吳政西，李風(fēng)蘭，2※

(1.山西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院，太原 030012； 2.山西省人民醫(yī)院口腔修復(fù)科，太原 030012)

牙齒對人體的身心健康十分重要。牙齒在食物咀嚼過程中起重要作用，不同類型的牙齒具有不同的結(jié)構(gòu)和功能，在食物咀嚼循環(huán)中具有各自的特殊作用。牙體缺損、牙列缺損和缺失通常會(huì)影響患者的自信心?？谇还潭ㄐ迯?fù)治療廣泛應(yīng)用于牙體大面積缺損或牙列缺失的臨床治療，但固定義齒修復(fù)體可對口腔局部生理性自潔作用造成影響，引起局部組織微生態(tài)改變，繼而發(fā)生口腔炎癥和疾病，最終導(dǎo)致固定修復(fù)治療失敗[1]。變異鏈球菌具有高黏附力、產(chǎn)酸性和酸性特征，可大量附著于固定義齒修復(fù)體上，導(dǎo)致固定義齒修復(fù)體表面損傷；此外，固定義齒修復(fù)體的材料及表面特性也與固定義齒修復(fù)體表面變異鏈球菌的定植有關(guān)[1]。以變異鏈球菌為主的口腔生物膜形成和積聚在牙科疾病的發(fā)展過程中起重要作用[2]?，F(xiàn)就變異鏈球菌在口腔固定修復(fù)治療失敗中的機(jī)制予以綜述。

1 牙體缺損或牙列缺失的臨床修復(fù)現(xiàn)狀

牙齒是人體重要的咀嚼器官，并在輔助發(fā)音、言語以及保持頜面部協(xié)調(diào)美觀等方面均具有重要作用。牙體存在于口腔復(fù)雜的有菌環(huán)境中，長期積聚在牙體表面的細(xì)菌成為牙體缺損和缺失的原因之一[3-4]。其次，環(huán)境及遺傳等因素也可導(dǎo)致牙體缺損和缺失，損害人群口腔健康，降低其生存質(zhì)量。固定義齒修復(fù)是治療牙體缺損和缺失的重要方法之一，目前常用的固定義齒修復(fù)體有嵌體/部分冠，貼面/全冠和樁核冠等。銀汞合金是傳統(tǒng)牙體修補(bǔ)充填材料，通常用于承受咀嚼力的后牙部位牙體缺損的修復(fù)。復(fù)合樹脂修復(fù)缺損牙齒具有美觀性的特點(diǎn)，可提供最佳的牙齒配色，故可用于前牙缺損的修補(bǔ)充填。

與傳統(tǒng)充填體相比，嵌體/部分冠可以更好地恢復(fù)咬合及鄰面接觸關(guān)系，但嵌體/部分冠固位主要是粘接固位，與全冠相比，嵌體/部分冠修復(fù)的患牙需有足夠的剩余牙體硬組織，以保證固位與抗力。當(dāng)牙體嚴(yán)重缺損，常規(guī)修復(fù)技術(shù)不足以獲得窩洞足夠的固位和抗力時(shí)，就需要采用樁等附加固位措施來固位，形成樁核冠。

隨著口腔修復(fù)材料的發(fā)展，臨床口腔修復(fù)的成功率得到很大提高，但仍存在治療失敗的問題。有研究表明，充填治療每年的失敗率高達(dá)7.9%；固定義齒的5年失敗率為10%以上，而繼發(fā)齲是造成治療失敗的主要原因[5-6]。對種植體的10年隨訪研究表明，種植體成功率達(dá)到92.8%～97.1%，但仍不能忽視由于細(xì)菌生物膜導(dǎo)致的種植體周圍炎，由于骨質(zhì)流失閾值不同，種植體周圍炎的患病率(11%～47%)的差異較大[7-9]。

