氮掺杂纳米二氧化钛用于可摘局部义齿树脂基托消毒的初探*

郭 瑞 唐晓君 王亚宇 卢 怡

牙列缺损作为口腔临床中的多发病，最常见的修复方式就是可摘局部义齿修复。可摘局部义齿在恢复患者咀嚼，美观等功能的同时，也带来了继发隐患。由于义齿基托需与口腔黏膜接触，其携带的病源菌常成为院内感染的媒介[1,2]。因此，戴入口腔前，如何对义齿进行有效消毒尤为重要。目前，临床上义齿消毒方法很多，以消毒剂浸泡法最常见，但都存在一些弊端[3]。Machado等[4]认为氯己定浸泡会增加软衬材料的表面粗糙度，使细菌更易附着。研究表明4%洗必泰会降低义齿基托表面硬度[5]。还有研究发现次氯酸钠会使金属基托表面变暗、出现点状腐蚀[6]。近年来，纳米TiO2以其抗菌谱广，无污染等优势在口腔抗菌领域的应用成为学者的研究热点。Aita等[7]报道了紫外线照射TiO2植体可有效减少口内细菌附着以及菌斑形成。研究发现[8]光催化TiO2可有效改善种植体材料的抗菌性，降低种植体周围炎的发生率。但纳米TiO2只有在紫外光照射下才能发挥抗菌作用，极大限制了应用。为了更好解决这一问题，本课题组合作单位北京科技大学在前期研究中使用氮掺杂技术成功制备出氮掺杂纳米二氧化钛(纳米N-TiO2)，使得该材料的性能在可见光照射下即可被激发，突破了这一应用局限[9,10]。现报道如下，以期观察其对可摘局部义齿树脂基托的消毒效果。

1.材料与方法

1.1 实验材料 1wt%(质量分数)的纳米N-TiO2悬浊液(有效成分为氮掺杂锐钛矿型纳米TiO2，平均粒径＜65nm，相对密度3.8-3.9g/cm2，pH=7-8；北京科技大学提供)；质量分数为2%戊二醛溶液(北京联昌卫生消毒用品有限公司)。

1.2 病例选择 病例来自我院口腔修复科就诊的牙列缺损患者60例。选择标准为：肯式一类牙列缺损，即牙弓两侧后部牙缺失，远中为游离端，无天然牙存在。缺牙区牙槽骨高度、宽度中度吸收，黏膜组织基本正常、无炎症、增生等病变。

1.3 实验分组 随机分为均等2组(实验组和对照组)，常规取模、灌模、颌位记录，送加工厂制作、返回，送微生物室检测。实验组使用纳米N-TiO2对义齿进行消毒；对照组使用2%戊二醛溶液进行消毒。

1.4 方法

1.4.1 采集区 以可摘局部义齿左右第一磨牙弧形连线为采样中心区域。磨光面：树脂基托区，树脂基托-树脂牙衔接区；组织面：相对应的树脂基托区；人工牙咬合面区，各选取1cm×1cm为采样区。

1.4.2 采样方法 按照《医疗机构消毒技术规范》[11]中不规则物体表面的采样方法进行采样。首先，使用无菌棉签蘸取生理盐水，反复擦拭义齿的不同轮廓区域(面积为1cm×1cm)，然后将其放入5ml的生理盐水中，稀释20次，然后从中取0.1ml并接种到血琼脂培养皿。在35℃的恒温培养箱中培养48h，进行菌落计数(CFU/cm2)。

1.4.3 消毒方法 实验组将义齿完全浸泡在纳米N-TiO2悬浊液中5min；对照组将义齿完全浸泡在2%戊二醛溶液中30min。消毒后将样本用无菌镊子取出，按照上述采样方法进行细菌培养与计数。

1.5 统计学分析 使用SPSS 16.0软件进行统计分析。进行卡方检验，P＜0.05被认为具有统计学意义。

2.结果

两种方法对义齿表面消毒前后的细菌菌落数结果比较(表 1)。

在义齿制作完成后，未进行消毒前，两组义齿表面的细菌菌落数均值分别为620±50(CFU/cm2)、694±80(CFU/cm2)，差异无统计学意义(P＞0.05)；实验组在消毒后义齿表面的细菌菌落数均值为3±1(CFU/cm2)，杀菌率为100%，与消毒前差异有明显统计学意义(P＜0.01)；对照组在消毒后义齿表面的细菌菌落数均值为33±4(CFU/cm2)，杀菌率为89.9%；与消毒前差异有统计学意义(P＜0.01)；进行义齿消毒后，实验组与对照组间的差异有统计学意义(P＜ 0.05)。

