阿扎迪拉克塔（Azadirachta indica）提取物在正畸粘接剂底漆中对变异链球菌（Streptococcus mutans）的抗菌效果与粘接强度的比较评估：一项体外研究

《Clinical and Investigative Orthodontics》：Comparative evaluation of antibacterial efficacy against Streptococcus mutans and shear bond strength of Azadirachta indica infused orthodontic adhesive primer: an in vitro study

正畸粘接剂中添加Neem提取物可增强抗菌活性但降低粘结强度，4%浓度平衡效果最佳。

　　
本研究聚焦于将传统正畸粘接剂中的新型抗菌成分——鳄梨树（Neem）提取物进行系统化改良，旨在探索其在抑制细菌附着和维持粘接性能之间的平衡关系。研究通过三组不同浓度的鳄梨树提取物（2%、4%、6%）与常规粘接剂进行对比实验，结合抗菌效能、剪切粘结强度（SBS）和粘接剂残留指数（ARI）三大核心指标，揭示了植物提取物在正畸领域的潜在应用价值与技术挑战。

在材料制备阶段，研究采用乙醇提取鳄梨树叶粉，通过过滤获得澄清的植物提取物溶液。值得注意的是，实验组在保持粘接剂原有配方基础上，以梯度方式添加不同浓度的鳄梨树提取物（最终添加量为300-900 μg/mL），这种低剂量梯度设计有效规避了高浓度可能导致的物理相容性问题。制备工艺中特别强调搅拌速度（1000 rpm）和时间（24小时）的标准化控制，确保植物活性成分的均匀分散。

剪切粘结强度测试显示，粘接剂机械性能随鳄梨树浓度增加呈显著下降趋势。常规粘接剂组（对照组）SBS达14.57 MPa，而6%鳄梨树改良组骤降至7.80 MPa。这一变化与粘接剂界面层微观结构改变密切相关。讨论指出，鳄梨树活性成分可能通过以下机制影响粘接性能：一方面，其含有的 nimbin 和 azadirachtin 等生物碱会与树脂基质发生物理吸附，降低界面结合强度；另一方面，乙醇溶剂可能引起基体材料聚合度降低，进而影响粘结性能。研究特别强调，2%浓度组仍保持12.13 MPa的SBS值，显示存在优化空间。

抗菌效能评估采用标准化的抑菌圈测定法（Kirby-Bauer disk diffusion test）。结果显示，6%鳄梨树改良组抑菌圈达到17.43 mm，较对照组（11.93 mm）扩大46.3%。这种浓度依赖性效应可能与植物提取物中多酚类物质浓度提升有关，实验数据支持鳄梨树提取物对变异链球菌（S. mutans）的强效抑制作用。值得注意的是，4%浓度组在保持15.28 mm抑菌圈的同时，SBS达到10.67 MPa，显示出最佳平衡特性。

粘接剂残留指数（ARI）分析揭示了界面失效模式的转变。低浓度组（2%和4%）主要表现为粘接剂-牙釉质界面失效（ARI=3），而高浓度组（6%）则以牙釉质界面失效（ARI=1）为主。这种变化趋势提示，植物提取物的添加可能改变界面失效机制：低浓度时主要破坏粘接剂自身结构，高浓度时则优先影响牙釉质界面结合。研究特别指出，当粘接剂残留指数达到2级时（超过半数粘接剂残留），可能预示着长期临床使用中存在的二次粘接剂脱落风险。

讨论部分深入分析了鳄梨树提取物的作用机制与临床应用潜力。研究指出，鳄梨树提取物中的 nimbin 和 azadirachtin 具备多重作用机制：①通过静电相互作用抑制细菌细胞壁合成；②干扰细菌能量代谢关键酶（如糖苷转移酶）；③促进宿主唾液成分的抗菌活性。这些生物活性机制共同作用，使得4%浓度组在抑菌效能（15.28 mm）和粘接强度（10.67 MPa）上达到最佳平衡。但研究也明确指出，鳄梨树提取物存在剂量依赖性的负面效应，包括溶剂残留导致的聚合收缩应力，以及高浓度可能引发的粘接剂弹性模量改变。

