氧化性漂白剂对大鼠氟斑牙的脱色研究

林丹乐 任丽娜 邱震 瞿亚宁 李陆义 刘斌

氟斑牙是牙体发育过程中由于氟的摄入过多而导致的牙釉质发育不全[1-2]。我国多个地区是氟牙症高发地区，氟斑牙患者数量庞大[3-4]。氟斑牙牙体颜色有明显的变化，牙齿美白是氟斑牙患者的选择之一。目前临床常用的蓝光催化漂白方法具有一定的局限性，漂白剂刺激性大可造成氧化损伤[5]，严重者可影响进食，对人眼有可能造成不可逆的伤害[6-7]；本研究通过大鼠氟斑牙，研究采用不同漂白剂(过氧化氢、二氧化氯、过氧化氢+过氧化物酶、过氧化氢+氯化钙)进行氟斑牙脱色漂白时，对牙釉质颜色、硬度、表面结构等的影响，为进一步探索更加安全和低刺激的牙齿脱色美白方法提供更多的理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

清洁级SD大鼠4 只(兰州兽医研究所实验动物中心)。 3 只为孕期大鼠， 1 只为3 周龄大鼠。

1.2 主要仪器与材料

SEM(Zeiss,GeminiSEM 300, 德国)； 数显显微维氏硬度计(HVS-1000ZY, 上海弘测仪器科技有限公司)； 智能磁力搅拌器(ZNCL-GS, 爱博特科技发展有限公司， 郑州)； Vita 比色板(Vitapan, classical, 德国)； 150 mg/L NaF(天津大茂化学试剂厂); ClO2(郑州华兴化工有限公司); 辣根过氧化物酶(上海Sigma-Aldrich)； CaCl2、 30% H2O2溶液(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。

1.3 实验方法

1.3.1 大鼠氟斑牙模型建立 4 只大鼠分笼饲养。配制150 mg/L NaF水作为3 只孕期大鼠饮用水， 3 周龄大鼠饮用纯净水， 4 组均自由饮水摄食。饲养期间，孕期大鼠产下乳鼠24 只，按照上述方法继续饲养大鼠42 d后经腹腔注射处死，拔取下颌中切牙，并挑选出其中的完整的氟斑牙共41 颗，正常牙共2 颗。

1.3.2 漂白前比色 将氟斑牙置于生理盐水中，超声清洗20 min，自然干燥，用Vita比色板，在相同自然光条件下，肉眼比较每颗牙齿与Vita比色板中的颜色饱和度，根据颜色分为D2(16 颗)、D3(20 颗)、D4(5 颗)3 组，正常大鼠牙为A1色，每组再分为牙齿数量尽量相等的4 个漂白组(30% H2O2组、 1% ClO2组、1% H2O2+1% CaCl2组、1% H2O2+50 U/ml辣根过氧化物酶组)，每组10～11 颗。

1.3.3 氟斑牙漂白 将上述各组分别置入离心管并标记，共12 只离心管。将30% H2O2、1% ClO2、1% H2O2+1% CaCl2、1% H2O2+50 U/ml辣根过氧化物酶4 组溶液按牙齿数量比例分别分为3组，按标记加入上述12 只离心管中。离心管37 ℃油浴，每24 h更新漂白液，共漂白7 d。因临床中常用的漂白剂为30% H2O2，故本实验以30% H2O2组为临床对照组。

1.4 检测方法

1.4.1 颜色 在氟斑牙漂白前后，在相同自然光条件下，由同一位实验者按照牙齿比色要求快速比较牙齿唇面釉质在VITA比色板中最接近的数值，并记录饱和度，计算漂白前后的Δ饱和度差值。

1.4.2 SEM观察 自凝塑料包埋D2组氟斑牙，每个漂白组各1 颗，显露唇面，依次用800 目、1 000 目、1 500 目、2 000 目碳化硅砂纸打磨至牙面呈镜面，流水清洁，用0.3% HNO3溶液酸蚀30 s。待自然干燥后用导电胶固定于标本台上，抽真空并镀金，SEM(EHT=15.00 kV)观察，选取有代表性的釉质区域拍照。

1.4.3 显微硬度测定 自凝塑料包埋D3组氟斑牙，每个漂白组各5 颗，显露唇面，依次用800 目、1 000 目、1 500 目、2 000 目碳化硅砂纸打磨至牙面呈镜面，流水清洁，待自然干燥后，设置硬度计载荷50 N，载时5 s，测量菱形压痕2 条对角线长度，仪器自动换算得出硬度数值； 每颗牙表面测试3 个点。