表1 两种方法消毒前后义齿表面的细菌菌落数(x±s)

3.讨论

随着龋病，牙周病以及退行性老年病变发病率的增加，造成牙齿缺失，牙列缺损的人群越来越多。可摘局部义齿以其适应证广泛，价格适中等优点，仍是现如今牙列缺损的主要修复方法之一[12],然而，口腔是由多种微生物通过竞争、拮抗、共栖等相互影响作用形成的一个相对平衡的动态内环境[13]，甲基丙烯酸树脂作为活动义齿基托的主要组成成分，在戴入口腔后，由于其自身表面的粗糙度等因素，会使口腔内的微生态平衡遭到破坏[14],并且义齿表面菌斑沉积的速度也更快，从而造成口内天然牙龋病，牙周病，义齿性口炎等疾病的发病率增加。有研究报道还可进一步引起肺部和胃肠部的感染[15]，此外，在义齿的制作，加工，技师非标准操作等流程中，都会产生污染。

化学剂浸泡是目前常用的义齿消毒方法，如过氧乙酸、戊二醛等，作为高效消毒剂，其对细菌、真菌、病毒和芽孢等都有杀灭作用[16]，但也存在一些弊端。Stuart[17]等报道过氧乙酸不宜长期用于义齿基托的消毒，会对黏膜组织造成一定程度的损伤；在灭菌同时，其分解产物易产生再次污染[18]。因此，寻找合适的消毒材料尤为重要。

本组实验采用的纳米N-TiO2材料作为一种新型光催化材料，采用同步晶化与氮掺杂工艺，以无机助剂为分散系制成。有效成分是1wt%(质量分数)的纳米N-TiO2悬浊液，不溶于水，不溶于稀碱、稀酸，溶于热浓硫酸、盐酸、硝酸，热稳定性好，室温条件下可稳定存储超过120d以上[9]。纳米N-TiO2在室内自然光下直接将光能转化为化学能，良好的解决了单纯TiO2禁带宽度(3.2eV)大[19]，需要紫外线作为光源的问题。在发挥抗菌作用时，通过光线照射使其本身发生电子跃迁，反应产生的电子和空穴与所其表面吸附的氧气和水发生反应，生成大量的羟基自由基和超氧自由基，将菌体蛋白质等有机物分解，生成二氧化碳，水等简单无机物，使细菌丧失修复功能，最终导致死亡[10]。同时，纳米N-TiO2反应生成的分解产物也不会造成环境污染[20]。已用于室内空气净化及医院诊室空气消毒的初期研究[21-23]，初步证实纳米N-TiO2对医院常见致病菌如白色念珠菌、大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌等有较好的抑菌效果[24]，且消毒效果稳定[25]。

本实验选用临床常用的戊二醛消毒剂与纳米N-TiO2进行对照研究，通过对可摘局部义齿表面细菌菌落数的采集与培养计数，在义齿制作完成未进行消毒前，两组义齿表面的细菌菌落数差异无统计学意义(P＞0.05)，均超出《消毒技术规范》的允许范围。表明，义齿制作完成后表面存在严重污染；进行消毒后，实验组(纳米N-TiO2)与对照组(2%戊二醛)义齿表面细菌菌落数明显降低，均达到消毒标准，两组间的差异有统计学意义(P＜0.05)。表明，使用纳米N-TiO2对义齿表面的消毒效果优于戊二醛。

本实验中，义齿必须在2%的戊二醛中完全浸泡30min，才能达到灭菌效果[26,27]，而使用纳米N-TiO2对义齿浸泡消毒仅需5min就可彻底杀灭义齿上附着的微生物。表明纳米N-TiO2消毒效果的时效性强。

目前，临床上对活动义齿的消毒方法尚未达成共识。本组研究使用的纳米N-TiO2对义齿的消毒效果初期实验结果显著，但尚处于研究阶段，其在实际环境中多种病菌污染、其他有机物干扰、气温湿度影响等情况下的消毒效果尚未报道，以及消毒后义齿表面是否会有残留，残留物能否容易清除，对义齿机械性能是否会产生影响等问题，还须进一步研究证实。