应用于牙科丙烯酸树脂的β-AgVO?涂层的合成、表征及其抗菌活性

《Journal of Dentistry》：Synthesis, characterization, and antimicrobial activity of a β?AgVO? coating applied to dental acrylic resin

本研究开发β-AgVO?抗菌涂层用于丙烯酸树脂 disks，以预防义齿性口炎。通过沉淀反应合成纳米材料，评估其对变异链球菌、念珠菌等五种菌的MIC，并测试表面特性、离子释放及抗菌活性。结果显示涂层未表现出显著抗菌活性，离子释放量低，表面性质改变不足，该方法当前无效。

　　这项研究聚焦于开发一种含有β-银钒酸（β-AgVO?）的抗菌聚合物涂层，用于丙烯酸树脂盘片，旨在预防义齿性口炎和其他口腔微生物感染。义齿性口炎是一种常见的慢性炎症，通常发生在义齿佩戴者的口腔软组织上，特别是牙龈或硬腭区域。其发生与口腔内细菌、真菌等微生物的聚集密切相关，而丙烯酸树脂因其结构特点，容易成为微生物附着的场所。因此，如何在不损害材料原有性能的前提下赋予其抗菌特性，成为当前义齿材料研究的重要方向。

研究团队选择使用β-AgVO?作为抗菌材料，这是一种基于银的纳米抗菌剂，其结构由银纳米颗粒包裹在银钒酸纳米线表面组成。银纳米颗粒具有良好的抗菌性能，能够通过多种机制抑制微生物生长，包括破坏细胞壁、干扰细胞代谢、生成活性氧物种（ROS）等。银钒酸纳米线则起到稳定作用，有助于控制银和钒离子的释放速率，使其在较长时间内保持抗菌效果。相比传统的抗菌剂，如氯己定、咪康唑等，β-AgVO?不仅具有较强的抗菌能力，还表现出良好的生物相容性，因此被认为是更具潜力的抗菌材料。

为了实现β-AgVO?在丙烯酸树脂表面的均匀覆盖，研究采用了浸渍涂覆法（dip-coating technique）。该方法通过将含有β-AgVO?的溶液浸渍到丙烯酸树脂盘片上，使其在表面形成一层稳定的抗菌涂层。研究分别制备了自固化丙烯酸树脂（SC）和热固化丙烯酸树脂（HC）的盘片，并根据β-AgVO?的最小抑菌浓度（MIC）分为八个实验组：SCC（未涂覆）、SC-MIC（低浓度涂覆）、SC-5MIC（中等浓度涂覆）、SC-10MIC（高浓度涂覆）、HCC（未涂覆）、HC-MIC（低浓度涂覆）、HC-5MIC（中等浓度涂覆）、HC-10MIC（高浓度涂覆）。每个组别均进行了物理、化学及机械性能的评估，以分析涂层对材料特性的影响。

物理性能的评估包括表面形貌、粗糙度、硬度、颜色变化以及润湿性等指标。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的观察发现，β-AgVO?在丙烯酸树脂表面形成了一层均匀的纳米结构，但其对材料表面的物理特性产生了显著影响。例如，涂层后的盘片颜色发生明显变化，粗糙度增加，硬度降低，润湿性也有所改变。这些结果表明，虽然β-AgVO?能够成功附着在丙烯酸树脂表面，但其对材料的物理性能造成了不利影响，这可能会影响义齿的舒适度和使用寿命。

化学性能的评估则关注β-AgVO?在涂层中的稳定性以及其与丙烯酸树脂之间的化学相互作用。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和能谱分析（EDS）确认了β-AgVO?在涂层中的存在。同时，研究还检测了银和钒离子的释放情况，发现其释放量较低，这可能与涂层结构的稳定性有关。然而，较低的离子释放量也意味着其抗菌效果未能达到预期，尤其是在多菌种生物膜模型中表现不佳。这表明，尽管β-AgVO?在某些研究中显示出良好的抗菌性能，但在实际应用中仍存在一定的挑战。

为了进一步验证β-AgVO?的抗菌效果，研究采用了两种多菌种生物膜模型进行评估：菌落形成单位（CFU）计数和代谢活性定量（XTT）。CFU计数用于测量抗菌剂对微生物生长的抑制能力，而XTT则用于评估生物膜的代谢活性。实验结果显示，β-AgVO?在多菌种生物膜模型中并未表现出显著的抗菌效果，这与之前的体外实验结果形成对比。这种差异可能与生物膜的复杂结构有关，生物膜中的微生物往往形成紧密的群体，使得抗菌剂难以有效渗透并发挥作用。

