不同消毒剂消毒口腔印模效果检测及其对印模尺寸稳定性的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.02.002

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
口腔印模：是用于记录或重现口腔软硬组织外形以及关系的。口腔印模在制取过程中会直接接触到患者的唾液、牙菌斑、甚至血液, 表面可能吸附大量病原微生物, 如消毒不彻底就可能成为乙型肝炎、艾滋病等传染性疾病的感染源, 其污染程度与口腔器械相同。消毒剂应该是有效对抗微生物，对印模尺寸精确度等性能无影响。印模消毒效果评价以灭菌率为指标评价，灭菌率达到99.99%认为消毒合格。
藻酸盐印模材的稳定性：藻酸盐印模是一种弹性不可逆件水胶体印模材料，具有渗润(凝胶因吸收水分而产生的膨胀现象)和凝溢(凝胶因失水而产生的裂隙现象)的特性，而渗润和凝溢都会改变印模的尺寸大小，因此藻酸盐印模材料凝固后的稳定性较差，而消毒后印模的表面精度及体积稳定是临床治疗成败的关键，依照美国牙医协会(American Dental Association，ADA)标准规定，在2%变异范围内认为是临床上可接受的。

背景：在临床工作中，制取口腔印模时必然与患者的唾液、黏膜甚至血液直接接触，印模表面经常附有多种病原微生物，因此，对印模进行消毒灭菌处理不容忽视。
目的：检测戊二醛、二氧化氯、氧化电位水对印模的消毒效果，研究消毒对印模材尺寸稳定性的影响，为建立标准、合理的消毒方法提供依据。
方法：应用戊二醛、二氧化氯、氧化电位水分别对体外人工染菌的藻酸盐印模进行不同时间(5，10，15 min)的浸泡消毒，通过细菌培养、菌落计数检测消毒效果，比较各消毒剂浸泡不同时间的消毒效果，消毒液浸泡后翻制超硬石膏模型，通过高精度结构光扫描，重建三维数字化模型，进行全局偏差测量分析和指标测量，比较不同消毒方法对模型表面精度及尺寸稳定性的影响。
结果与结论：2%碱性戊二醛浸泡5 min对实验菌达到100%杀菌率，浸泡10 min对乙肝病毒有效杀灭；600 ppm二氧化氯浸泡15 min对实验菌达到99%以上杀灭，同时对乙肝病毒有效杀灭；氧化电位水浸泡15 min杀菌率不足99%，对乙肝病毒不能有效杀灭。3种消毒剂浸泡印模不同时间后灌注石膏模型，重建后的三维数字化模型，各组间尺寸变化无统计学差异。提示2%碱性戊二醛浸泡10 min和600 ppm二氧化氯浸泡15 min可以对藻酸盐印模特定染菌达到有效消毒，且消毒对印模尺寸稳定性没有明显影响。

ORCID: 0000-0003-3421-8895(武红梅)
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

关键词: 生物材料, 口腔生物材料, 消毒, 藻酸盐印模, 戊二醛, 二氧化氯, 氧化电位水, 细菌培养, 石膏模型, 尺寸稳定性

Abstract:

BACKGROUND: The surface of dental impression is inevitable to carry various bacteria caused by direct contact with the patient saliva, mucosa and blood during preparation; therefore, disinfection of the dental impression is necessary.
OBJECTIVE: To evaluate the disinfection efficiency of glutaraldehyde, chlorine dioxide and electrolyzed oxiding water on dental impressions and to investigate the dimensional stability of impressions after disinfection, thus providing basis for establishing a standard and reasonable disinfection method.
METHODS: Alginate impression materials were contaminated in vitro, and then immersed in glutaraldehyde, chlorine dioxide and electrolyzed-oxiding water for 5, 10 and 15 minutes, respectively. The colonies were counted after germiculture to compare the disinfection efficiency of three disinfectants. The impressions were poured in die stone after immersion, the dental models were structured-light scanned and three-dimensional digital dental models were reconstructed. All the data were globally registered, and linear dimensions were measured on the digital models to deduce the influence of disinfection on surface accuracy and dimensional stability of the impressions.
RESULTS AND CONCLUSION: The disinfecting rate reached 100% through immersion in 2% alkaline glutaraldehyde for 5 minutes, and the disinfection of killing the hepatitis B virus was effective after 10-minute immersion. The disinfecting rate of 600 ppm chlorine dioxide for 15 minutes killing experimental bacteria reached 99% and effective for killing the hepatitis B virus. While the disinfecting rate of killing experimental bacteria was less than 99% through immersion in electrolyzed oxiding water for 15 minutes, and was not effective for hepatitis B virus. The three-dimensional digital dental models did not differ significantly. These results suggest that immersion in 2% alkaline glutaraldehyde for 10 minutes or 600 ppm chlorine dioxide for 15 minutes can effectively disinfect alginate impressions and make no significant effect on the dimensional stability.

