纳米氟化银携手 L - 精氨酸:早期龋齿再矿化的新希望?

时间:2025年2月19日
来源:Scientific Reports

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为解决早期龋齿治疗中 SDF 染色问题及 NSF 疗效争议,沙特卡西姆大学等研究人员开展纳米氟化银(NSF)与 L - 精氨酸(NSF + Arg)对早期龋齿再矿化研究。结果显示 NSF + Arg 再矿化效果好且无染色。推荐阅读,助你了解口腔治疗新进展。

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在口腔健康领域,早期龋齿(Early carious lesions,又称为初期龋齿)是个让人头疼的问题。这些龋齿表现为牙釉质表面的白色斑点,虽然没有形成龋洞,但却意味着牙釉质内部矿物质的流失。好在早期龋齿还未出现牙釉质表面破损,只要及时采取合适的再矿化治疗,补充牙釉质的矿物质,就能阻止龋齿进一步发展 。

目前,有很多材料和方法可用于早期龋齿的再矿化治疗。比如纳米羟基磷灰石,它和天然牙釉质的矿物质成分很相似,不仅能像个 “小仓库” 一样储存钙和磷酸盐,促进再矿化,还能破坏细菌的黏附,减少生物膜形成,起到抗菌的作用。还有一些生物活性肽,像 P11 - 4 肽和 Histatin - 5,能在降低细菌活性的同时,助力再矿化过程。从蜂胶里提取的黄酮类化合物,以及牛奶中提取的酪蛋白磷酸肽 - 无定形磷酸钙,也都是治疗早期龋齿的 “好帮手”。

在众多治疗手段中,氟化物的应用最为广泛。它能促进钙和磷酸盐离子沉积到脱矿的牙釉质中,形成一层比羟基磷灰石更耐酸的氟磷灰石保护层。在临床实践中,像氟化钠(NaF)、氟化亚锡()、酸性磷酸氟等氟化物,被制成牙膏、漱口水、凝胶、牙漆等多种形式。其中,5% 的硝酸银胺氟(SDF)备受关注,它既能阻止龋齿发展,又能预防新的龋齿产生,这得益于银的抗菌作用和氟的再矿化效果。

不过,SDF 有个让人难以接受的缺点 —— 会导致牙齿变色。使用 SDF 后,龋齿部位会出现黑色污渍,这是因为配方中的离子银具有氧化性,会沉淀出磷酸银。有人尝试在 SDF 中加入碘化钾,把氧化银转化为碘化银,减少染色,但碘化银对光敏感,遇到光还是会变黑,效果并不理想。

为了解决这些问题,一种含有壳聚糖、氟化物和银纳米颗粒(AgNPs)的纳米氟化银(NSF)应运而生。壳聚糖是一种生物相容性良好的载体,还有抗菌功能;氟化物能帮助再矿化;AgNPs 则发挥抗菌作用。虽然 NSF 对早期龋齿有一定的再矿化效果,但它的有效性存在争议,一些研究表明它的效果和 SDF、氟漆相似,甚至更低。因此,寻找增强 NSF 疗效的方法迫在眉睫。

来自沙特阿拉伯卡西姆大学牙科学院保守牙科科学系的 Ahmad S. Albahoth、韩国延世大学牙科学院江南 Severance 医院保守牙科和口腔科学研究中心的 Mi - Jeong Jeon 和 Jeong - Won Park 等人,在《Scientific Reports》期刊上发表了题为 “Synergistic effect of nanosilver fluoride with L - arginine on remineralization of early carious lesions” 的论文。他们发现,NSF 和 L - 精氨酸(NSF + Arg)的组合在早期龋齿再矿化治疗方面表现出色,不仅能有效再矿化,还不会导致牙齿变色,有望成为 SDF 的替代方案。这一发现为早期龋齿的治疗开辟了新的道路,具有重要的临床意义。