2 變異鏈球菌在繼發(fā)齲中的作用機(jī)制

基牙鄰面和頰面接觸區(qū)也是齲壞的好發(fā)部位，與義齒的材料、設(shè)計(jì)及制作密切相關(guān)。牙體缺損修復(fù)后或經(jīng)齲病治療后的充填材料邊緣與窩洞周圍牙體組織破裂，修復(fù)材料與牙體組織不密合(存在小的縫隙)為細(xì)菌及食物的聚集提供了有利條件，增加了口腔清潔的難度。此外，口腔唾液蛋白或糖蛋白吸附于牙面形成獲得性膜，殘留的食物與細(xì)菌可很快吸附于獲得性膜表面，形成牙菌斑，繼而導(dǎo)致牙齒礦物質(zhì)在酸性環(huán)境下(牙菌斑中細(xì)菌產(chǎn)酸)發(fā)生溶解，牙齒中的鈣和磷酸鹽等無機(jī)離子分解，牙齒組織脫礦，且酸性物質(zhì)不斷產(chǎn)生，脫礦現(xiàn)象持續(xù)存在，最終導(dǎo)致牙體與修復(fù)體邊緣繼發(fā)齲的發(fā)生。

目前，對引起繼發(fā)齲的微生物因素的認(rèn)識尚未達(dá)成一致。Splieth等[10]研究發(fā)現(xiàn)，樹脂充填窩洞內(nèi)部菌群主要為梭桿菌屬或卟啉單胞菌屬。Thomas等[11]研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合樹脂充填窩洞中變異鏈球菌比例更高，可能與pH<5.5時(shí)窩洞局部微環(huán)境更適于變異鏈球菌生長有關(guān)。既往研究認(rèn)為，以變異鏈球菌(c、e、f型)和遠(yuǎn)緣鏈球菌 (血清型d和g型)為代表的變異鏈球菌群是引起齲齒的主要致病菌[12-13]。變異鏈球菌可產(chǎn)生葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶、蔗糖酶、果糖基轉(zhuǎn)移酶和葡聚糖酶等胞外酶，這些酶可在細(xì)菌的糖合成與代謝中起重要作用，而糖類是細(xì)菌賴以生存的物質(zhì)。葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶有3種類型，可將蔗糖和淀粉等糖類中的葡萄糖基單元聚合成葡聚糖[14-15]。葡聚糖結(jié)合蛋白與葡聚糖的結(jié)合有助于細(xì)菌在牙體表面黏附，并可促進(jìn)細(xì)菌間黏附和菌斑聚集[15]。變異鏈球菌通常借助細(xì)胞壁上的蛋白與獲得性膜中的唾液糖蛋白產(chǎn)生吸附作用，使變異鏈球菌快速吸附到獲得性膜表面。變異鏈球菌可耐受局部酸性環(huán)境并不斷產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使修復(fù)體或牙齒表面局部pH值降低。齲病的主要特征是細(xì)菌糖代謝產(chǎn)生的酸性物質(zhì)使牙齒外層礦物質(zhì)層的局部丟失，引起修復(fù)體邊緣微滲漏和繼發(fā)齲，導(dǎo)致修復(fù)體固位力喪失，出現(xiàn)填充物松動(dòng)或脫落[12,16-17]。

3 變異鏈球菌在修復(fù)失敗中的其他作用機(jī)制

3.1變異鏈球菌對金屬的腐蝕作用 鎳鉻和鈷鉻合金通常用作烤瓷類修復(fù)體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。一般認(rèn)為，口腔金屬材料腐蝕是由不同金屬材料化學(xué)電位差異形成電流所致，這種電化學(xué)腐蝕的發(fā)生取決于金屬材料的種類、生產(chǎn)過程、處理方式(熱、化學(xué)、機(jī)械)等[17-18]。電化學(xué)腐蝕也可發(fā)生在咀嚼或刷牙時(shí)，金屬材料表面的鈍化層受損可加重電化學(xué)腐蝕。大多數(shù)金屬材料的腐蝕是電化學(xué)誘導(dǎo)。在復(fù)雜的口腔環(huán)境中，還存在微生物對金屬材料的腐蝕。

