纳米银最近被纳入牙科树脂中使用,极大地减少了生物膜的生长,而不影响粘结强度和材料的颜色。此外,一项新研究报道了含有Ag+的溶胶-凝胶生物活性玻璃,显示出对大肠杆菌和变异链球菌的抗菌活性。
1.2.3多离子释放玻璃填料
基于玻璃离子水门汀中玻璃填料和聚丙烯酸发生酸碱反应释放氟化物的理论,预反应玻璃离聚物(PRG)填料被设计合成。分为完全反应型(F-PRG)和表面反应型(S-PRG)。S-PRG被认为更适合作为填料加入树脂复合材料,因其具有释放和补充氟离子的能力。由于高浓度下释放多种离子,如Sr2+、Na+、BO3-3、Al3+和SiO2-3,预期S-PRG有促进再矿化和抗菌的治疗效果。再矿化是由于释放的氟化物和二氧化硅,含S-PRG填料的树脂洗脱液在矿化剂在中显著增加了磷灰石的形成。
氟化物可以改善牙釉质和牙本质的耐酸性,通过促进羟基磷灰石向氟磷灰石的转化来实现。同样释放的Sr也可以通过将羟基磷灰石转化为锶磷灰石来增强牙齿的耐酸性。除此之外,关于抗菌性的研究发现,来自S-PRG填料的洗脱液可以抑制变形链球菌的粘附,并且含有SPRG填料的树脂复合材料(BeautifilⅡ)在唾液中也能抑制细菌的粘附。体内研究表明,口内暴露8h后,BeautifilⅡ表面积聚的牙菌斑数量明显减少。虽然S-PRG填料的抗菌机制尚不清楚,但认为多种离子的释放与这种现象有关。
尽管上述填料具有抗菌作用,但随着时间的推移,抗菌剂的释放会导致削弱机械性能并使材料表面粗糙,也可能会对身体环境产生有害影响。最近一些研究集中于纳米多孔氧化铝。由于氧化铝微粒中存在相互连接的孔结构,使得填料与基质间形成机械互锁而不再需要化学键结合,通过填充不同抗菌剂,将来很有希望具备生物活性。
2.抗菌和再矿化组合树脂
预防和治疗龋病的两个主要策略是抑制口腔生物膜和促进再矿化。这可以通过将抗菌剂与磷酸钙颗粒结合来实现。
无定形磷酸钙复合物释放钙离子和磷酸根离子以再矿化。然而,含有传统磷酸钙颗粒的复合材料机械性能较弱,不能单独用作填料。NACP(无定形磷酸钙纳米粒子)作为一种新型填料可以实现高水平的钙和磷酸根离子释放,其机械性能不亚于商业复合树脂材料。利用牙菌斑生物膜模型测试掺入NACP的含有5%DMADDM的粘合剂中时,不仅有钙离子和磷酸根离子用于再矿化,而且还具有明显抗菌性可以抑制生物膜酸的产生。联合抗菌从双剂组合配方扩大到3~4种药物组合,以进一步提高树脂的防龋能力。
Melo等将3种药物并入复合材料中,包括2种抗菌剂(NAg、DMAHDM)和再矿化剂(NACP),以获得比双剂组合更好的防龋效果。在另一项研究中,将4种药剂(MPC、DMAHDM、NAg、NACP)掺入树脂改性的玻璃离子聚合物中。虽然需要进一步研究,但将多种生物活性剂并入树脂中的方法可能对牙科材料具有广泛的适用性以抑制生物膜。
3.生物活性树脂
虽然抑制生物膜形成是对抗龋齿的主流方法,但另一种方向旨在将生物膜物种调节为有益的组合,而不是杀死所有细菌。一些研究调查了生物活性物质如何影响生物膜物种的组成。含有3种微生物的生物膜模型显示氟化物/精氨酸可以防止牙周病原体牙龈卟啉单胞菌的过度生长,还可以逆转变形链球菌和血链球菌的比例,这更利于口腔生态健康。对于这种行为的机制,有猜想是由于药物影响了微生物酸性和氧化性的代谢产物而产生的作用。另一项实验研究了含有DMADDM的粘合剂对多物种生物膜模型的抗性效应,生物膜由变异链球菌,戈登链球菌和血链球菌组成。
变形链球菌的比例在含DMADDM的组中降低,在对照组中增加,并且通过调节DMADDM浓度可以发现生物膜各菌群发展趋势利于口腔健康。口腔菌群的资源有限,竞争机制可能是变形链球菌可以产生抗链球菌素来抑制血链球菌和戈登链球菌,而血链球菌和戈登链球菌可以产生过氧化氢与变形链球菌竞争。尽管这3种物种之间的具体相互作用尚不清楚,关于调节生物膜物种的机制大致如下:①细菌竞争;②抗菌剂导致多物种生物膜的比例变化。通过生物活性树脂调节生物膜以抑制致龋菌群和促进良性菌群是非常可行的。对于生物活性树脂调节生物膜物种如何促进良性菌群和抑制致龋菌群,还需对其机制和功效进行更深入的研究。
4.表面活性剂
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