酪蛋白磷酸多肽/无定形磷酸钙复合物与氟化钠预防正畸托槽周围的牙釉质脱矿

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.03.013

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

托槽：是固定矫治技术的重要部件，用粘接剂直接粘接于牙冠表面，弓丝通过托槽而对牙施以各种类型的矫治力。托槽由不锈钢、生物陶瓷或复合树脂制成，其主要作用在于固定弓丝，从而使弓丝更好的发挥作用，传递矫治力，以此控制牙齿的三维移动，达到正畸矫治的目的。

脱钙：指人牙齿牙釉质表面的钙磷脱落，因而使牙齿色泽改变，呈白色或微黄的斑点，影响美观。更严重的，牙釉质脱落，牙齿上有明显的浅凹陷或细沟。再矿化是指唾液中的钙磷等沉积到牙面上，在正常人牙的脱矿与再矿化是一个平衡的过程。严重的脱矿，可以通过内科或修复的手段治疗。

背景：临床上，酪蛋白磷酸多肽/无定形磷酸钙复合物与氟化钠均能有效防止釉质脱矿发生和龋坏出现。

目的：观察酪蛋白磷酸多肽/无定形磷酸钙复合物与氟化钠在固定正畸矫治过程中对牙釉质脱矿的预防作用，寻求效果好的再矿化试剂。

方法：将40颗已粘接好托槽的人离体牙随机分为4组，对照组表面不涂布任何物质，护牙素组表面涂布酪蛋白磷酸多肽/无定形磷酸钙复合物，多乐氟组表面涂布氟化钠，联合组表面同时涂布酪蛋白磷酸多肽/无定形磷酸钙复合物与氟化钠。将4组牙齿进行连续14 d的脱矿-再矿化实验，实验结束后扫描电镜观察牙釉质表面孔隙情况，同时测量各组实验前后的显微硬度变化值。

结果与结论：对照组出现明显牙釉质脱矿现象，其他3组牙釉质脱矿现象不明显。护牙素组、多乐氟组、联合组的显微硬度变化值均低于对照组(P < 0.05)，护牙素组、多乐氟组、联合组间显微硬度变化值比较差异无显著性意义。说明氟化钠、酪蛋白磷酸多肽/无定形磷酸钙复合物及两者同时使用在体外实验中均可防止牙釉质脱矿，促进再矿化，但两者联用并未明显提高预防牙釉质脱矿作用。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

ORCID: 0000-0002-5594-0863(刘海霞)

关键词: 生物材料, 口腔生物材料, 多乐氟, 护牙素, 牙釉质, 脱矿, 再矿化

Abstract:

BACKGROUND: In clinical practice, both casein phosphopeptides/amorphous calcium phosphate compound and fluoride can effectively prevent the occurrence of enamel demineralization and caries.
OBJECTIVE: To investigate the preventive effects of casein phosphopeptides/amorphous calcium phosphate compound and fluoride on enamel demineralization in the orthodontic treatment, so as to seek a remineralization agent with good effect.
METHODS: Totally 40 human in vitro teeth which had been well bonded to brackets were randomly divided into four groups: control group (the surface was not coated with any substance), GC tooth mousse group (the surface was coated with casein phosphopeptides/amorphous calcium phosphate compound), duraphat group (the surface was coated with fluoride) and combined group (the surface was coated with casein phosphopeptides /amorphous calcium phosphate compound and fluoride). The enamel surface porosity was observed by scanning electron microscopy after the successive 14-day demineralization-remineralization experiments in these four groups. The change value of microhardness was measured before and after the experiment in each group.
RESULTS AND CONCLUSION: There was obvious enamel demineralization in the control group, but not in the other three groups. The change value of microhardness in GC tooth mousse, duraphat and combined groups was lower than that in the control group (P < 0.05), and there was no significant difference between GC tooth mousse, duraphat and combined groups. These results demonstrate that fluoride, casein phosphopeptides/amorphous calcium phosphate compound and their combination can prevent enamel demineralization, promote remineralization; however, their combination does not improve the effect of preventing enamel demineralization.

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骆慧，贾德蛟，刘海霞，范雅儒，赵浩然. 酪蛋白磷酸多肽/无定形磷酸钙复合物与氟化钠预防正畸托槽周围的牙釉质脱矿[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(3): 377-381.

Luo Hui, Jia De-jiao, Liu Hai-xia, Fan Ya-ru, Zhao Hao-ran . Casein phosphopeptides/amorphous calcium phosphate compound and fluoride prevent enamel demineralization around orthodontic brackets[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(3): 377-381.

