熊易琳 鄒文卓 鄭 嚴(yán) 黃珍寧 周鑫宇 伍廷蕓

荊楚理工學(xué)院醫(yī)學(xué)部,湖北省荊門市 448000

齲病和牙酸蝕癥都是現(xiàn)如今常見的口腔疾病。齲病是一種慢性進行性的口腔疾病,是在含糖量高的食物持續(xù)刺激下,口腔內(nèi)菌群比例失調(diào)、口腔微生態(tài)失衡、口腔環(huán)境pH值下降所造成的牙釉質(zhì)脫礦化,進而形成了牙體的齲損齲壞[1]。牙酸蝕癥是由于患者的牙體長時間接觸酸性物質(zhì),從而導(dǎo)致的牙體硬組織脫鈣和牙釉質(zhì)的脫礦[2]。牙釉質(zhì)脫礦輕則會導(dǎo)致牙體出現(xiàn)白堊色斑,重則會導(dǎo)致牙體缺損,嚴(yán)重影響患者牙體的功能和美觀。

齲病和牙酸蝕癥的臨床治療以抗酸性、再礦化藥物為主。目前廣泛應(yīng)用于臨床治療的再礦化藥物有含氟化合物和酪蛋白磷酸肽—無定形磷酸鈣(Casein phosphopeptides-amorphous calcium phosphate,CPP-ACP)試劑。臨床治療中常用的含氟化合物有釋氟樹脂、氟保護漆、含氟凝膠和泡沫等,常用的CPP-ACP試劑有GC Tooth Mousse、GC Tooth Mousse Plus、MI Paste Plus等。

1 CPP-ACP的分子結(jié)構(gòu)

酪蛋白磷酸肽(Casein phosphopeptide,CPP)提取于牛奶中的酪蛋白,是調(diào)控人體內(nèi)鈣磷離子溶解度的調(diào)節(jié)蛋白[3]。CPP是在人體乳腺細(xì)胞中合成的,在合成過程中,細(xì)胞中的特異性激酶將酪蛋白磷酸化形成富含磷酸化絲氨酸/蘇氨酸殘基的CPP,然而因為所含絲氨酸/蘇氨酸磷酸基團數(shù)量的不同,CPP也被分為不同的種類,目前受廣大學(xué)者所廣泛研究的有αS1-CPP和β-CPP這兩類[4]。無定形磷酸鈣(Amorphous calcium phosphate,ACP)是羥基磷灰石的前體,CPP可通過其包含的谷氨酸(glutamic,Glu)簇和磷酸絲氨酸(Serine P,SerP)簇與鈣、磷離子結(jié)合,黏附在無定形磷酸鈣的表面形成穩(wěn)定的納米級膠體毫微簇酪蛋白磷酸肽—無定形磷酸鈣復(fù)合體(CPP-ACP)[3]。

Cross KJ等[5]利用X射線粉末衍射、掃描電鏡、透射電鏡、平衡結(jié)合分析等一系列物理化學(xué)技術(shù)探究了CPP-ACP復(fù)合物的空間結(jié)構(gòu),提出了核—殼模型理論,即CPP呈殼狀包圍位于核心的ACP。CPP-ACP的掃描電鏡圖(見圖1a)、透射電鏡圖(見圖1b)以及選定區(qū)域衍射圖(見圖1c)如下所示[5]。

