不同基质金属蛋白酶抑制剂对龋病影响牙本质粘结效果的影响分析

黄文青

伴随生活质量的不断提升,人们对牙体修复的功能性、舒适度、美观度等方面提出了更高的需求,在此期间,树脂粘结修复因兼具美观、舒适等特点被临床大范围推广。牙本质富含有机成分,生存环境潮湿,故牙本质的粘结一直是临床研究的重点难点［1,2］。树脂充填是龋病牙治疗的最主要方法。牙本质龋分为外层的龋病感染牙本质(caries-infected dentin,CID)和内层的龋病影响牙本质(caries-affected dentin,CAD),龋病影响牙本质是指去除外层的感染牙本质后所留下的,未被细菌感染的牙本质,基本无细菌入侵,临床上一般予以保留。龋病影响牙本质虽然无细菌入侵,但无论是胶原蛋白还是矿物质都被龋病所改变。因此龋病影响牙本质和正常的牙本质粘结效果可能不尽相同［3］。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是一类钙、锌离子依赖的蛋白水解酶。研究表明,牙本质中含有明胶酶［包括基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)］［4］、基质溶解素1(MMP-3)［5］、釉质溶解素(MMP-20)［6］和胶原酶-2(MMP-8)［7］等。基质金属蛋白酶平时以无活化的酶原形式存在,全酸蚀和自酸蚀粘接系统都能够激活基质金属蛋白酶,活化的基质金属蛋白酶能降解暴露的胶原纤维,导致混合层完整性被破坏。研究［8］发现,龋病影响牙本质中的组织蛋白酶含量明显高于正常牙本质,提示组织蛋白酶可能也参与了牙本质胶原的降解。使用酶抑制剂抑制胶原降解,维持胶原结构的完整性,是提高混合层稳定性的关键。目前,使用酶抑制剂来保护混合层的完整性是研究的热点。鉴于此,本研究通过对比3 种不同的基质金属蛋白酶抑制剂：2%氯己定、表没食子儿茶素没食子酸酯 (Epigallocatechin gallate,EGCG),碳二亚胺盐酸盐［1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbo-dimide,EDC］对龋病影响牙本质自酸蚀粘强度和微渗漏的影响,以期为临床提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本次研究方案已取得伦理委员会批准。收集2020 年1～12 月在本院口腔颌面外科门诊拔除的240 颗有龋离体牙,随机分为A 组、B 组、C 组,各80 颗；另选取80 颗无龋离体牙作为D 组。离体牙的收集均在患者签订知情同意书的情况下进行。将离体前磨牙沿牙长轴方向正中磨为近、远中两半,选取的有龋离体牙未进行充填及根管治疗、龋病未穿髓。去除牙周组织及牙结石后浸泡保存在4℃的蒸馏水中,且在30 d 内使用。

1.2 仪器及材料 本研究涉及的仪器、材料来源见表1。

表1 仪器及材料

1.3 牙体制备 所有牙样本使用水门汀凝固后把试样放在蒸馏水中,所有标本放在自制的冷热循环设备上进行冷热循环实验。在5℃和55℃水中分别停留30 s,迅速交换,交换时间≤5 s,如此反复循环500 次,以此来模拟口腔温度的急剧变化。所有样本在完成冷热循环后在水浴箱中浸泡24 h,之后拿出自然干燥。无龋牙：使用带喷水冷却装置的高速金刚砂车针完全去除离体牙咬合面釉质至釉牙骨质界以下,显微镜下检查无残留釉质层,暴露牙本质,使用600 目砂纸于水中打磨形成光滑平面。有龋牙：使用带喷水冷却装置的高速金刚砂车针完全去除离体牙咬合面釉质至釉牙骨质界以下,使用挖匙去除腐质,冲洗,干燥,在龋洞内滴入龋病显示剂,10 s 后冲洗,然后在显微镜下使用慢速球钻流水冷却下磨除着色的细菌入侵牙本质,重复该项操作多次直到硬组织不被染色为止。使用Single Bond Universal (3M)粘结剂进行粘接,SonicFill(KERR)光固化树脂充填,保证树脂厚度≥5 mm。将粘接好的样本使用硬组织切割机分别从近远中向、颊舌向切割为横截面为1 mm×1 mm 的试件。具体分组见表2。