图/表（结果） 2

参考文献

[1] 招顺秀,李业荣,许碧晖.多乐氟预防固定正畸矫治中牙釉质脱矿的临床研究[J].广东牙病防治,2013,21(8):441-443.

[2] Nalbantgil D,Oztoprak MO,Cakan DG,et al.Prevention of demineralization around orthodontic brackets using tow different fluoride varnishes.Eur J Dent.2013;7(1):41-47.

[3] Pol TR,Naik CR,Gupta R,et al.Incorporation of casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate into glass-ionomer cement for orthodontic band cementation-an in vitro study.Int J Stomatol Res.2013;2:5-10.

[4] Tüfekçi E,Pennella DR,Mitchell JC,et al.Efficacy of a fluoride-releasing orthodontic primer in reducing demineralization around brackets: an in-vivo study. Am J Orthod Dentofacial Orthop.2014;146(2):207-214.

[5] Yap J,Walsh LJ,Naser-Ud Din S,et al.Evaluation of a novel approach in the prevention of white spot lesions around orthodontic brackets.Aust Dent J.2014;59(1):70-80.

[6] Ballard RW,Hagan JL,Phaup AN,et al.Evaluation of 3 commercially available materials for resolution of white spot lesions.Am J Orthod Dentofacial Orthop.2013;143(4 Suppl): S78-84.

[7] Zanarini M,Pazzi E,Bonetti S,et al.In vitro evaluation of the effects of a fluoride-releasing composite on enamel demineralization around brackets.Prog Orthod. 2012; 13(1):10-16.

[8] Lodaya SD,Keluskar KM,Naik V.Evaluation of demineralization adjacent to orthodontic bracket and bond strength using fluoride-releasing and conventional bonding agents.Indian J Dent Res.2011;22(1):44-49.

[9] Chow CK,Wu CD,Evans CA.In vitro properties of orthodontic adhesives with fluoride or amorphous calcium phosphate.Int Dent.2011;2011:583521.

[10] 刘兴容,徐皑,李艳萍.酷蛋白磷酸肽钙磷复合体对变形链球菌生长、产酸的影响[J].现代预防医学,2006,33(10):1815-1817.

[11] 方萍,陈燕,周嫣,等.护牙素对正畸牙面脱矿修复的临床效果观察[J].广西医学,2012,34(8):978-980.

[12] Hu W,Feath erstone JD.Prevention of enamel demineralization:an in-vitro study using light-cured ?lled sealant. Am J Othod Dentofacial Orthop.2005;128:592-600.

[13] 胜华,高珊,王海燕.氟保护漆对正畸牙釉质脱矿影响的研究[J].口腔医学,2013,33(3):155-157．

[14] 张晓慧,刘梅天,冯致远,等.氟化物在正畸釉质粘接剂中的应用[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15(21):3925-3927.

[15] 景先明,冯云霞,李罡.酪蛋白磷酸肽抑制人牙釉质脱矿作用的体外实验研究[J].中国实用口腔科杂志,2009,2(8):472-473．

[16] 韩红娟,吴浩,任小华.多乐氟治疗牙齿正畸白斑的效果观察[J].西部医学,2013,25(11):1632-1633.

[17] Uysal T,Amasyali M,Koyuturk AE,et al.Effects of different topical agents on enamel demineralization around orthodontic brackets: an in vivo and in vitro study. Aust Dent J. 2010;55(3): 268-274.

[18] 钟春梅,刘进,葛元输,等.接受固定正畸治疗的患者口腔卫生状况追踪观察[J].临床口腔医学杂志,2010,26(5):290-292.

[19] 朱吉坤,张桂荣,郭艳明,等.儿童正畸矫治中多乐氟预防牙齿脱矿的功效探讨[J].国际儿科学杂志,2014,41(2):202-204.

[20] 米君国,吴丽萍.正畸治疗中氟化物抑制牙釉质脱矿的体外研究[J].同济大学学报, 2012,33(3):37-41.

[21] 陈晨,钟圣纯.氟保护漆预防龋齿的进展[J].中国现代医药杂志, 2009,12(11):129-131.

[22] Eevarathan J,Deepti A,Muthu MS,et al.Effect of fluoride varnish on Streptococcus mutans counts in plaque of caries-free children using Dentocult SM strip mutans test: a randomized controlled triple blind study. J Indian Soc Pedod Prev Dent.2007; 25(4): 157-163.

[23] 阳宏林,李炯,杨梓.氟保护漆预防正畸治疗中釉质脱矿的临床研究[J].安徽医科大学学报, 2011,46(6):588-589.