圖1 CPP-ACP顯微圖像

2 氟離子在釉質(zhì)中的存在形式

在近幾十年來,氟化物被廣泛應(yīng)用于促進牙釉質(zhì)抗酸性再礦化的臨床治療中,其作用效果取決于氟離子在釉質(zhì)中的存在形式。

低濃度的氟離子和高濃度的氟離子在釉質(zhì)中的存在形式不盡相同,低濃度的氟離子其濃度為0.4～0.5mg/L,高濃度的氟離子濃度>0.5mg/L。王偉萍等[6]研究表明,當(dāng)口腔環(huán)境pH值下降導(dǎo)致釉質(zhì)中的羥基磷灰石(hydroxyapatite,HAP)溶解時,低濃度的氟離子可以與HAP中的羥基離子交換誘導(dǎo)氟磷灰石(fluorapatite,FA)的生成或直接吸附于HAP的晶體上形成氟羥基磷灰石(Fluoro-hydroxyapatite,FHA),因FA、FHA與HAP相比在溶液中的溶解度更低,故其在牙釉質(zhì)表面的沉積可以降低酸對牙釉質(zhì)的溶解,從而增強了牙釉質(zhì)抗酸性再礦化作用。許瓊莉等[7]研究表明,高濃度的氟離子能與最外層牙釉質(zhì)溶解出的鈣結(jié)合形成氟化鈣樣物質(zhì),覆蓋于牙釉質(zhì)表面從而增強牙釉質(zhì)的抗酸性再礦化作用。

3 CPP-ACP聯(lián)合氟保護劑對于釉質(zhì)的抗酸性影響

3.1 CPP-ACP及氟離子的抗酸性機制 牙釉質(zhì)的基本成分是羥基磷灰石(HAP),其表面的HAP處于一種脫礦和再礦化的動態(tài)平衡之中,當(dāng)口腔環(huán)境pH值下降時,氫離子增多,打破了動態(tài)平衡,HAP開始溶解即發(fā)生脫礦,若將牙釉質(zhì)表面的鈣、磷離子重新沉積并結(jié)晶即可達(dá)到再礦化的效果。

CPP這類生物活性肽在中性或堿性環(huán)境中能夠穩(wěn)定地釋放高濃度的鈣、磷離子,其與ACP結(jié)合形成的CPP-ACP復(fù)合物可以在口腔中局部形成鈣—磷池以此來維持唾液中鈣、磷離子的過飽和狀態(tài)。CPP-ACP可以釋放出鈣、磷離子和磷酸根離子,鈣、磷離子可以順濃度梯度進入牙釉質(zhì)表層下的脫礦區(qū)域使牙釉質(zhì)進行再礦化,同時磷酸根離子和氫離子可以合成磷酸氫鹽或磷酸二氫鹽中和口腔中的酸性物質(zhì),增強牙釉質(zhì)的抗酸性從而抑制牙釉質(zhì)的脫礦[8]。CPP-ACP還可以抑制產(chǎn)酸菌在牙釉質(zhì)表面獲得性膜上的附著,使產(chǎn)酸菌在口腔中的生存數(shù)量減少,從而使產(chǎn)酸總量降低[9]。

含氟化合物是臨床中使用最多的再礦化劑,在酸性環(huán)境中,氟離子可以影響產(chǎn)酸菌的代謝,其與氫離子結(jié)合形成氟化氫,再通過細(xì)菌細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運至胞漿中,可以抑制細(xì)菌向外傳送氫離子,使細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)氫離子堆積,pH值下降,降低了細(xì)菌中酶的活性,最終抑制了細(xì)菌的產(chǎn)酸能力,使細(xì)菌產(chǎn)酸總量減少[10]。氟離子可以與口腔中鈣離子結(jié)合形成顆粒狀的氟化鈣,會沉積在牙釉質(zhì)的表面,也可以中和酸,緩沖釉質(zhì)牙菌斑界面的氫離子濃度,成為一個酸攻擊時的暫時屏障[10]。當(dāng)口腔環(huán)境pH值持續(xù)下降時,氟離子可以與HAP中的羥基離子交換誘導(dǎo)FA的生成,重新沉積于脫礦的釉質(zhì)表面,或直接吸附于HAP晶體上形成FHA,增加釉質(zhì)表面的硬度,促進釉質(zhì)再礦化[6]。

3.2 氟離子對釉質(zhì)的抗酸性作用 目前,氟離子對釉質(zhì)的抗酸性再礦化作用在國內(nèi)外許多體內(nèi)外實驗中均已得到了證實。特別在預(yù)防和治療齲病方面,其療效也在越來越多的臨床試驗中被證明。

