银氨氟化物差异化调控龋齿牙本质与低矿化牙釉质渗透性的机制研究

为解决龋齿和牙釉质低矿化病变中组织渗透性改变的临床难题，研究人员通过微计算机断层扫描（micro-CT）和X射线荧光探针技术，揭示了银氨氟化物（SDF）可显著降低龋齿牙本质渗透性（降幅14.3%），但对低矿化牙釉质无显著影响。该研究首次提出计算流体力学方法量化牙组织渗透性，发现锌（Zn）元素分布与渗透性显著相关，为临床干预提供了新靶点。

　　

牙齿作为人体最坚硬的组织，其健康状态直接影响生活质量。然而，龋齿和牙釉质低矿化（Hypomineralized enamel）等病变长期困扰着全球数十亿人。这些疾病不仅导致疼痛和功能障碍，更因其复杂的病理机制使得临床干预效果受限。传统观点认为，银氨氟化物（Silver diamine fluoride, SDF）通过堵塞牙本质小管（Dentinal tubules）发挥治疗作用，但其对牙釉质低矿化病变的作用机制尚不明确。更关键的是，现有技术难以精确测量牙组织的渗透性（Permeability）——这个决定细菌入侵和物质交换的关键参数。

针对这一科学难题，国外研究团队在《Dental Materials》发表了一项突破性研究。研究人员创新性地结合微计算机断层扫描（micro-CT）和计算流体力学模拟，首次实现了牙组织渗透性的三维量化。通过分析SDF处理前后的龋齿牙本质和低矿化牙釉质样本，揭示了生物金属锌（Zn）在调控组织渗透性中的核心作用。

研究采用四项关键技术：1）从3-10岁患者获取的龋齿乳牙和低矿化恒磨牙样本队列；2）同步辐射光源下的高分辨率micro-CT（体素尺寸0.65μm）；3）X射线荧光微探针（μXRF）绘制钙（Ca）、磷（P）、锌（Zn）、银（Ag）的空间分布图；4）多孔微结构分析软件（PuMA）计算渗透性和流体动力学参数。

3.1 微结构与流体动力学模拟
三维重建显示龋齿牙本质存在三个特征区域：龋坏区、透明区和健康区。SDF处理后的龋坏区牙本质小管部分闭塞，流速向量（2.04×10^-13±9.01×10^-14 m/s）介于未处理龋坏牙本质（2.49×10^-13±1.24×10^-13 m/s）和透明牙本质（1.75×10^-13±4.47×10^-14 m/s）之间。低矿化牙釉质的釉柱间隙显著增宽，形成流体通道。

3.3 渗透性与物理特性
SDF使龋齿牙本质渗透性降低14.3%（6.39×10^-15±3.01×10^-15 m2 vs 7.46×10^-15±1.82×10^-15 m2），而未处理龋坏牙本质渗透性反而增加98.4%。重度低矿化牙釉质渗透性达到相邻健康牙本质的108.1%，但SDF处理未产生显著改变（P=0.07）。

3.5 元素分布关联分析
μXRF图谱显示锌（Zn）在龋坏区和透明牙本质中异常富集。主成分回归证实Zn水平与组织渗透性显著相关（P<0.0001），提示其可能作为炎症反应的生物标志物参与牙本质硬化过程。

这项研究建立了牙组织渗透性测量的金标准方法，揭示了SDF的差异化作用机制：通过诱导牙本质小管部分闭塞（而非完全阻塞）降低渗透性，但对完整低矿化牙釉质无效。发现Zn的空间分布与渗透性高度相关，为开发新型靶向治疗提供了分子基础。研究结果从流体动力学角度解释了SDF临床疗效的差异性，为精准治疗龋齿和牙釉质发育异常提供了理论依据。

该成果的突破性体现在三方面：1）首次实现牙组织渗透性的三维可视化定量；2）阐明生物金属Zn在牙病病理中的调控作用；3）证实SDF对龋齿和低矿化病变的差异化机制。这些发现不仅推动了牙科材料学发展，更为个性化治疗方案的制定提供了科学支撑。