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

Key words: Dental Impression Materials, Glutaral, Disinfection, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 6

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引言

材料方法

1.1 设计对比试验。

1.2 时间及地点染菌后印模的消毒检测部分于2014年1月至2015年5月在天津市第五中心医院完成，印模消毒后灌注石膏模型，扫描重建三维数字化模型，进行尺寸稳定性分析于2015年6月至2015年12月分别在天津市第五中心医院和天津微深科技公司完成。

1.3 材料 ①翡翠齿科藻酸盐印模材购自登士柏牙科天津有限公司；②贺利氏超硬石膏购自贺利氏古莎齿科有限公司；③菌悬液：金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、枯草杆菌、乙肝病毒血清，由天津市第五中心医院临床检验科提供；④消毒剂戊二醛、二氧化氯、氧化电位酸化水，由天津市第五中心医院提供。

1.4 方法

1.4.1 灭菌效果检测调拌翡翠齿科藻酸盐印模材，制取标准上颌牙模的印模100个，0.5 mL金黄色葡萄球菌菌悬液(浓度约1×10¹¹CFU/L)滴染印模，置于37 ℃恒温箱内干燥10 min，制备成人为污染印模。随机抽取10个作为对照组，其余随机等分为戊二醛组，氧化电位酸化水组和二氧化氯组。对照组用无菌蒸馏水浸泡5 min，戊二醛组用2%戊二醛浸泡消毒，氧化电位酸化水组用氧化电位酸化水浸泡消毒，二氧化氯组用600 ppm二氧化氯浸泡消毒。对照组浸泡5 min，另3组分别浸泡5，10，15 min时以终止液终止消毒。吸管吸取洗脱液冲洗印模表面并收集洗脱液，再用消毒棉拭子采用相同力度擦取印模表面，采样端无菌操作下剪入盛有10 mL洗脱液的无菌试管中，用电动混合器混合20 s，将菌洗下形成菌悬液。将菌悬液接种10 μL于购自上海梅里埃生物制品有限公司的血琼脂培养基，37 ℃需氧培养24 h后进行菌落计数。灭菌率=(对照组回收菌量-实验组回收菌量)/对照组回收菌量×100%。重复使用白色念珠菌及枯草杆菌进行灭菌率检测。

乙肝病毒组，乙肝病毒抗原血清人工污染，上述同样方法分组，经浸泡消毒处理，采样洗脱，将菌悬液采用ELISA法检测吸光度值与cut off的比值，结果判定：大于1为阳性，小于1为阴性。

1.4.2 三维数字化模型重建分析以翡翠齿科藻酸盐印模材制取标准上颌牙模印模100个，随机抽取10个作为对照组，其余随机等分为戊二醛组，氧化电位酸化水组和二氧化氯组。对照组用流动无菌蒸馏水冲洗1 min，戊二醛组用戊二醛浸泡消毒，氧化电位酸化水组用氧化电位酸化水浸泡消毒，二氧化氯组用二氧化氯浸泡消毒，戊二醛组，氧化电位酸化水组和二氧化氯组各分为3个亚组分别浸泡5，10，15 min。按照水粉比22 mL∶100 g调拌超硬石膏，灌注石膏模型。结构光投影(天津微深科技公司生产)扫描石膏模型，利用Geomagic Qualify逆向工程软件(杰魔公司生产)在三维数据基础上重建三维数字化模型，最佳拟合法进行配准重叠，进行全局偏差分析。分别测量各个模型的上中切牙牙冠高度，宽度，牙弓前段长度、宽度，牙弓后段长度、宽度。形变率=(浸泡后的测量值-对照组测量值)/对照组测量值×100%。

1.5 主要观察指标 ①菌落计数；②灭菌率；③抗乙肝病毒效果；④模型指标的测量结果；⑤模型形变率。

1.6 统计学分析应用 SPSS17.0 统计软件对各组菌落数，模型指标的测量结果进行方差分析比较，用分组t 检验比较各组间统计学差异，不同消毒剂抗乙肝病毒效果表达比较用卡方检验，数据以均数表示，检验水准为双侧α= 0.05。

