活菌）的影響，推測細菌胞膜完整性的情況，進一步明確季銨鹽改

8、性牙科樹脂材料的抗菌機理。
　　2.5測定比較三組封閉劑材料在牙釉質(zhì)表面的接觸角，評價DMAE-CB抗菌單體的添加對窩溝封閉劑滲透性的影響。
　　2.6采用傅立葉變換紅外光譜技術，通過檢測三組封閉劑材料光照固化前后的C=C雙鍵伸縮振動，評價材料的雙鍵轉(zhuǎn)化率，推測DMAE-CB的添加對窩溝封閉劑中樹脂單體聚合轉(zhuǎn)化率的影響。
　　2.7研究三組封閉劑光固化后的表面顯微硬度，進一步評價DMAE-CB抗菌單體的添加對窩溝封閉劑

9、本身固化能力的影響。
　　2.8通過窩溝封閉劑微滲漏實驗和對封閉劑與牙釉質(zhì)粘接界面的結(jié)構觀察，探討抗菌單體DMAE-CB的添加對窩溝封閉劑與牙面密合性的影響。
　　2.9將DMAE-CB添加到封閉劑HeliosealF中，考察這種季銨鹽陽離子單體的添加對含氟封閉劑在體外環(huán)境下氟離子釋放的影響。
　　3、主要研究結(jié)果：
　　3.1DMAE-CB改性封閉劑固化后表面可以抑制變形鏈球菌的生長，老化處理或唾液處理后改性材

10、料表面仍表現(xiàn)出一定的抗菌活性。作為陽性對照的含氟窩溝封閉劑HeliosealF和陰性對照組相比未表現(xiàn)出明顯的抗菌活性(P>0.05)。
　　3.2三組封閉劑浸提液的細菌生長曲線均同空白對照組相似。四組浸提液細菌生長回歸線的截距值沒有顯著差異(P>0.05)；DMAE-CB改性封閉劑組和陰性對照組浸提液中變形鏈球菌指數(shù)生長期擬合直線的斜率及細菌倍增時間均無顯著差異(P>0.05)。
　　3.3DMAE-CB改性封閉劑固化后表面

11、可抑制變形鏈球菌生物膜的形成。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)：孵育4h，改性封閉劑表面僅見有非常少量細菌單個或穗狀散在分布，很少的細胞外基質(zhì)結(jié)構附著于材料表面，且結(jié)構塌陷；孵育24h，改性封閉劑表面已有變鏈生物膜形成，但結(jié)構較為松散。
　　3.4細菌經(jīng)熒光染色后，激光共聚焦顯微鏡下死菌顯示為紅色,活菌顯示為綠色。陰性對照組和陽性對照組固化表面均顯示有大量的紅色和綠色熒光斑塊；而實驗封閉劑組表面無論紅色或者綠色的熒光斑塊均較稀疏。
　　3.

12、5熒光強度分析表明實驗封閉劑組的總熒光強度FIt明顯要比陰性對照組和陽性對照組低(P<0.05)，紅綠熒光強度比值FIr/FIg實驗封閉劑組則為最高(P<0.05)。
　　3.6實驗封閉劑組劑和陰性對照組的接觸角均顯著小于陽性對照組(P<0.05)，而且實驗封閉劑組和陰性對照組的接觸角沒有顯著的統(tǒng)計學差異(P>0.05)；各組酸蝕處理亞組的接觸角均小于未酸蝕亞組的(P<0.05)。
　　3.7實驗封閉劑組和陰性對照組的聚合轉(zhuǎn)

13、化率并沒有顯著的統(tǒng)計學差異(P>0.05)；相比較陰性對照組和實驗封閉劑組，陽性對照組的聚合轉(zhuǎn)化率最高(P<0.05)。
　　3.8實驗封閉劑組和陰性對照組的硬度值并沒有顯著的統(tǒng)計學差異(P>0.05)；相比較陰性對照組和實驗封閉劑組，陽性對照組的硬度值最高(P<0.05)。
　　3.9實驗封閉劑組和陰性對照組在微滲漏程度上無顯著統(tǒng)計學差異(P>0.05)；而陽性對照組微滲漏的發(fā)生率明顯高于陰性對照組和實驗封閉劑組(P<0.

14、05).
　　3.10兩組封閉劑HeliosealF與HeliosealF(1％w/wDMAE-CB)表現(xiàn)出類似的氟釋放方式，初期的大量釋放和較長時間的低水平持續(xù)釋放，而且在不同時間點測得的兩組氟釋放量之間均沒有顯著性的統(tǒng)計學差異(P>0.05)。
　　4、主要結(jié)論：
　　4.1DMAE-CB改性封閉劑固化后可以抑制變形鏈球菌的生長，其抗菌活性在老化處理和唾液處理后沒有明顯的衰減，說明季銨鹽單體改性窩溝封閉劑可以在唾液

15、環(huán)境中發(fā)揮較持久的抗菌作用，具有臨床應用的可行性。
　　4.2改性封閉劑材料在發(fā)揮抗菌功能的同時并沒有抗菌陽離子單體的溶出。
　　4.3DMAE-CB改性窩溝封閉劑固化后可以抑制表面變形鏈球菌生物膜的形成，材料老化處理后抑制作用并無明顯衰減。
　　4.4DMAE-CB改性封閉劑固化后的材料表面通過破壞細菌細胞膜的完整性，可以殺死吸附于材料表面的細菌，同時影響細菌在其表面的黏附。
　　4.5少量抗菌單體DMAE-C

16、B的添加并沒有改變窩溝封閉劑在牙釉質(zhì)表面的接觸角；牙釉質(zhì)表面的酸蝕處理可以降低封閉劑在其表面的接觸角。
　　4.6少量抗菌單體DMAE-CB的添加并沒有改變窩溝封閉劑材料本身的聚合轉(zhuǎn)化率，聚合能力沒有受到影響；無機填料比例的增加會提高光固化型復合樹脂材料的聚合轉(zhuǎn)化率。
　　4.7少量抗菌單體DMAE-CB的添加并沒有改變窩溝封閉劑材料本身固化后的表面硬度，也間接說明其聚合固化能力沒有受到影響。
　　4.8少量抗菌單體D

17、MAE-CB的添加并沒有對窩溝封閉劑與牙面間的密合性造成影響，沒有改變微滲漏的情況；無填料的封閉劑產(chǎn)生的微滲漏更少。
　　4.9窩溝封閉劑HeliosealF中少量DMAE-CB的添加并沒有影響在體外環(huán)境下材料固化后氟離子的釋放情況；通過添加季銨鹽抗菌單體以改善含氟封閉劑的抗菌性能具備一定的可行性。
　　綜上所述，DMAE-CB改性封閉劑固化后具備一定的抗菌活性，可以抑制變形鏈球菌的生長和黏附，破壞細菌胞膜的完整性，老化處理