综述:生物活性树脂复合材料在龋齿管理中的抗菌潜力:体外研究的系统回顾
《Frontiers in Oral Health》:Antimicrobial potential of bioactive resin composites in caries management: a systematic review of in vitro studies
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时间:2025年10月28日
来源:Frontiers in Oral Health 3.1
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生物活性树脂复合材料(BRCs)与传统树脂复合材料在微生物附着和抗菌效果上的差异研究表明,BRCs通过离子释放显著降低细菌存活率,但附着率无显著差异,表面粗糙度和亲水性影响较小,离子释放能力是关键因素。
在现代牙科修复领域,树脂复合材料因其良好的美学效果、操作简便性以及对牙齿的微创处理方式而被广泛使用。然而,这些材料在临床应用中常常面临二次龋齿(secondary caries)的挑战,成为树脂复合修复失败的主要原因之一。二次龋齿的发生与生物膜的形成密切相关,生物膜是由多种微生物组成的复杂结构,它们能够在修复材料表面附着并形成难以清除的细菌群落,进而导致龋齿的复发和修复体的破坏。因此,研究如何有效抑制生物膜的形成和微生物的附着,成为提升树脂复合材料性能的关键方向之一。
近年来,生物活性树脂复合材料(Bioactive Resin Composites, BRCs)因其在促进再矿化和抑制细菌生长方面的潜力而受到越来越多的关注。这类材料不仅保留了传统树脂复合材料的基本结构,还通过添加特定的生物活性填料,如钙磷化合物、氟化物或生物活性玻璃颗粒,实现对口腔环境的主动调节。这些填料能够在酸性条件下释放离子,改变局部微环境,从而抑制细菌的代谢活动和生物膜的形成。这种特性使BRCs在预防二次龋齿方面展现出独特的优势,同时也为牙科材料的发展带来了新的机遇。
为了全面评估BRCs与传统树脂复合材料在微生物附着和抗菌效果方面的差异,本文系统回顾了过去十年内发表的相关研究。通过在PubMed、Scopus和Cochrane Library等数据库中进行文献检索,最终筛选出八篇符合纳入标准的高质量研究。这些研究涵盖了五种常见的商业BRCs,包括Activa Bioactive Restorative(ACT)、Beautifil II(BE)、Cention N(CN)、Equia Forte(EF)和SDR Flow Plus。同时,研究还比较了这些材料与传统树脂复合材料在微生物附着和抗菌性能上的表现。
从现有研究来看,尽管BRCs和传统树脂复合材料在表面特性上存在相似之处,但它们在抑制微生物生长方面的效果存在显著差异。多数研究显示,BRCs能够通过释放离子,如氟化物、钙离子或磷酸盐,降低细菌的存活率,尤其是在酸性环境下,这种作用尤为明显。例如,有研究发现,Beautifil II和Cention N等材料在特定条件下能够显著减少*S. mutans*的附着和活性,而传统树脂复合材料则缺乏这种抗菌能力。然而,也有研究指出,某些BRCs在酸性环境下表面粗糙度增加,反而可能促进细菌的附着和生物膜的形成,从而影响其抗菌效果。这表明,BRCs的抗菌性能不仅依赖于其离子释放能力,还受到材料表面特性、化学组成以及环境因素的综合影响。
此外,研究还揭示了微生物附着的复杂机制。表面粗糙度、化学成分、亲水性以及材料的离子释放能力均可能影响细菌的附着行为。其中,表面粗糙度长期以来被认为是促进微生物附着的重要因素,但近年来的研究表明,这一因素的作用可能被其他因素所超越。例如,某些BRCs虽然表面较为粗糙,但通过释放离子和调节局部环境,仍然能够有效抑制细菌的生长。这提示我们,材料的抗菌性能不仅取决于其物理表面特性,还与其化学组成密切相关。因此,未来的研究需要更加关注材料的化学特性,如填料类型、离子释放速率和持续时间,以及这些特性如何影响微生物的生长和附着。
与此同时,研究还强调了口腔微生物群落的动态变化对龋齿发生和发展的重要作用。口腔中存在多种微生物,包括酸产菌如*S. mutans*和碱产菌如*S. salivarius*、*S. mitis*和*S. gordonii*。这些微生物之间的相互作用不仅影响口腔内的pH平衡,还可能通过协同效应促进龋齿的形成和进展。例如,*S. mutans*能够通过分泌葡糖基转移酶促进* Candida albicans*的附着,从而增强生物膜的稳定性并加剧牙釉质的脱矿。这种复杂的微生物相互作用表明,单纯的抑制酸产菌可能不足以有效控制龋齿的发生,而需要更全面地考虑口腔微生物群落的整体平衡。
在实际应用中,树脂复合材料的性能不仅受到材料本身的特性影响,还受到临床操作条件的制约。例如,粘接技术的敏感性、聚合收缩以及材料与牙体之间的适应性,都可能影响修复体的长期稳定性。此外,材料的表面处理方式,如抛光,也对微生物附着产生一定影响。然而,现有研究普遍认为,抛光并不能显著降低细菌的附着,因此,未来的材料设计应更加注重其内在抗菌性能,而非依赖于表面处理。
尽管BRCs在抗菌性能方面展现出一定的优势,但其实际应用效果仍需进一步验证。目前的研究主要集中在实验室环境下,未能完全模拟口腔内的复杂条件。因此,未来的临床研究应更多地关注材料在真实口腔环境中的表现,包括长期使用后的表面变化、离子释放的持续性以及对多种微生物的抑制效果。此外,研究还应考虑不同患者口腔环境的差异,如唾液成分、口腔pH值和菌群组成,这些因素都可能影响材料的抗菌效果。
总体而言,BRCs在抑制微生物生长和促进再矿化方面具有广阔的应用前景,但其抗菌性能的稳定性仍需进一步优化。材料的化学组成、离子释放能力和表面特性是影响其抗菌效果的关键因素,而这些因素之间的相互作用尚未完全明确。因此,未来的材料研发应更加注重这些方面的系统研究,以期开发出更高效、更稳定的生物活性树脂复合材料。同时,临床实践中也应结合材料的抗菌性能和患者的具体情况,选择最适合的修复材料,从而提高治疗的成功率和患者的长期口腔健康水平。
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