市售牙刷在模拟刷牙过程中释放微塑料的初步研究:口腔健康与环境风险新认知

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Microchemical Journal 4.9

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  本研究针对口腔护理产品中未被充分认识的微塑料(MPs)释放问题,通过μ-Raman光谱等技术量化分析了市售牙刷在模拟刷牙过程中释放的塑料颗粒特征。结果显示所有品牌牙刷均释放8-1995μm的MPs(以碎片/纤维为主),最廉价品牌日均释放量高达39颗粒,其生物粘附特性可能引发口腔炎症。该研究为口腔护理产品的可持续设计提供了关键数据支撑。

  

在当代生活场景中,塑料制品如同隐形伙伴般渗透进每个日常环节,其中牙刷作为日均使用两次的口腔护理工具,其潜在的环境与健康风险却长期被忽视。随着全球每年消耗数十亿支牙刷,这些以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和尼龙为刷毛主要成分的塑料制品,在机械摩擦、口腔温度及pH值作用下,正悄然成为微塑料(microplastics, MPs)污染的"隐形输送带"。更令人担忧的是,这些直径小至8μm的塑料颗粒可能通过舌根、龈沟等口腔粘膜区域粘附,诱发局部炎症甚至系统性健康风险,而现有研究对这类"居家型"MPs污染源的认知仍存在显著空白。

针对这一科学盲区,伊斯坦布尔梅迪波尔大学(?stanbul Medipol University)的研究团队在《Microchemical Journal》发表了一项开创性研究。研究人员采用三维建模的氧化锆牙弓模拟真实刷牙场景,结合μ-Raman光谱和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等先进表征技术,首次系统量化了市售牙刷的MPs释放规律。实验设计严格模拟人类刷牙行为——每天两次、持续七天的测试周期,确保数据具有临床参考价值。

关键技术方法
研究团队通过3Shape Trios系统获取健康受试者口腔扫描数据,采用CAD-CAM技术铣削出氧化锆牙弓模型作为刷牙载体。利用光学显微镜进行初筛后,结合μ-Raman光谱和FTIR对颗粒进行聚合物鉴定。为排除干扰,将牙刷分解为包装盒、手柄和刷毛三部分分别分析,并通过空白对照确保数据可靠性。

研究结果

模型氧化锆牙弓与牙刷
氧化锆牙弓的选用极具巧思,这种非塑料材质既能模拟真实牙齿的机械特性,又可避免背景干扰。实验数据显示,所有测试牙刷均产生MPs释放,且释放量与价格呈反比——最廉价品牌日均释放颗粒数达39个,揭示出市场竞争中可能存在的材料质量妥协问题。

牙刷结构特征
材料分析显示,刷毛主要成分为PBT和尼龙-6(Nylon-6),这两种高结晶度聚合物本以耐用著称,但在口腔环境中却表现出令人意外的脆性。电镜观察发现,末端磨圆处理(RBT)的刷毛比平切刷毛更易产生碎片状MPs,这与常规认知中RBT刷毛更"温和"的特性形成有趣反差。

结论
该研究证实日常刷牙行为是MPs暴露的持续性来源,释放颗粒形态包括碎片、纤维、薄膜和球状体四类,尺寸跨三个数量级(8-1995μm)。特别值得注意的是,刷毛材料PBT和尼龙在口腔环境中表现出的生物持久性,使其可能成为炎症反应的潜在触发因子。

讨论与意义
这项研究首次建立牙刷MPs释放的定量评估框架,其发现对口腔护理行业具有双重警示:一方面提示需要重新审视现有牙刷材料的生物相容性,另一方面揭示低价竞争可能导致更严重的MPs污染。作者特别强调,鉴于口腔粘膜的高渗透性,这些MPs可能比经消化道摄入的颗粒具有更强的生物效应。研究呼吁行业从设计源头采用可降解材料,如聚乳酸(PLA)或竹纤维,同时建议监管机构将MPs释放量纳入牙刷质量标准。这些发现不仅为可持续口腔护理产品开发指明方向,也为评估其他日常塑料制品的"使用过程污染"提供了方法论范式。

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