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

讨论

口腔印模是用于记录或重现口腔软硬组织外形以及关系的印模^[1]。临床中，制取印模是每一个正畸及修复患者的启始工作，印模很容易被患者的唾液、菌斑甚至血液污染，所有这些均有可能带有病原微生物，包括乙型肝炎病毒、单纯疱疹病毒、人类免疫缺陷病毒以及结核杆菌等，部分病菌在脱离人体宿主后仍能生存很长时间，这些污染的印模成为患者与医、技人员之间传播病菌造成交叉感染的媒介。临床通过询问既往病史几乎不可能确定所有的传染患者，因此惟一有效的做法就是普遍性隔离预防原则(即视所有患者为乙型肝炎病毒或人类免疫缺陷病毒等病原体的感染者，并采取最好的防止交叉感染的措施)，对印模进行消毒灭菌处理不容忽视。美国牙医协会(American Dental Association，ADA)疾病控制预防中心要求印模从口腔取出后应马上进行消毒^[2]。

灭菌和消毒在当今口腔临床中不可分割，然而关于口腔印模材料和牙科石膏产品，灭菌程序被排除了，因为临床上通用的灭菌方法可能会改变这些印模和石膏材料的性能，甚至达到其不再适用于牙科专业使用的程度。因此印模只能消毒，通过破坏特定的致病微生物，减少和避免交叉感染^[3]。但是到目前为止国内外还没有一套完善的被口腔界公认的口腔印模的消毒方案。印模消毒有流水冲洗、消毒剂浸泡或喷雾、微波或紫外线照射、等离子体消毒等方法^[4]。由于唾液黏蛋白的黏性干扰，简单的水冲洗并不能清除印模表面所有的血液、唾液，微波和紫外线消毒需要一定的设备，并受时间、强度、湿度及照射角度等多因素的影响。研究证明浸泡消毒优于喷雾，浸泡消毒相对耗时^[5-11]。喷雾消毒对印模的尺寸稳定性较好，但因口腔结构的复杂性，不能将消毒液有效地喷涂到印模的每一个部位，消毒剂可能积聚在印模的某一部分，而使其他部分消毒不完全，导致局部的集中效果^[12-19]。另外，消毒剂的挥发也会影响到人体健康。所以喷雾消毒抑菌效果较浸泡消毒差，较少使用。而浸泡消毒是一种更能被临床接受的印模消毒方法，因为它可以确保托盘和印模的每个面和很细微的结构各个部位均能与消毒液完全接触，通过改变消毒剂的种类、浓度及浸泡时间, 达到印模消毒合格的标准。所选消毒剂应该是有效对抗微生物，对尺寸精确度等性能无副作用，并严格控制浸泡时间^[20]。