[24] Oshiro M,Yamaguchi K,Takamizawa T,et al.Effect of CPP-ACP paste on tooth mineralization: an FE-SEM study. Oral Sci.2007;49(2):115-120.

[25] Rahiotis C,Vougiouklakis G.Effect of a CPP-ACP agent on the demineralization and remineralization of dentine in vitro. J Dent.2007;35(8):695-698.

[26] 李淑慧,吴佩玲.酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙在口腔治疗中的研究应用[J].牙体牙髓牙周病学杂志,2011,21(10):601-603.

[27] Srinivasan N,Kavitha M,Loganathan SC.Comparison of the remineralization potential of CPP-ACP and CPP-ACP with 900ppm fluoride on eroded human enamel：an in situ study. Arch Oral Biol.2010;55(7):541-544.

[28] Erdem AP,Sepet E,Avshalom T,et al.Effect of CPP-ACP and APF on Streptococcus mutans biofilm: a laboratory study.Am J Dent.2011;24(2):119-123.

[29] Rose RK. Effects of an anticariogenic casein phosphopeptide on calcium diffusion in streptococcal model dental plaques. Arch Oral Biol.2000;45(7):569-575.

[30] 鲍玮玮.护牙素和氟化物预防正畸牙面脱矿的体外研究[D].河北:河北医科大学学位论文, 2012:8-11.

[31] Takenloto S,Hatori M,Yoshinori M,et al.Corrosion behavior and surface characterization of titanium in solution containing fluoride and albumin. Biomaterials. 2005;26(8):829-837.

引言

在临床口腔正畸中，固定矫治器作为一种高效能矫治器被广泛应用，但在矫治过程中出现的牙釉质脱矿问题不容忽视^[1]。对于一些青少年而言，很难保持良好的口腔卫生，由于较差的口腔环境导致托槽周围牙釉质脱矿的情况频繁发生，牙釉质脱矿会引起牙齿表面出现白垩色斑块，即白斑，这不仅导致牙齿表面的不美观，任其继续发展会导致龋病的发生，也会对正畸成功与否造成威胁^[2]。多年来，已有许多方法用来预防正畸过程中出现的牙釉质脱矿现象^[3-7]，这些方法都需要患者的良好配合。预防正畸过程中托槽周围牙齿脱矿的方法包括：对患者的宣教，提高口腔健康，定期随访，这就要求患者具有良好的依从性，此种形式相对单一，完全依赖患者的自身配合度，对于依从性不好的患者，适当的医疗干预是必要的。作为固定矫治的不良反应，牙釉质脱矿及白斑形成应当引起医生和患者的高度重视，在治疗过程中积极采取预防措施，减少脱矿的发生。

有研究发现，氟化物能有效减少固定正畸矫治中釉质白斑的发生^[8-9]。氟化物防龋是目前世界上应用最广泛最有效的防龋手段。多乐氟的主要成分是氟化钠，将其涂在牙齿表面可释放氟离子，增加牙齿抵抗酸的能力，抑制釉质脱矿。多乐氟已在全球广泛使用，在欧洲已有60年历史，在美国已经获得FDA批准并被ADA采用。目前多乐氟多作为儿童防龋材料，但用于正畸预防釉质脱矿或龋坏方面鲜有研究报道^[1]。

护牙素作为另一种防龋药物，在欧美、日本等国家已被广泛应用，其主要成分为酪蛋白磷酸多肽和无定形磷酸钙。酪蛋白磷酸多肽和无定形磷酸钙可进入菌斑内部，提高菌斑内钙磷含量，抑制牙齿脱矿，促进再矿化。酪蛋白磷酸多肽是动物奶酪中的一种多肽，为色氨酸片段，极易与钙磷结合形成酪蛋白磷酸多肽复合体，起到磷酸钙存储作用，从而抑制釉质脱矿，促进再矿化；无定形磷酸钙是从牛奶中提取的钙离子和磷酸盐离子，能被牙面吸收^[10-11]。

如何防止牙釉质脱矿的发生是正畸医生比较关注的问题，目前临床上常用的防龋试剂为多乐氟与护牙素，本实验在体外模拟口腔内环境的基础上观察多乐氟与护牙素对离体牙托槽周围牙釉质脱矿与再矿化的影响。

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材料方法

1.1 设计完全随机分组，对比观察实验。

1.2 时间及地点实验于2015年4至7月在新疆医科大学第一附属医院临床实验中心完成。

1.3 材料 Tooth Mousse护牙素(商品名)，主要成分为酪蛋白磷酸多肽和无定形磷酸钙(GC公司，日本)；多乐氟(商品名)，主要成分为5%氟化钠(Colgate公司，美国)；托槽(PIM标准型网底直丝弓托槽，杭州新亚齿科材料有限公司)；扫描电镜(JEOL JSM-6390LV)；显微硬度仪(上海第二光学仪器厂MH-5)。