研究对比了多项前人成果，发现鳄梨树提取物的抑菌效果优于多数天然抗菌剂。例如，与已验证的丁香酚（clove oil）纳米制剂（抑菌圈12-16 mm）相比，4%鳄梨树改良组的抑菌圈达到15.28 mm，且在保持相近抗菌效果的同时，粘接强度优于文献报道的亚麻籽壳纳米粘接剂（SBS=8.9 MPa）。但相较于合成抗菌剂（如氯己定改性粘接剂），鳄梨树提取物的长期释放效能仍需验证，这可能解释了为何6%浓度组SBS骤降但抗菌效果最佳的现象。

研究特别强调临床转化中的关键问题：①粘接剂固化过程中的化学相容性控制；②植物提取物在口腔环境中的稳定性；③长期使用中生物膜形成与粘接剂老化的协同效应。针对这些挑战，建议后续研究应着重开发纳米封装技术，通过脂质体或生物可降解纳米载体实现鳄梨树活性成分的缓释，同时建立粘接剂-活性成分的协同增强机制模型。

在伦理和实践层面，研究团队通过印度恰蒂斯加尔 dental college伦理委员会的严格审查（审批号CDCRI/DEAN/ETHICS COMMITTEE/ORTHO-01/2023），采用60颗拔牙前磨牙构建样本，并通过G*Power软件进行样本量计算，确保统计效力（power=0.8）和检验力（α=0.05）的可靠性。实验设计中特别控制了酸蚀时间（30秒）、光照强度（1200 mW/cm2）等关键参数，避免实验误差。

研究创新性地提出了"抗菌-机械性能协同优化"理论模型，指出在2%-6%浓度范围内，鳄梨树提取物存在抗菌效能与粘接强度的非线性关系。当添加量超过4%时，机械性能的下降速度超过抗菌效能的提升速度，形成明显的性能拐点。这一发现为个性化粘接剂配方设计提供了理论依据，即根据临床需求在4%±1%浓度区间进行微调。

在长期稳定性方面，研究虽未直接测试，但通过对比前人关于植物提取物在聚合物基质中的释放研究（如Nishshanka Y关于Neem从壳聚糖载体中释放的动力学研究），推测鳄梨树提取物在口腔湿润环境中可能呈现初期快速释放（burst effect）特性，这需要后续研究通过体外加速老化试验进行验证。

该研究为正畸临床提供了重要参考：在保证剪切粘结强度≥8 MPa的临床最低标准前提下，4%鳄梨树改良粘接剂可同时满足SBS（10.67 MPa）和抗菌效能（15.28 mm抑菌圈）的双重要求。建议在后续临床前试验中，采用表面活性剂包埋技术改善高浓度组粘接性能，同时通过微流控技术构建多孔粘接剂结构，实现活性成分的定向释放。

值得注意的是，研究团队通过创新性的染色标记法（不同颜色标识粘接剂与牙釉质界面），首次可视化观察到高浓度鳄梨树提取物引起的粘接剂结构相分离现象。这种微观结构的改变可能导致粘接剂在受力时出现应力集中，从而引发界面失效。这一发现为粘接剂相容性研究提供了新的观察维度。

在统计学处理方面，研究采用混合方法：对于SBS这种连续型数据，使用ANOVA配合Tukey多重比较；对于分类数据的ARI，则采用Kruskal-Wallis检验结合Bonferroni校正。这种组合分析方法有效控制了多重检验风险，同时保证了数据类型的适配性。

研究结论强调，鳄梨树提取物作为天然抗菌剂具有明确的临床应用潜力，但需要建立多参数优化模型。建议未来研究采用机器学习算法，整合SBS、抗菌效能、残留指数等参数，建立基于人工智能的配方优化系统。此外，通过临床长期追踪观察（建议≥6个月），验证改良粘接剂在真实口腔环境中的耐久性和生物相容性。

该研究在基础科学和临床应用层面均取得突破性进展：①首次证实鳄梨树提取物在正畸粘接剂中的浓度依赖性效应；②建立"抗菌效能-粘接强度"的量化平衡模型；③发现界面失效模式转变的关键阈值（4%浓度）。这些成果为开发新一代智能抗菌正畸粘接剂奠定了重要理论基础，具有显著的临床转化价值。