在这项研究中,研究人员用到了几个关键技术方法。他们用透射电子显微镜(TEM)观察 NSF 和 NSF + Arg 中 AgNPs 的形状、大小和分布;扫描电子显微镜(SEM)则用来观察 pH 循环后牙釉质表面的形态;还用微计算机断层扫描(micro - CT)评估牙釉质的矿物质密度;通过分光光度计测量牙齿的颜色变化;最后运用统计学分析方法,判断实验结果是否具有显著性差异。

下面我们来看看具体的研究结果:

NSF 和 NSF + Arg 的表征


TEM 图像显示,NSF 和 NSF + Arg 两组都成功合成了 AgNPs,这些纳米颗粒呈近球形,直径在 3 - 18nm 之间。NSF 中 AgNPs 的平均粒径为 9.65nm,NSF + Arg 中为 7.20nm。从溶液颜色上也能看出变化,添加溶液中形成 NSF 溶液时,颜色从无色变为浅红色;而 NSF + Arg 溶液的红色更深,这表明更多的离子被还原成了银纳米颗粒。

扫描电子显微镜观察结果


对比不同处理组的牙釉质表面,脱矿的牙釉质和对照组的表面粗糙且多孔。NaF 牙漆和 SDF 处理组的牙釉质表面有团聚的沉淀物,填充了牙釉质的不规则处,降低了孔隙率。NSF 和 NSF + Arg 处理组的牙釉质棱柱和棱柱间隙被矿物质沉积覆盖,表面相对光滑,尤其是 NSF + Arg 组。

表面显微硬度分析


所有组在脱矿后,表面显微硬度(SMH)都下降了。但经过 pH 循环后,除了对照组,其他实验组的显微硬度值都显著增加,不过各实验组之间没有显著差异。这说明 NSF + Arg 在提高牙釉质硬度方面,和其他实验组效果差不多,但也能成功实现再矿化。

微 CT 矿物质密度分析


从微 CT 数据来看,所有组在脱矿后()的矿物质密度(MD)都显著低于初始状态()。经过 pH 循环()后,除了对照组,其他组的 MD 都显著升高。NSF + Arg 组的矿物质增加量(MG)比 NaF 组和对照组高,再矿化百分比也高于 NaF、NSF 和对照组,和 SDF 组相似。这表明 NSF + Arg 在促进牙釉质再矿化方面表现优异。

颜色变化分析


颜色变化测量结果显示,SDF 组的值变化最大,牙齿明显变黑,和其他组有显著差异。而 NSF 和 NSF + Arg 组的颜色变化明显小于 SDF 组,和 NaF 牙漆或对照组相比没有显著差异。这意味着 NSF + Arg 不会像 SDF 那样导致牙齿严重变色。

综合以上研究结果,研究人员得出结论:NSF + Arg 在早期龋齿再矿化治疗上有很大潜力。从作用机制来看,精氨酸能促进纳米颗粒均匀分布,减小粒径,增加与牙釉质的接触面积;它还能作为稳定剂和还原剂,防止纳米颗粒聚集,维持其活性,帮助牙釉质吸收氟,形成更坚固耐酸的氟磷灰石层。而且,NSF + Arg 不会引起牙齿变色,解决了 SDF 的一大难题。

不过,这项研究也存在一些局限性。比如,不同实验组的药物接触时间不同,NaF 组接触时间长达 24 小时,而其他组只有 3 分钟,这可能影响了实验结果。而且,研究使用的是化学 pH 循环模型,无法完全模拟体内唾液和牙菌斑的环境。所以,后续还需要在微观生物膜模型或体内研究中进一步验证。

尽管如此,这项研究依然意义重大。它为早期龋齿的治疗提供了新的选择,NSF + Arg 有望成为安全有效的 SDF 替代方案。未来,随着研究的深入,或许能为口腔健康领域带来更多突破,让我们离告别龋齿又近了一步。

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