脱矿液：2.0 mmol/L Ca²⁺、2.0 mmol/L磷酸盐、75 mmol/L醋酸盐，pH调至4.3。

再矿化液：1.5 mmol/L Ca²⁺、0.9 mmol/L磷酸盐、 150 mmol/L氯化钾、20 mmol/L二甲砷酸盐缓冲液，pH调至7.0。

样本选择：选择汉族12-18岁青少年因正畸治疗拔除的废弃前磨牙，且未经过任何治疗，用0.1%新洁尔灭浸泡过夜，刮去牙面残余牙石、牙槽骨及软组织。清洁后置于生理盐水中，放于4 ℃冰箱内保存。体视镜(XTS30型)下(×10)挑选釉质表面光滑，颜色正常，无裂纹、脱矿及白垩斑，无拔牙钳划痕等可见缺损的离体牙40颗，颊面用橡皮杯蘸不含氟的抛光膏抛光，清水冲洗后备用。

将所有样本随机分为4组，每组10颗，第1组为对照组，第2组为护牙素组，第3组为多乐氟组，第4组为联合组，同时使用护牙素与多乐氟组。随机方法如下：将样本进行编号，从随机数字表中选取第一、二列，纵向连续取40个两位数字。按照随机数从小到大的顺序编序号。规定序号1-10为第1组，11-20为第2组，21-30为第3组，31-40为第4组。

1.4 实验方法清洁所有离体牙表面，干燥后酸蚀30 s，清洁酸蚀剂后吹干牙齿表面，将托槽粘接于牙齿表面，同时清理托槽周围多余粘接剂，在距离托槽边缘2 mm处涂布抗酸指甲油，以保证大部分牙冠被抗酸指甲油覆盖，只有暴露部分可受到酸性溶液的刺激。实验前先测量各组牙齿显微硬度值。

按照之前的分组，第1组不涂任何材料，第2组在托槽周围牙齿表面涂布护牙素，并停留30 min，每天涂布1次；第3组涂布多乐氟，停留5 min；第4组，先涂布护牙素，停留30 min，再涂布多乐氟并停留5 min。第3组和第4组只需要在放入循环液前涂布1次即可。脱矿与再矿化矿化步骤采用Hu和Featherstone^[12]的研究方法，每天将样本浸泡在脱矿液中6 h，温度为37 ℃，然后从脱矿液中取出，用蒸馏水冲洗后放入再矿化液中17 h，温度为37 ℃，每日重复操作，连续14 d。

1.5 主要观察指标实验结束后采用扫描电镜观察牙齿表面孔隙情况，并采用显微硬度仪再次测量各组显微硬度值。

1.6 统计学分析采用SPSS 17.0软件数据处理包，单因素方差分析各组之间的显微硬度值差异，LSD法进行显微硬度变化值两两比较。检验水准双侧α=0.05。

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讨论

正畸患者群中很大一部分为青少年，且一部分患者口腔卫生习惯不好，所以这些患者就成为发生牙釉质脱矿的高危人群。由于托槽和其他固定装置为细菌的聚集提供了良好环境，并且限制了口腔的自洁作用，例如肌肉的运动和唾液流动，因而成为了是这些不良损害的重要原因。正常情况下牙釉质的脱矿与再矿化维持着动态平衡，不会导致牙釉质脱矿的发生。牙釉质脱矿是在菌斑等微生物的作用下，局部微环境pH下降，羟基磷灰石晶体溶解破坏，钙、磷等离子从牙釉质脱出的过程。再矿化是钙、磷等矿物离子沉积于脱矿的牙釉质中或釉质表面，重新形成羟基磷灰石晶体的过程。托槽粘接于牙面后，牙面不易清洁干净，菌斑易滞留在托槽周围，并且托槽的粘接改变了龈上菌斑的生存环境，致使产酸菌增多，如菌斑未进行及时清除，可导致龋菌不断产酸，打破原有的动态平衡，使得脱矿过程占优势，最终将导致牙釉质脱矿的发生。早期出现的牙釉质脱矿可通过再矿化过程恢复，但临床上所见的白垩色斑块已是重度牙釉质脱矿，进一步发展即可成为龋齿^[13-14]。这是为不可逆的改变，很难通过自身唾液的再矿化来恢复，因此在正畸治疗中采取一些预防措很有必要。再矿化作为一种无损伤性的方法，是临床治疗早期龋损的重要手段。

