放大再放大!扫描电镜告诉你为什么牙膏要用含氟的!

2018年8月03日 10:52:00 来源: 分析测试百科
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  分析测试百科网讯 氟化物含量为0.05%,被认为是一种临床用于牙膏和漱口水中的抗菌药物,可减少牙菌斑和预防龋齿。近日国外研究人员通过SEM揭示了含氟牙膏去除口腔内有害生物膜来保护牙齿的功能。

  普通的牙齿清洁口腔清洁方法通常在长时间内不足以提供充足的牙菌斑控制。因此,将具有抗牙菌斑或抗菌活性的化学试剂添加到牙科产品中已被用作减少牙菌斑介导的疾病的潜在预防方法。

  我们使用牙膏有两个目的:清洁牙齿表面并增加治疗效果。这里的治疗效果可以是抗牙菌斑或抗炎。由于几种假定的作用机制,氟被认为是一种有效的防龋剂抑制脱矿质,促进再矿化和抑制细菌代谢(即抗菌作用)。间接影响生物膜的发展也可以通过抑制口腔细菌的生长。

  由于口腔生物膜的广泛存在和可及性,被广泛地应用于研究细菌粘附,生物膜发育和作用于生物膜的药物模型系统。国外研究人员通过SEM观察四种表面(两种真牙:恒牙和乳牙表面;两种假牙:复合材料和汞合金填充表面)上的3种测试细菌(变形链球菌,唾液链球菌和人费克蓝姆菌)的定殖,研究特定氟化牙膏对由测试微生物形成的生物膜的功效。结果显示使用含氟牙膏有效地降低了四个表面形成的生物膜。含氟牙膏(0.454%)能有效去除天然表面(乳牙和恒牙)和复合填充表面上3种生物膜上的试验细菌。对于汞合金填充表面来说,虽然含氟牙膏发挥了作用,然而效果并不如其他3种明显。

  通过实验分析,研究人员得到了SEM图像。图1显示了测试牙膏对单个测试细菌(变形链球菌)的生物膜的影响,以单独研究细菌细胞的变化。图2-图5的扫描电子显微照片显示含氟牙膏对恒牙表面、乳牙表面、汞合金充填表面和复合填充表面上两种测试细菌的生物膜(唾液链球菌和人费克蓝姆菌)的影响。

图1:变形链球菌生物膜和抗生物膜在恒牙上的应用

  图1显示了测试牙膏对变形链球菌单生物膜的影响。氟化牙膏的应用不仅可以去除形成的生物膜,还可以引起细菌细胞的形态变化。细菌球菌出现细长,肿胀,散在和取向变化。这些变化是由于氟的药理作用。

  图2-图5显示了测试菌株生物膜被含氟牙膏(0.45%)作用前后的的SEM图像

图2:乳牙表面

图3:恒牙表面

  关于恒牙和乳牙,含氟牙膏以相同的方式有效地抑制形成的生物膜。这可以用两个因素来解释:恒牙和乳牙拥有类似的牙釉质地形和类似的斑块细菌种类组成。虽然恒牙和乳牙的牙釉质微观结构和矿物成分不同,但乳牙牙釉质棒密度较高,恒牙牙釉质中钙和磷的比例较高。研究表明:乳牙牙釉质棒直径的形态学分析与恒牙牙釉质的统计学分析相似。在微生物学上,尽管不同的细菌可以附着在具有不同强度的固体表面上,但是从具有恒牙和乳牙的龈上斑块中分离的细菌种类组成没有统计学上的显着差异。

图4:复合材料

图5:汞合金表面

  关于两个假牙,含氟牙膏在复合材料上比汞合金填充表面更有效地抑制形成的生物膜。这可以通过材料的粗糙度和成分的差异来解释。该研究中使用的复合填充材料具有高光泽度,几乎没有抛光。在图3和图4中,即使抛光过程也以相同的方式进行,复合表面看起来比具有粗糙和破裂外观的汞合金表面更光滑和更光滑。填充材料表面上的微生物粘附(这是生物膜形成的重要步骤)取决于这些材料的表面形貌,化学组成以及细菌细胞表面的物理化学性质(其表面电荷和疏水性)。

  1.牙科材料表面的粗糙度

  在粗糙表面上的细菌初始附着被表面不规则性所帮助,细菌不受唾液流的影响。所以细菌可以附着在凹坑和凹槽上,以减少剪切力的影响。研究表明变形链球菌可以更有效地粘附在粗糙表面上而不是高抛光填充材料上。链球菌对复合树脂材料的粘附力随着其表面粗糙度的增加而直接增加。

  2.疏水性和表面电荷

  细菌定殖到特定表面由表面特征决定,例如其疏水性和表面电荷。具有疏水细胞表面的细菌细胞可被许多材料表面吸引,导致粘附性增加和随后的生物膜形成。任何材料表面亲水性的降低都会导致感染性细菌与填充材料之间强烈的疏水相互作用,从而增加粘附性。

  细菌细胞壁具有许多有助于细菌粘附的结构和性质(革兰氏阳性细菌中的磷壁酸)。这些特征影响细菌细胞的表面电荷和疏水性,从而直接影响粘附。填充材料表面电荷极大地影响细菌粘附。大多数细菌在水性环境中表现出负表面电荷。因此,带负电的填充材料表面应当由于两个带负电的表面之间的排斥作用而导致微生物的粘附性降低。导电材料如汞合金在电子转移在细菌粘附中起重要作用。这可能是由于带负电荷的细菌与导电材料的正电荷之间的吸引力。在非导电材料(例如树脂复合材料)中不会发生这种情况。

结论:

  龋齿是口腔传染病,其中口腔生物膜起着致病作用。研究结果证明机械口腔卫生措施不足时,含氟牙膏就抗菌功效而言效果显著。含氟牙膏可以去除与龋齿细菌相关的生物膜,防止恒牙和乳牙表面上的原发性龋齿。值得注意的是,它还可以防止复合填充材料表面上的二次龋齿,并且在较小程度上防止汞合金表面上的二次龋齿。