在體內(nèi)實驗中,徐美樂等[11]研究人員對200例3～4歲學(xué)齡前兒童進行了為期2年的研究,以乳牙為觀察牙,分為采用氟化泡沫的觀察組和不采用氟化泡沫的對照組,研究發(fā)現(xiàn)觀察組的患齲率、齲均、DMFT指數(shù)均低于對照組,并且其淺齲再礦化率顯著高于對照組,說明氟離子能夠有效預(yù)防齲病并且促進齲齒的再礦化和恢復(fù)。含氟離子的試劑對釉質(zhì)的抗酸作用不僅體現(xiàn)在乳牙上,對恒牙也有一定的抗酸性效果。段君蘭等[12]以第一恒磨牙為實驗對象,分為空白對照組和氟保護漆組,結(jié)果顯示各個時間氟保護漆組都比空白對照組的齲病發(fā)病率低,說明氟離子對釉質(zhì)有較好的抗酸性作用。

在體外實驗中,氟離子的抗酸性作用同樣得到了證實,并且實驗研究還發(fā)現(xiàn)氟離子的濃度與其對釉質(zhì)的抗酸性作用還存在一定的正線相關(guān)性。Naumova EA等[13]實驗人員對病灶牙使用不同濃度的氟化物進行再礦化,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)鈣離子和磷離子的含量會隨著氟離子濃度的增加而增加。但由于氟化物中氟離子濃度過高可能會導(dǎo)致耐氟株的產(chǎn)生從而造成氟中毒,所以加氟材料在使用后,人體的安全性問題以及加氟材料如何才能以長期穩(wěn)定的速率緩釋氟仍是需要探索和解決的問題[14]。

3.3 CPP-ACP對釉質(zhì)的抗酸性作用 CPP-ACP研發(fā)以來,其對釉質(zhì)的抗酸性再礦化作用同樣在國內(nèi)外眾多的體內(nèi)外實驗中得到了證實。CPP-ACP的抗酸性作用也被廣泛應(yīng)用于臨床治療牙釉質(zhì)脫礦中。在體內(nèi)實驗中,王艷紅等[15]對正畸治療后牙脫礦患者使用含氟漱口水和含CPP-ACP的護牙素的再礦化效果進行比較,發(fā)現(xiàn)使用含CPP-ACP護牙素的患者牙釉質(zhì)脫礦白斑區(qū)域面積減少效果最為明顯,釉質(zhì)再礦化程度最高。Esenlik E等[16]也將正畸治療后的牙脫礦患者分為使用CPP-ACP 糊劑的實驗組和不使用CPP-ACP糊劑的對照組,比較兩組的抗酸性再礦化效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)實驗組患者顯著減少了白堊色斑的發(fā)生,說明CPP-ACP對釉質(zhì)具有較好的抗酸性作用。

在體外實驗中,伍廷蕓等[17]以因正畸治療需要減數(shù)拔除的第一前磨牙為對象,比較含有納米級CPP-ACP的護牙素和nHAP的防護牙膏在口腔正畸術(shù)后對白堊斑病變的再礦化效果,發(fā)現(xiàn)納米級的nHAP和CPP-ACP材料均可顯著促進釉質(zhì)再礦化,但CPP-ACP材料促進釉質(zhì)再礦化的效果最為明顯。王里媛[4]在CPP-ACP聯(lián)合氟防治乳牙釉質(zhì)早期齲的體外研究中將收集的離體牙隨機分組,對其進行抗酸實驗,實驗結(jié)果顯示,CPP-ACP組較對照組牙釉質(zhì)的損失率更低、釉質(zhì)硬度更高,說明CPP-ACP對釉質(zhì)有較好的抗酸性作用。

3.4 CPP-ACP促進氟離子對釉質(zhì)的抗酸性作用 隨著含氟涂料作為再礦化材料的使用,人們逐漸發(fā)現(xiàn)氟離子的作用效果具有局限性。氟離子可加速鈣磷離子在牙釉質(zhì)表面的沉積,形成大量的沉積物,其在增強釉質(zhì)抗酸性抑制其脫礦的同時也會阻止氟離子的進一步滲透[18]。