Lu等[19]研究發(fā)現(xiàn)，口腔復(fù)雜的微生物和電解質(zhì)環(huán)境易發(fā)生金屬材料腐蝕，其原因可能是金屬表面的細(xì)菌存在陰極/陽極區(qū)域，導(dǎo)致腐蝕電流?？谇晃⑸锎x產(chǎn)物(如無機(jī)酸、有機(jī)酸、硫化物)可降低口腔pH值，引起金屬材料的微生物腐蝕，同時(shí)還可通過改變金屬材料周圍環(huán)境(如氧濃度、無機(jī)鹽濃度、酸堿度)使口腔局部形成氧濃差電池[20-21]?？谇淮x產(chǎn)物(如有機(jī)酸)還可直接與金屬反應(yīng)[22]。變形鏈球菌誘導(dǎo)鎳鉻和鈷鉻合金的腐蝕引起合金表面粗糙和牙菌斑積累，導(dǎo)致牙釉質(zhì)脫礦和修復(fù)材料腐蝕?？谇唤饘俨牧系拇植诟g表面還可改變變形鏈球菌毒力基因的表達(dá)，加速細(xì)菌的黏附和腐蝕。Zhang等[23]用實(shí)時(shí)逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測出與變形鏈球菌黏附和產(chǎn)酸相關(guān)基因(gtfBCD、gbpB、ftf和ldh)的表達(dá)。

3.2變異鏈球菌對全瓷材料的黏附作用 全瓷材料的機(jī)械強(qiáng)度高、生物相容性好、美學(xué)效果佳，得到臨床醫(yī)師和患者的廣泛認(rèn)可，已成為傳統(tǒng)烤瓷修復(fù)體的最佳替換材料[24]。牙科陶瓷材料的廣泛應(yīng)用對材料機(jī)械性能的要求越來越高，近年已引入了多種不同化學(xué)和機(jī)械性能的牙科陶瓷材料[25]。如以長石或白榴石陶瓷為代表的玻璃陶瓷，可作為嵌體、貼面、單冠的修復(fù)；玻璃滲透氧化鋁和氧化鋯陶瓷以及部分穩(wěn)定和增強(qiáng)的氧化鋯陶瓷(都是以釔四方氧化鋯為基礎(chǔ))可作為高強(qiáng)度支架拓寬了固定義齒修復(fù)體的應(yīng)用范圍[26]。菌斑形成和細(xì)菌黏附與齲病發(fā)生的密切相關(guān)，物體表面的粗糙度是影響細(xì)菌黏附的重要因素[27]。Vo等[28]對不同方式制備的二硅酸鋰陶瓷修復(fù)體的表面粗糙度與細(xì)菌黏附力的研究發(fā)現(xiàn)，修復(fù)體表面細(xì)菌計(jì)數(shù)與其粗糙度之間呈顯著正相關(guān)。但是，Hahnel等[29]發(fā)現(xiàn)，并不是所有變異鏈球菌的黏附差異都可通過牙齒表面粗糙度解釋。Meier等[30]對不同修復(fù)材料變異鏈球菌黏附情況的研究表明，與修復(fù)材料相比，唾液對細(xì)菌聚集的影響較大。此外,變異鏈球菌還可通過葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶將蔗糖合成為胞外葡聚糖，進(jìn)一步促進(jìn)變異鏈球菌和其他細(xì)菌的黏附[31]。

3.3變異鏈球菌對樹脂材料的降解作用 樹脂材料是目前口腔臨床使用最廣泛的修復(fù)材料，操作簡單，且美觀性強(qiáng)[32]。復(fù)合樹脂是復(fù)雜的混合材料，主要由有機(jī)樹脂基質(zhì)和涂有偶聯(lián)劑(通常為硅烷)的無機(jī)填料顆粒組成，基于樹脂的牙科修復(fù)復(fù)合樹脂表面不均勻，故其填料顆粒的空間尺度存在微米級到納米級的地形和化學(xué)差異。

有報(bào)道稱，口腔間接復(fù)合樹脂修復(fù)體的細(xì)菌積累顯著低于直接復(fù)合樹脂修復(fù)體，由此可見，復(fù)合樹脂材料的表面形貌對口腔細(xì)菌的積累具有重要作用，且與復(fù)合樹脂材料的種類無關(guān)[33]。在體外復(fù)合樹脂材料上，變異鏈球菌的生長速度加快，可能是未反應(yīng)單體浸出促進(jìn)了致齲細(xì)菌生長和(或)修復(fù)體表面粗糙導(dǎo)致細(xì)菌黏附增加所致[34-35]。研究表明，變異鏈球菌病原體能夠降解牙科樹脂復(fù)合材料和黏接劑的酯酶活性[36]?？梢?，細(xì)菌致密生物膜的形成會(huì)導(dǎo)致樹脂復(fù)合材料的持續(xù)破壞。

