金合金和钛合金表面粗糙度与细菌黏附的比较

李 倩，武 峰，李金陆，张并生，杨圣辉，田国兵

（山西医科大学口腔医院修复科，山西太原 030001）

口腔修复体的表面粗糙度可直接影响口腔微生物黏附和菌斑形成，从而增加龋病及牙周病的发病率，造成修复失败。因此，修复材料的致龋能力及如何降低表面粗糙度仍受到广泛关注。本实验通过比较经过不同抛光程序的金合金和钛合金与公认的致龋菌黏性放线菌的黏附关系，为临床提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

烤瓷钛合金（美国）主要成分：镍（Ni）71%，钛（Ti）6.4%，铬（Cr）12%，钼（Mo）9%。 金铂合金（美国）主要成分：金（Au）73.8%，铂（Pt）9%，银（Ag）9.2%，锌（Zn）2%，铟（In）1.5%；标准菌株黏性放线菌（A.viscosus）ATCC 19246（北京口腔医院保存）；C.D.C固体和液体培养基。

1.2 实验设备及仪器

TR2000手持式粗糙度仪，厌氧培养罐，37℃恒温培养箱，超净工作台，漩涡混合器，一次性使用培养皿，无菌试管等。

1.3 实验方法

1.3.1 试件制备 制作24个0.8 cm×0.8 cm×0.1 cm蜡片，将蜡片的试验面在玻璃板上压平，另一面安插铸道针，常规包埋、焙烧、铸造，制成金合金、钛合金试件各12枚。将铸好的试件随机分成四组，每组3片，按表1的程序进行抛光，打磨成四组不同表面粗糙度的试片，全过程由一人完成。

表1 试件抛光程序

1.3.2 试件粗糙度测定 在试件表面随机选取3点，分别测定后取其平均值即为该试件表面粗糙度Ra值。试件用无水乙醇超声清洗10 min，蒸馏水漂洗后高温高压消毒备用。

1.3.3 菌株开启及菌液制备 将黏性放线菌的冻干菌株接种到 C.D.C 固体培养基上，80%N2、10%H2、10%CO2、37℃条件下培养72 h，挑取单个菌落接种于液体培养基中，相同条件下增菌72 h，使菌液浓度达到1011～1012cfu/L。

1.3.4 细菌黏附 在24支含C.D.C液体培养基5 ml的无菌试管中放入黏性放线菌浓菌液1 ml，将灭菌试件分别置入试管，在 80%N2、10%H2、10%CO2、37℃条件下培养 72 h。 经培养后，试片用灭菌生理盐水轻洗10次，去除没有黏附的菌落后，放入盛有2 ml灭菌生理盐水的试管中备用。

1.3.5 细菌接种和培养 用灭菌标准棉拭子彻底擦拭试片表面（实体镜下观察无菌落），剪下棉头，与试片一同在漩涡混合器上振荡30 s。将标本原液用倍比稀释法稀释至104倍，取稀释液0.1 ml接种于固体培养基。培养72 h后，计数菌落生长数量，并换算成试件单位面积的菌落形成单位（cfu/mm2）。

1.4 统计学方法

采用SPSS 13.0软件，对试件的表面粗糙度Ra值和试件表面细菌黏附数进行方差分析，以α=0.05为显著性检验水准。

2 结果

2.1 试件粗糙度分析

表2为两种合金粗糙度值。采用单因素方差分析可得，经过不同抛光程序的金合金和钛合金的粗糙度有非常显著性差异（P＜0.001）；合金每组间两两比较，有显著性差异（P＜0.05）；而相同抛光程序的不同合金无显著性差异（P＞0.05），即两种合金的粗糙度没有差别。

表2 试件表面粗糙度（，μm）

表2 试件表面粗糙度（，μm）

组别 1组 2组 3组 4组金合金组1.266±0.2480.787±0.0760.453±0.0400.204±0.018钛合金组1.216±0.1600.776±0.0480.490±0.0290.276±0.015

2.2 细菌黏附结果分析

由直线相关分析可得，金合金相关系数为r=0.96，P＜0.05；钛合金相关系数为r=0.98，P＜0.05，即两种合金粗糙度与细菌黏附数之间呈直线相关，随着粗糙的降低，细菌黏附数也减少；而相同粗糙度的两种合金的细菌黏附数无显著性差异（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 实验用菌的选择

黏性放线菌（简称黏放菌）于1968年从龋洞中分离出来并命名，与链球菌等被认为是早期定植于牙面的细菌，是口腔的主要致龋菌之一[1]，特别是在根面龋中，放线菌被认为是主要优势菌[2]，它对牙周病的发生及发展也有重要影响[3]。细菌致病的首要步骤是黏附并定植于组织表面，黏放菌也是如此，其致病力主要与表面菌毛有关：Ⅰ型菌毛调节细菌黏附与牙面，参与早期阶段的牙菌斑形成；Ⅱ型菌毛则调节黏放菌与异种菌的共聚反应，有助于牙菌斑成熟[4-5]。总之，放线菌对菌斑的形成和生长有着重要的作用，所以本实验选择该菌为实验用菌。