而現(xiàn)如今已有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)氟化物與CPP-ACP聯(lián)用時其再礦化效果較單獨應(yīng)用時更好,可以突破氟離子作用效果的局限性。孫旸等[18]學(xué)者對于兩者聯(lián)合使用的實驗研究結(jié)果就曾表明CPP 可作為氟化物的載體,將氟運送至深層礦化區(qū)域,達(dá)到使牙深部再礦化的目的,可彌補氟滲透性差的缺點。另外,國外學(xué)者也進行了相關(guān)實驗,通過質(zhì)量損失函數(shù)評估出CPP-ACP聯(lián)合氟離子使用較僅使用氟離子試劑的再礦化潛力更佳,且具有抗菌效果[19]。

因此,有學(xué)者提出猜想,CPP-ACP 與氟聯(lián)用會發(fā)揮協(xié)同作用[4]。這種協(xié)同作用可能與 CPP-ACP在穩(wěn)定鈣、磷離子的同時還可以結(jié)合氟離子形成酪蛋白磷酸肽—無定形磷酸鈣氟(Casein phosphopeptides-amorphous calcium phosphate fluoride,CPP-ACFP)有關(guān)。CPP-ACFP中氟離子的活性會增強,能夠滲透進牙釉質(zhì)表面的大量沉積物中,使得氟離子不再堆積于釉質(zhì)表面,更好地滲透至齲損深層,促進再礦化時羥基磷灰石晶體的生長,并且牙釉質(zhì)表面還始終保持著鈣、磷離子飽和狀態(tài),因此CPP-ACFP對脫礦牙釉質(zhì)的再礦化效果更加明顯[6]。

3.5 CPP-ACP聯(lián)合氟保護劑的效果爭議 目前,關(guān)于CPP-ACP與氟保護劑聯(lián)合使用的抗酸效果是否強于單獨使用其中一種仍存在較大的爭議。許多研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)氟化物與CPP-ACP聯(lián)用時其再礦化效果較單獨應(yīng)用時更好,但同時也有不少實驗研究結(jié)果認(rèn)為氟化物與CPP-ACP聯(lián)用并無協(xié)同作用。

在體外實驗中,Tahmasbi S等[20]以因正畸治療需要拔除的前磨牙為對象,比較氟化鈉、酪蛋白磷酸肽—無定形磷酸鈣氟化物(MI Paste Plus)以及一種含有羥基磷灰石和氟化物的水基乳膏(Remin Pro)對牙釉質(zhì)抗酸性再礦化的效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)MI Paste Plus與Remin Pro對牙釉質(zhì)再礦化的效果無明顯差異,說明氟化物與CPP-ACP的聯(lián)用并無協(xié)同作用。同樣,Al-Batayneh OB等[21]通過比較單獨使用含氟牙膏、含CPP-ACP牙膏以及兩種牙膏聯(lián)合使用對兒童乳前牙早期齲病的再礦化效果,發(fā)現(xiàn)兩種牙膏的聯(lián)合使用與單獨使用任一牙膏對釉質(zhì)的再礦化效果并無顯著差異。

因此,CPP-ACP聯(lián)合氟保護劑的抗酸性再礦化效果仍待進一步研究。并且導(dǎo)致其效果具有爭議的實驗因素有多種,包括時間因素(作用時間、使用頻率和藥物單次使用時間)、藥物濃度和劑型、藥物使用順序、體外脫礦方法、齲病病變部位及程度、菌斑生物膜、檢測方法等[22]。

4 小結(jié)

近年來,齲病和牙酸蝕癥在兒童和青少年群體中的發(fā)病率越為顯著,人們逐漸重視釉質(zhì)脫礦的治療。國內(nèi)外眾多實驗研究發(fā)現(xiàn)并證明了氟離子和CPP-ACP具有較好的抗酸性再礦化作用,因此含氟化合物與CPP-ACP試劑在口腔臨床上被廣泛應(yīng)用于釉質(zhì)脫礦的預(yù)防和治療。目前,還有學(xué)者提出CPP-ACP與氟化物聯(lián)用具有協(xié)同作用,較單獨使用其中一種時抗酸性效果更好,但這種猜想仍存在較大的爭議,需要進一步的研究探索。