此外，研究还探讨了β-AgVO?在不同丙烯酸树脂类型中的应用效果。自固化丙烯酸树脂由于其固化过程相对简单，通常用于制作临时义齿或一些修复体，而热固化丙烯酸树脂则因其较高的物理和化学稳定性，常用于制作长期使用的义齿和复杂的修复体。实验发现，无论是自固化还是热固化丙烯酸树脂，β-AgVO?的涂层均未能有效抑制微生物生长，这表明其抗菌效果可能受到材料本身的限制。同时，涂层后的材料表面性质发生了变化，这可能会影响义齿的舒适度和功能性。

从临床角度来看，义齿性口炎的发生与微生物在义齿表面的附着和生长密切相关。传统的义齿材料由于缺乏抗菌性能，容易成为微生物滋生的温床，进而引发炎症反应。因此，开发具有抗菌功能的义齿材料对于预防和治疗义齿性口炎具有重要意义。然而，本研究的结果表明，β-AgVO?作为涂层材料未能达到预期的抗菌效果，这可能与其释放机制、涂层稳定性以及材料本身的特性有关。因此，需要进一步优化β-AgVO?的合成方法和涂层工艺，以提高其抗菌性能。

研究团队还指出，尽管β-AgVO?在某些情况下显示出良好的抗菌效果，但其在实际应用中仍面临诸多挑战。例如，抗菌剂的释放量较低，可能导致其在短时间内失去抗菌作用；涂层过程中的技术难题，如涂层溶液的稳定性、涂层厚度的控制以及涂覆时间的优化，也可能影响其最终效果。此外，抗菌剂对材料物理性能的影响，如粗糙度、硬度和颜色变化，可能会影响义齿的使用体验和长期效果。

考虑到这些挑战，研究团队认为，尽管浸渍涂覆法是一种相对简单且易于操作的涂层方法，但在实际应用中仍需进一步改进。例如，可以通过调整涂层溶液的浓度、优化涂覆时间以及改进涂层工艺来提高抗菌效果。同时，研究还建议，未来的研究可以探索其他抗菌材料或涂层方法，以寻找更有效的解决方案。此外，对于抗菌剂的释放机制和作用方式，也需要进一步深入研究，以提高其在实际应用中的稳定性和有效性。

总体而言，本研究为开发具有抗菌功能的义齿材料提供了一定的理论依据和实验数据，但也指出了当前技术的局限性。研究团队认为，β-AgVO?作为一种新型抗菌材料，具有一定的应用前景，但在实际应用中仍需克服诸多技术难题。因此，未来的研究应着重于优化涂层工艺、提高抗菌剂的释放效率以及评估其对材料性能的影响，以实现更有效的抗菌效果。

此外，研究团队还强调了抗菌材料在临床应用中的重要性。义齿性口炎等口腔感染问题不仅影响患者的生活质量，还可能导致更严重的健康问题。因此，开发有效的抗菌材料对于提高义齿的使用安全性和舒适度具有重要意义。然而，目前的抗菌材料在实际应用中仍存在一定的局限性，如抗菌效果不稳定、对材料性能的影响较大等。因此，需要不断探索新的抗菌材料和涂层技术，以提高其在临床中的应用价值。

本研究的发现也为未来的义齿材料研究提供了参考。尽管β-AgVO?在某些实验中显示出良好的抗菌效果，但在实际应用中仍需进一步优化。例如，可以通过改进涂层工艺、调整抗菌剂的浓度以及选择更合适的基材来提高其抗菌性能。同时，研究还建议，未来的研究可以探索其他抗菌材料或涂层方法，以寻找更有效的解决方案。此外，对于抗菌剂的释放机制和作用方式，也需要进一步深入研究，以提高其在实际应用中的稳定性和有效性。

综上所述，本研究为开发具有抗菌功能的义齿材料提供了一定的理论依据和实验数据，但也指出了当前技术的局限性。研究团队认为，β-AgVO?作为一种新型抗菌材料，具有一定的应用前景，但在实际应用中仍需克服诸多技术难题。因此，未来的研究应着重于优化涂层工艺、提高抗菌剂的释放效率以及评估其对材料性能的影响，以实现更有效的抗菌效果。同时，研究还强调了抗菌材料在临床应用中的重要性，为未来的义齿材料研究提供了新的方向和思路。