为保护牙科医护团队避免交叉感染而进行的印模消毒过程中，确保印模的精度和表面细节是绝对必要、不容妥协的^[21]。藻酸盐印模材因价格便宜、容易操作，凝固后具有柔软弹性，在临床上广泛应用，是一种弹性不可逆件水胶体印模材料，具有渗润(凝胶因吸收水分而产生的膨胀现象)和凝溢(凝胶因失水而产生的裂隙现象)的特性，而渗润和凝溢都会改变印模的尺寸，藻酸盐印模材料凝固后的稳定性较差^[1]，因此藻酸盐印模材料要求取出印模后尽快灌注模型，不适台于长时间浸泡消毒，应在15 min内立即灌注模型^[22]。实验设定浸泡时间不超过15 min，以排除浸泡时间过长对印模精度的影响。实验中选取有代表性的耐药性细菌，芽孢菌、真菌及病毒染菌，评价3种不同消毒剂的消毒作用。体外人工染菌，选取金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、枯草杆菌及乙肝病毒人工染菌，选择这几种代表性的菌种进行研究可了解3种消毒剂对口腔条件致病微生物的杀菌效果，未选用厌氧菌是因为即使其黏留在印模表面，暴露在空气中也会自然死亡。美国官方分析化学学会将金黄色葡萄球菌作为消毒实验规定的标准菌种^[23]，金黄色葡萄球菌的细菌毒力较强，是引起创伤性感染的常见致病菌，而且是细菌繁殖体的革兰阳性菌的代表性菌种。白色念珠菌是口腔常见条件致病菌，特别是长期使用义齿的患者，口腔中常寄生大量白色念珠菌。枯草杆菌黑色变种芽孢抗性很强，设置对枯草杆菌芽孢的杀灭实验，评定消毒剂对印模的消毒水平的参考。本实验设定浸泡时间不超过 15 min。如达到有效的消毒，则可以考虑缩短浸泡时间，实验选用3种高效消毒剂2%碱性戊二醛、600 ppm二氧化氯和氧化电位酸化水，评估消毒效果。戊二醛的杀菌作用主要靠2个醛基的烷基化作用，直接或间接作用于生物蛋白分子的不同基团，改变蛋白结构，使其丧失生物学活性，导致细菌死亡。2%碱性戊二醛杀芽孢作用强。二氧化氯的氧化能力为氯的2.5倍，能氧化和氯化细菌的酶系统，破坏ATP酶活性，阻止能量代谢，氧化细菌脂质结构，产生的一些自由基可直接杀灭微生物。二氧化氯杀菌效果随时间延长，浓度增加而增强，在酸性(pH 3-5)条件下杀菌效果较好。酸性氧化电位水是高氧化还原电位、pH 2.0-3.0之间，产生次氯酸钠、羟基自由基和活性氧，高氧化还原电位、低pH条件下能使细胞膜电位瞬间发生改变，导致细胞膜肿胀破裂，细胞内DNA、蛋白和代谢酶被迅速分解、灭活，故而能快速杀灭微生物^[24]。按照欧洲的消毒实验规定，灭菌率达到 99.99%认为消毒合格。实验中2%碱性戊二醛浸泡10 min达到有效消毒，600 ppm二氧化氯浸泡15 min达到有效消毒，酸化水浸泡15 min对金黄色葡萄球菌的灭菌率不足99%，对乙肝病毒的灭菌检测为阳性。该结果与韩秀欣等^[25]采用2%的酸性戊二醛对藻酸盐印模浸泡消毒 10 min可对藻酸盐印模达到有效消毒的实验结果一致，对氧化电位酸化水的研究结果不同于王利民等^[26]的研究，他认为酸性氧化电位水流动浸泡藻酸盐印模5 min达到有效消毒，分析实验结果的差异主要是实验方法不同，作者所用酸化水由内镜中心灌装至实验室静置使用，而流动浸泡消毒效果更强。氧化电位酸化水的消毒作用是以高氧化还原电位为主，以pH值及所含的次氯酸、活性氧、活性氯为辅的综合作用。但是酸化水稳定性差，遇光、空气及与有机物接触，氧化还原电位值会下降而还原成普通水^[27]。

因藻酸盐印模材料凝固后尺寸稳定性较差，印模置于空气中30 min就会导致印模准确性下降而需要重新取模，因此对藻酸盐印模尺寸稳定性的研究需借助于由其翻制的石膏模型。牙颌模型的三维测量方法包括接触式和非接触式。接触式方法主要有手工卡尺测量方法，三维测量仪技术，其测量时间长、精确度低。非接触式方法主要包括激光扫描技术和光栅投影技术。激光扫描技术原理简单、测量速度快、精度高，但是对被测物体表面的粗糙度、漫反射率和倾角过于敏感，存在阴影效应导致的扫描盲区，由于受到牙体及牙弓解剖结构复杂性及石膏材料的限制，要求采集数字化模型精确度高，光栅投影技术是将一正弦光栅或矩形光栅投影到被测物体表面，光栅条纹随物体表面的高度变化而发生弯曲，弯曲程度代表物体表面的三维信息。通过对变形光栅进行分析，即可获得物体表面的三维数据。该系统扫描速度虽没有激光扫描速度快但精度高，保证了盲区数据的获得^[28]。实验设计在浸泡消毒后灌注超硬石膏，通过结构光扫描重建三维数字化模型，各实验组与对照组配准重叠比较时，采用基于迭代最近点算法的全局配准方法，精度优于基于特征点的配准方法^[29]。全局配准重叠图能够直观地从多角度、多方位观察和测量牙牙合模型。3种消毒剂浸泡不同时间后翻制的石膏模型与对照组比较总体上无差别，大多为距离接近零的绿色区域，且分布较均匀，前牙舌面和部分后牙颌面见少量蓝色部分，邻牙间龈乳头及龈缘处见极少量黄色。重叠比较图中变化相对较大的蓝色和黄色区域约为0.35 mm的差异，而印模的细节再现性通常用印模材料能复制出宽度为0.25- 0.75 mm的V形线槽来表示^[1]，间接说明15 min内的浸泡消毒未影响印模的表面细节再现性。分析蓝、黄色部分差异产生的原因主要考虑牙体及牙周解剖结构的特异性，阴模在前牙舌面及后牙牙合面低凹部分出现了相对较大的吸水膨胀，而在颊侧牙龈缘处高凸部分有相对较小的失水收缩，导致翻制的石膏模型在该区域的缩小、膨大。重建后的三维数字化模型，可随意提取模型表面任意点的三维坐标，求出任意线距、角度、面积、线线之间、面面之间的相关几何参数，精确度达到0.02 mm，避免了测量时的主观误差，实现对模型更精确的测量分析。实验中精确测量上中切牙牙冠高度，宽度，牙弓前段长度、宽度，牙弓后段长度、宽度，从长、宽、高三维方向上量化比较各组间形变率，统计学分析各组间无显著性差异，最大形变率1.73%，依照ADA标准规定，在2%变异范围内可认为是临床上可接受的^[4]。因此，实验中15 min内浸泡消毒对藻酸盐印模的尺寸改变是临床上可接受的，浸泡消毒对印模空间尺寸稳定性没有明显的影响，与以往部分学者的研究结果一致^[30]。