表2 实验步骤

1.4 观察指标及判定标准

1.4.1 粘结强度 采用微拉伸试验［9］进行测定,拉伸试验样本的制作：样本两端分别固定于两片载玻片上,使用万能试验机进行拉伸测试,加载头加载速度：0.5 mm/min,直到牙本质-树脂条断裂,计算机自动记录加载过程中的最大拉伸力,计算微拉伸强度(单位：MPa)。微拉伸粘结强度(MPa)=载荷峰值(N)/粘结面积(mm2)。

1.4.2 断裂类型 在扫描电镜下观察所有样本的断裂情况,使用37%磷酸凝胶酸蚀界面0.5 min,流水冲洗60 s 后吹干、喷金。分为界面破坏、内聚破坏和混合破坏3 种类型,其中混合破坏是指既有界面破坏又有内聚破坏。

1.5 统计学方法 采用SPSS23.0 统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差()表示,采用t 检验；计量资料多组间比较采用单因素方差分析；计数资料以率(%)表示,采用χ2检验。P<0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 四组粘结强度比较 四组粘结强度由高至低依次为A 组、B 组、C 组、D 组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 四组粘结强度比较(,MPa)

表3 四组粘结强度比较(,MPa)

注：四组比较,P<0.05

2.2 四组断裂类型比较 A 组混合破坏率低于B 组、C 组及D 组,界面破坏率高于B 组、C 组及D 组,内聚破坏率低于B组及D组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 四组断裂类型比较［颗(%)］

3 讨论

常规的牙本质树脂粘接剂多表现为亲水性,但因口腔这一特殊环境,亲水性的粘接剂吸水性约10%,容易降解粘结面胶原,影响牙本质的粘结强度与持久性,故如何提高牙本质与粘接剂之间的粘结强度,延长耐久性是临床现阶段的研究热点。

诸多研究指出复合树脂与牙本质的粘结主要依赖于粘接剂和牙本质之间形成的微机械锁扣作用,即混合层,牙本质的粘接强度直接取决于混合层的质量,而混合层的降解与牙本质基质金属蛋白酶的活性密切相关［10］。本研究通过对比2%氯己定、5% EGCG,0.5 mol/L EDC 对龋病影响牙本质微渗漏与粘结效果的影响。结果显示,四组粘结强度由高至低依次为A 组、B 组、C 组、D 组,差异有统计学意义(P<0.05)。表明粘结前对牙体使用基质金属蛋白酶抑制剂预处理,可显著增加粘结强度。氯己定属于非特异性的基质金属蛋白酶抑制剂,其主要随着释放浓度的改变,调控基质金属蛋白酶的活性,依靠纤维间羧酸基团的静电吸附作用达到固定的作用,但长期效果不能确定［9］。本研究结果显示,A 组混合破坏率低于B 组、C 组及D 组,界面破坏率高于B 组、C 组及D 组,内聚破坏率低于B 组及D 组,差异有统计学意义(P<0.05)。表明粘结前对牙体使用2%氯己定进行预处理消毒,利于树脂渗入。本研究初步探寻了2%氯己定、5% EGCG 及0.5 mol/L EDC 对龋病影响牙本质微渗漏与粘结效果的影响,但临床相关研究较少,研究的可信度还需在未来开展更多的大样本研究加以验证,旨在为临床牙体病变的治疗提供科学参考依据。

综上所述,不同基质金属蛋白酶抑制剂预处理方案对龋病影响牙本质微渗漏与粘结强度的影响不同,2%氯己定预处理显著提高牙体粘结强度,可在临床牙体疾病的治疗中推广使用。