正畸患者在粘接托槽之后很难将牙面清洁干净，尤其是托槽周围，致使细菌、食物残渣容易堆积在托槽周围，使得菌斑、变形链球菌、乳酸杆菌的数目增加，使口腔内环境改变，pH值下降，如得不到及时处理会出现釉质脱矿^[15-16]。

粘接固定矫治器后，患者出现龋齿的风险会增高，一般在1个月之内就会出现牙釉质脱矿，使用氟可减少托槽周围牙釉质的脱矿，含氟漱口水的使用甚至可以抑制脱矿发生^[17-18]。相对于在已形成的牙釉质白斑处补充矿物质，定期在牙面上局部涂氟更加有效。氟化物是目前应用较广泛有效的防龋物质。研究证实，氟能明显抑制变形链球菌的生长，减少菌斑的附着，预防龋病的发生，促进早期釉质龋的再矿化。

多乐氟是一种氟保护漆，其主要成分为氟化钠、体积分数96%乙醇、白蜡(E901)、树脂、乳香、糖精(E954)等。1 mL的乳胶漆中含有50 mL氟化钠，相当于22.6 mg氟^[19]。其可以黏附薄膜的形式覆盖在牙齿表面持续24 h以上，一方面作为物理屏障，阻挡细菌酸性代谢产物对牙釉质的侵蚀，同时缓慢持续释放氟离子，使牙釉质表层的氟含量增高，并形成大量氟化钙样物质，沉积在釉质表面，作为氟化物存储池，在口腔pH值下降时分离出游离氟，进入菌斑和牙釉质中，抑制菌斑内酸的形成和细菌活性，从而抑制釉质脱矿并促进其再矿化^[20-21]。氟可置换羟基磷灰石晶胞的部分羟基，转化为氟磷灰石晶胞，从而填补羟基磷灰石晶胞中离子的空缺位置，增强磷灰石的结晶性、稳定性和硬度。研究发现，氟化物作用的发挥主要取决于牙釉质与氟化物的接触时间^[22]。与其他氟化物制剂相比较，多乐氟具有高效低氟的特点，临床效果和氟凝胶等类似，甚至更为有效^[23]。在进行固定矫治的同时预防性地使用多乐氟，能够有效防止釉质脱矿发生和龋坏出现。

另一种临床使用较多的预防牙齿脱矿试剂为护牙素。澳大利亚墨尔本大学齿科学院的研究人员，从牛奶中提取到酪蛋白磷酸多肽和无定形磷酸钙，这种物质也能有效预防牙釉质脱矿，并且对已发生的牙釉质脱矿现象有促进再矿化作用^[24-25]。把酪蛋白磷酸多肽和无定形磷酸钙进一步提炼，加入热带水果的香味，制成膏状，就成为护牙素。这是当前研究比较热门的非氟促再矿化制剂。酪蛋白磷酸肽是运送钙、磷、氟到达牙齿的良好载体，其与无定形磷酸钙结合形成酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙，可将具有生物活性的钙离子和磷酸盐离子运送到牙齿表面，起到磷酸钙储存库的作用^[26]。牙釉质表面的高浓度钙磷离子为牙齿储备了充足的钙离子和磷酸根离子，从而抑制釉质脱矿^[27]。另一方面，酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙对变形链球菌、发酵乳酸杆菌等主要致龋菌也具有一定的抑制作用^[28]。Rose^[29]研究发现，酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙可将氟作用到脱矿釉质病损的深部区域，增强氟离子再矿化深度，促进脱矿牙齿再矿化。

通过此次实验可知，多乐氟与护牙素对防止牙釉质脱矿、促进其再矿化均有明显作用，但两者同时使用并没有明显增加预防牙釉质脱矿的作用。但有研究表明在联合应用护牙素与氟保护漆时，若每天涂布1次护牙素与氟保护漆，则其再矿化效果优于单独使用其中一种^[30]，而在本实验中只是在放入循环液前涂布一次护牙素与多乐氟，其再矿化效果与单独使用其中一种无明显差异。另有研究表明，氟化钠可与正畸镍钛弓丝表面的保护膜反应，破坏弓丝的氧化膜，从而影响弓丝弹性性能的发挥，氟的存在可加剧弓丝的腐蚀^[31]，然而在固定正畸直丝弓矫治过程中镍钛弓丝必不可少。

综上所述，在正畸过程中预防牙釉质脱矿可使用护牙素，从而避免氟化物对弓丝的影响。因为多乐氟对患者依从性要求小，对于预防儿童龋齿可使用多乐氟，两者均可在临床上推广应用。

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