1.5 统计学分析

使用SPSS 24软件，对漂白前后氟斑牙颜色饱和度的变化、空白对照组漂白后的氟斑牙颜色饱和度分别与各实验组漂白后的氟斑牙颜色饱和度、各组漂白后显微硬度进行独立样本统计分析检验。

2 结 果

2.1 不同漂白剂对大鼠氟斑牙的氧化脱色效应

采用不同漂白剂对大鼠氟斑牙脱色美白过程中发现(表 1)， 30% H2O2和1% H2O2+1% CaCl2组处理在漂白前后具有P<0.05的统计学差异，1% ClO2组和1% H2O2+50 U/ml辣根过氧化物酶组的漂白前后具有P<0.01的统计学差异。 1% ClO2组处理的漂白效果更为明显，其次为1% H2O2+50 U/ml辣根过氧化物酶组和30% H2O2组，漂白效果较不明显的是1% H2O2+1% CaCl2处理组。

漂白过程中的硬度变化如表 2。 以30% H2O2处理组为临床对照，1% ClO2组漂白后与临床对照组具有统计学差异(P<0.01)， 而1% H2O2+1% CaCl2组处理漂白和临床对照组也具有统计学差异(P<0.01)，但1% H2O2+50 U/ml辣根过氧化物酶组无统计学差异(P>0.05)。

表 1 不同漂白剂对大鼠氟斑牙漂白前后颜色饱和度变化

表 2 不同漂白剂对大鼠氟斑牙漂白前后釉质硬度值变化

2.2 不同漂白剂对大鼠氟斑牙表面结构的影响

扫描电子显微镜图显示漂白时氟斑牙代表性区域的表面结构如图 1。可见1% H2O2+50 U/ml辣根过氧化物酶(图1A)、 30% H2O2(图 1B)、 1% H2O2+1% CaCl2(图 1D)处理漂白后，牙的釉质表面结构仍比较规则，形态良好，可见规律性排列的釉柱截面；而1% ClO2组(图 1C)釉柱结构则有明显的破坏，在图上已不显示典型的鱼鳞状表面结构。

3 讨 论

通过比较不同漂白剂(30% H2O2、 1% ClO2、 1%

图1 不同漂白剂对大鼠氟斑牙漂白后牙表面结构代表性区域的扫描电子显微镜图 (A、 B： ×1 000； C： ×700； D： ×500)

Fig 1 Electron micrograph of typical regions of surface structure of fluorotic teeth in rats after of whitening with different bleaching agents (A、 B： ×1 000； C： ×700； D： ×500)

H2O2+1% CaCl2、 1% H2O2+50 U/ml辣根过氧化物酶)对大鼠氟斑牙漂白的结果显示，二氧化氯漂白有更为明显的漂白效果，通过SEM观察发现，其对大鼠牙釉质表面结构有较明显的损伤。二氧化氯是目前认可的安全漂白剂[8-10]，本研究结果表明四种不同漂白剂中漂白效果最明显，因此，进一步优化二氧化氯对氟斑牙的最佳漂白浓度及其过程控制仍将是有意义的，二氧化氯的漂白浓度有可能可以适当降低(<1%)。

过氧化氢对牙齿漂白有较好的效果[11]，目前在临床上常用蓝光催化过氧化氢对氟斑牙进行漂白反应，但蓝光的缺点是会对人眼造成不可逆的损伤，且成本较高[6-7]。实验中发现通过添加少量钙离子于过氧化氢漂白处理中，可减少对牙体硬度的损伤，这样可以优化漂白效果。此外，添加50 U/ml辣根过氧化物酶于过氧化氢溶液的漂白处理中也取得了较好的效果。由于辣根过氧化物酶被广泛应用于医学诊断研究，可催化氧化还原反应，反应条件温和，在人体温37 ℃下即可发挥良好的催化性能，而本研究中，采用低浓度的过氧化氢在添加了过氧化物酶后达到的漂白效果优于高浓度的过氧化氢，其对釉质表面结构与牙体硬度的改变也与高浓度过氧化氢相当，因此，将来在临床上有可能进一步以过氧化物酶替代蓝光，用于氟斑牙的美白，以进一步保护患者和医生健康。

本研究采用1% H2O2+1% CaCl2的实验结果显示，添加氯化钙的漂白剂对牙齿硬度的影响较小，可能是由于氟斑牙在形成过程中釉质钙离子明显减少，在低浓度过氧化氢中添加氯化钙时，钙离子可能对氟斑牙漂白时有一定的置换作用，减少氟斑牙漂白时钙的流失。本实验中其漂白效果还不是非常明显，还需进一步探索其漂白的合适浓度及其控制过程。