3.4變異鏈球菌對種植修復(fù)的作用 鈦耐腐蝕性強(qiáng)、密度低、機(jī)械強(qiáng)度和生物相容性較高，是理想的可摘和固定義齒材料[37]?？谇煌僖汉妄l溝液成分的作用可加重細(xì)菌對鈦以及鈦合金材料的腐蝕。Mabilleau等[38]研究顯示，含氟離子、過氧化氫和乳酸的唾液對鈦具有腐蝕性，且呈逐漸加重趨勢，故建議鈦類修復(fù)體患者應(yīng)保持良好的口腔衛(wèi)生習(xí)慣，并避免使用氟化牙膏。Guindy等[39]采用光和掃描顯微鏡對6個(gè)口腔植入物及其表面腐蝕情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，6個(gè)植入物及其內(nèi)冠表面上均檢測到腐蝕損傷和氧化。變異鏈球菌引起的腐蝕導(dǎo)致牙冠與基臺之間或基臺與種植體之間的間隙裂縫，并釋放有毒金屬離子，這些有毒離子擴(kuò)散到種植體周圍骨骼中，導(dǎo)致骨骼結(jié)構(gòu)破壞，加速骨整合，導(dǎo)致修復(fù)治療失敗。Souza等[40]采用開路電位和電化學(xué)阻抗譜方法評估人工唾液對以變異鏈球菌為主的生物膜積聚純鈦修復(fù)體的腐蝕作用的研究發(fā)現(xiàn)，生物膜形成可提高鈦的腐蝕敏感性。變異鏈球菌代謝釋放的乳酸、甲酸及乙酸等產(chǎn)物使周圍環(huán)境pH值降低，且長時(shí)間浸泡于高蔗糖濃度的生物膜純鈦與酸性物質(zhì)或(和)氟化物結(jié)合，經(jīng)新陳代謝誘導(dǎo)鈦基底和種植體——基臺結(jié)構(gòu)腐蝕，從而導(dǎo)致鈦的耐腐蝕性降低[41]。

4 小 結(jié)

細(xì)菌通常易黏附于口腔修復(fù)體上，特別是固定義齒修復(fù)體邊緣，導(dǎo)致患者易出現(xiàn)術(shù)后牙齒敏感、牙髓炎等。細(xì)菌侵入牙體和修復(fù)材料導(dǎo)致繼發(fā)齲形成，腐蝕金屬修復(fù)體、降解樹脂修復(fù)體、以變異鏈球菌為主的生物膜積聚導(dǎo)致純鈦種植體表面抗腐蝕性降低是變異鏈球菌引起口腔固定修復(fù)治療失敗的主要機(jī)制?？谇恢泻x子、過氧化氫和乳酸的唾液為變異鏈球菌腐蝕鈦及鈦合金種植體提供適宜的條件。變異鏈球菌對修復(fù)體表面的降解還與修復(fù)體表面的粗糙度及硬度有關(guān)。

臨床上，對抗細(xì)菌黏附及生物膜形成低敏感性牙科生物材料的需求極大。因此，對新型口腔生物材料的深入研究有助于口腔修復(fù)材料的發(fā)展。理想的口腔抗菌生物修復(fù)材料應(yīng)具有抑制生物膜黏附、阻止生物膜生長、影響生物膜代謝、調(diào)節(jié)微生物生態(tài)系統(tǒng)等功能。目前，含12-異丁烯?；趸?、氟化物和納米銀顆粒等組分的抗菌材料已進(jìn)入口腔臨床實(shí)踐階段，但大多數(shù)新一代抗菌生物材料仍處于體外研究階段，仍需要進(jìn)一步的體內(nèi)研究以確定抗菌生物材料誘導(dǎo)的細(xì)菌耐藥性。