由于戊二醛和二氧化氯对金属有一定的腐蚀性，临床上建议使用不锈钢托盘，戊二醛配制中加入亚硝酸钠，对金属有一定的抗腐蚀性。碱性戊二醛消毒效果较酸性强，而二氧化氯用酸制剂活化后杀菌效果好，因此需定期检测浓度、pH值，戊二醛对皮肤、黏膜有刺激性，配制和使用时注意防护，浸泡消毒时容器加盖。二氧化氯水溶液无色无味，具有对人体没有危害以及对环境不会造成二次污染。相同条件下达到有效消毒浸泡时间二氧化氯较戊二醛略长。

综上，2%碱性戊二醛浸泡10 min和600 ppm二氧化氯浸泡15 min可以对藻酸盐印模特定染菌达到有效消毒，且对印模尺寸稳定性没有明显影响。

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延伸阅读

1实验流程:

研究内容分为2部分：第一部分应用3种不同的消毒剂(2%戊二醛，二氧化氯，氧化电位水)分别对体外人工染菌的藻酸盐印模进行不同时间的浸泡消毒。通过细菌培养、菌落计数检测消毒效果，比较各组间是否存在差异；第二部分对藻酸盐印模进行相应时间的浸泡消毒后灌注超硬石膏模型，通过高精度结构光扫描，重建三维数字化模型，进行全局偏差测量分析，从而评价不同消毒方法对模型表面精度及尺寸稳定性的影响。

实验结局：2%碱性戊二醛浸泡5min对实验菌达到100%杀菌率，浸泡10min对乙肝病毒有效杀灭；600ppm二氧化氯浸泡15min对实验菌达到99%以上杀灭，同时对乙肝病毒有效杀灭；氧化电位水浸泡15min杀菌率不足99%，对乙肝病毒不能有效杀灭。三种消毒剂浸泡印模不同时间后灌注石膏模型，重建后的三维数字化模型，各组间尺寸变化无统计学差异。提示2%碱性戊二醛浸泡10min和600ppm二氧化氯浸泡15min可以对藻酸盐印模特定染菌达到有效消毒，且消毒对印模尺寸稳定性没有明显影响。

2文章要点：

①口腔印模需要有效消毒且消毒不能对印模的三维尺寸产生影响；②2%碱性戊二醛浸泡10min和600ppm二氧化氯浸泡15min可以对藻酸盐印模特定染菌达到有效消毒，且消毒对印模尺寸稳定性没有明显影响。

3研究的创新之处与不足：

创新：①实验设计浸泡时间不多于15min，避免长时间浸泡引起的印模尺寸及表面精度的改变，具有实际的临床意义；②利用结构光扫描重建三维数字化模型，精确评估表面精度及尺寸稳定性，精确度达到0.02mm，为研究口腔印模消毒对材料稳定性的影响提供科学依据。

不足：①消毒剂不同浓度间的消毒效果检测未做比较。②戊二醛和二氧化氯对藻酸盐印模特定染菌达到有效消毒，且消毒对印模尺寸稳定性没有明显影响。但是戊二醛和二氧化氯对金属有一定的腐蚀性，消毒溶液的配制和使用要加以防护。

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