3.2 不同粗糙度的同种合金与细菌黏附的比较

修复材料的磨光面是其与生理环境直接相邻的区域，其表面特性对细菌黏附的过程和特点有显著影响，粗糙的表面可为细菌黏附提供场所，产生屏蔽效应，使其免受唾液流动、咀嚼、吞咽及一些口腔清洁措施的影响[6]，有利于细菌黏附，特别是与其早期附着有一定的关系[7]。以往研究证明，粗糙度和细菌黏附呈正相关，且相关密切[8-9]。临床研究证明，带入口腔后1～3 d冠修复材料表面会有菌斑黏附，而光滑的表面附着数比表面粗糙者明显减少[10]。本实验以经过不同研抛程序粗糙度不同的合金为研究对象，得出随着粗糙度降低细菌黏附量也降低的结论，这与大多学者的研究结果一致[11-12]，证明完善的抛光程序可有效降低合金表面粗糙度，从而减少其表面菌斑附着。

3.3 相同粗糙度的不同合金与细菌黏附的关系

研究表明，不同的材料因表面物理特性不同，细菌滞留能力也不同[13-14]，其组成成分、内部结构、表面性状、密度、生物降解性、生物相容性、耐腐蚀性等对细菌的生长繁殖均有一定的影响[15-16]。金合金一直以来被认为是理想的金属修复材料，很早应用于临床，它的生物性能良好，对人体无明显的毒性和刺激性，化学性能稳定，具有良好的抗腐蚀性，铸造性能优良。而钛合金也具有良好的理化性能、杰出的生物相容性和抗腐蚀性，它质轻，机械强度高，弹性模量与其他医用金属相比更接近骨组织的理想力学性能，目前也是临床应用最广的金属之一[17]。本实验结果显示，相同粗糙度的两种合金细菌黏附数无显著性差异，表明经完善抛光的两种合金对细菌早期黏附无影响，临床修复中应重视抛光，以减少继发龋、牙周病等并发症的发生。

本实验采用了单一菌种在体外用培养基培养的方法对金合金及钛合金与细菌早期黏附的关系进行了初步探讨，但合金在口腔内实际唾液环境下会发生电化学腐蚀等[18]，影响其粗糙度，从而影响细菌附着，这些有待进一步探讨。

[1]阮继生,刘志恒,杨德成,等.放线菌研究及应用[M].北京:科学出版社,1990.

[2]朱建福,樊明文.黏性放线菌在口腔疾病中的地位和作用[J].国外医学:口腔分册,1986,13(2):344.

[3]Gibbons RJ,Hay DI,Cisar JO,et al.Adsorbed salivary proline rich protein 1 and statherin:receptors for type 1 fimbriae of actinomyces viscosus T14V-J1 on apatitic surfaces[J].Infect Immun,1988,56(11):2990.

[4]关为群,刘正.口腔黏性放线菌菌毛的初步制备[J].福建医科大学学报,1999,33(2):221-222.

[5]Cisar JO,Vatter AE,Clark WB,et al.Mutans of actinomyces viscosis T14V lacking typeⅠ,typeⅡ or both type fimbriae[J].Infect Immun,1988,56(11):2984.

[6]Quirynen M,Vander Mer HC,Bollen CM,et al.An in vivo study of surface roughness of implants on the microbiology of supra and subgingival plaque[J].DentRes,1993,72:1304-1309.

[7]Carlen A,Nikdel K,Wennerberg A,et al.Surface characteristics and in vitro biofilm formation on glass ionomer and composite resin[J].Biomaterials,2001,22(5):481-487.

[8]崔东培,张振庭,杨圣辉.钴铬合金表面粗糙度与细菌黏附[J].口腔颌面修复学杂志,2003,4(1):55-57.

[9]Rimondini L,Fare S,Brambilla E,et al.The effect of surface roughness on early in vivo plaque colonization on titanium[J].J Periodontol,1997,68(6):556-562.

[10]Shalagh I.Plaque accumulation on cast gold complete crowns[J].Prosthet Dent,1986,60(3):339-346.

[11]张振庭,赵湛,袁玉妹.变形链球菌黏附与义齿基托材表面粗糙度的关系[J].首都医科大学学报,2000,21(1):59-60.

[12]Borchers L,Tavassol F,Tsehernitsehek H.Surfaee quality achieved by polishing and by varnishing of temporary crown and fixed partial denture resins[J].J Prosthet Dent,1999,82:550-556.

[13]Keiji K,Masaaki U,Shigeyuki E.Effect of surface roughness of porcelain on adhesion of bacteria and their synthesizing glucan[J].Prosthet Dent,2009,83(6):664-667.

[14]Michael DW,Roland WD.The plaque 2 retaining capacity of four dental materials[J].J Prosthet Dent,1975,33(2):178-190.

[15]孟令强,李雅娟,陈树国,等.两种冠修复贵金属合金与种植钛对龈下优势菌黏附的影响[J].实用口腔医学杂志,2006,22(4):534-537.

[16]周学东,胡涛.口腔生态学[M].北京:军事医学科学出版社,2000.

[17]李笑梅,郭天文,周中华,等.五种常用口腔修复材料对细菌滞留影响的临床研究[J].第二军医大学学报,2000,23(1):81-83.

[18]苏剑生,乔广艳,潘可风.牙科铸造合金的腐蚀及生物相容性研究进展[J].口腔颌面修复学杂志,2005,6(3):239-240.