综述:牙本质去蛋白方法的作用与特性:一项综合性叙述性综述

《Journal of Functional Biomaterials》:Effects and Properties of Deproteinizing Methods in Dentin: A Comprehensive Narrative Review

【字体: 时间:2026年06月10日 来源:Journal of Functional Biomaterials 5.2

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  牙本质去蛋白策略正被重新视为辅助手段,用于降低操作技术敏感性、提升单体对矿化牙本质的渗透能力,并延长树脂-牙本质界面的使用寿命。本项系统性叙述性综述批判性总结了用于玷污层去蛋白或酸蚀后去蛋白的各类制剂的化学特性、动力学过程、生物学考量及临床转化潜力。研究人员检

  
牙本质去蛋白策略正被重新视为辅助手段,用于降低操作技术敏感性、提升单体对矿化牙本质的渗透能力,并延长树脂-牙本质界面的使用寿命。本项系统性叙述性综述批判性总结了用于玷污层去蛋白或酸蚀后去蛋白的各类制剂的化学特性、动力学过程、生物学考量及临床转化潜力。研究人员检索了截至2025年10月的PubMed/MEDLINE、Scopus及LILACS数据库,以获取关于氧化性冲洗剂(次氯酸钠/次氯酸、次氯酸钙、过氧乙酸、二氧化氯)、酶解蛋白处理(菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶/胃蛋白酶及糖胺聚糖靶向酶)、物理方法(加热与激光)及氧化后还原/抗氧化策略的相关证据。氧化性制剂可实现最快且经表面验证的有机物去除,但其临床价值受限于浓度与时间依赖性的氧化残留效应,该效应会干扰自由基聚合反应。酶类提供了更具选择性的路径,尽管其支持证据主要源于粘接强度与形态学结果,而非直接的表面化学确证。加热仍属于原理验证方法而非临床可选项,而激光方案则对参数高度敏感。总体而言,去蛋白策略应结合表面化学、粘接剂相容性、老化行为、生物安全性及椅旁可行性进行综合解读。现有证据支持谨慎的、针对特定方案的开发,而非常规临床推广,优先级应置于符合临床实际的时间-剂量窗及配对的表面/老化结局指标上。
  1. 1.
    引言
    牙本质是由约40–45体积百分比的羟基磷灰石晶体矿物相(约占重量70%)、30%有机基质(约占重量20%)及20–25%水(约占重量10%)组成的复杂异质结构。构成有机相的细胞外基质包含多种肽与多肽结构,其中90%为胶原,主要为Ⅰ型胶原,少量Ⅲ型与Ⅴ型胶原占1–3%,其余为非胶原蛋白质(占有机基质的10%),如磷酸化蛋白、蛋白聚糖与糖胺聚糖。这些大分子对稳定胶原纤维排列至关重要,直接影响粘接机制的形成。由于牙本质结构的复杂性,其与修复材料的粘接尤为困难。当前粘接技术依赖于牙体硬组织微观结构与牙科粘接系统化学组分的充分相互作用。理想状态下,形成稳定的混合层——即三维互渗区域,聚合物材料完全渗透、包裹并封闭酸蚀或轻度酸蚀后暴露的胶原网络——是现代牙体修复中牙本质粘接成功的核心标志。当前界面工程研究不再将混合层视为单纯的树脂浸润胶原区,而是将其看作化学-力学耦合界面,需同时应对脱矿深度、暴露胶原量、残余水分、内源性酶活性及细菌生物膜堆积等因素。然而,这些过程的调控具有高度技术敏感性、操作者依赖性,且本质上难以预测。无论采用何种粘接技术,暴露的牙本质细胞外基质随时间发生降解均不可避免。近年来树脂-牙本质界面保存的研究主要分为两个机制方向:一是稳定暴露的有机基质,这是过去20年粘接牙科的主要研究方向;二是去除选择性有机成分,以减少水分滞留与蛋白水解易感性。过去数十年间,多种去蛋白技术被用于消耗与调控牙本质的有机相,根据应用时机可分为两类:一是在冠部牙本质酸蚀前进行去蛋白,即自2001年起文献报道的玷污层去蛋白;二是对酸蚀后牙本质进行去蛋白,即胶原消耗或“反向混合层”构建,由Gwinnett于1994年首次验证。玷污层去蛋白通常在酸蚀前使用次氯酸钠或次氯酸预处理牙本质表面,玷污层是厚1–2μm的结构,包含胶原碎片、非胶原蛋白质(如牙本质磷蛋白、蛋白聚糖、糖胺聚糖)、细胞残屑,有时含细菌代谢产物,这些有机成分会阻碍粘接剂的渗透,去蛋白制剂可有效溶解玷污层内的有机组分,为后续粘接程序准备表面。酸蚀后去蛋白旨在减少酸蚀后暴露的有机基质,从而提高粘接面相对矿物占比,该策略有时被称为胶原消耗或“反向混合层”构建,但其目标并非仅消除胶原,而是去除暴露的牙本质有机支架,包括胶原、非胶原蛋白质、蛋白聚糖与糖胺聚糖,预期形成更接近釉质的富矿化界面,减少水分滞留,降低对内源性酶解、水解及外源性细菌/蛋白酶介导破坏的易感性。然而,该策略的生物学与粘接学后果具有方案依赖性,过度或中和不充分的有机基质去除可能损害树脂聚合、牙本质力学性能或牙髓安全性。尽管已有大量实验研究,牙本质去蛋白的临床转化仍面临困难,因为现有文献分散于不同基底、制剂类别、浓度、作用时间、粘接系统、老化模型及结局指标中。氧化性制剂可快速去除有机残留,但除非残余氧化剂被充分冲洗或中和,否则可能影响自由基聚合;酶类制剂可能提供更特异的蛋白水解作用,但直接表面分析确证较少;加热或激光照射等物理策略则高度依赖参数。因此,具有临床价值的综述不应仅罗列制剂,而需比较机制、基底效应、方案窗口、粘接耐久性、生物安全性及可行性。本综述批判性总结了粘接牙科领域的牙本质去蛋白策略,区分玷污层去蛋白与酸蚀后去蛋白,明确各类方法具备或不具备临床转化潜力的条件,相关制剂对牙本质表面的影响分析不仅可为临床实践提供参考,也可指明未来研究方向,推动粘接牙科的发展。
  2. 2.
    方法
    2.1 综述设计
    本文为综合性叙述性综述,而非系统评价或范围综述,目的并非回答窄口径干预问题、估算合并效应或采用PRISMA方法映射所有证据,而是整合异质性牙本质去蛋白方案相关的机制、实验室、生物学及临床导向证据。为提高透明度与可重复性,本综述遵循高质量叙述性综述的推荐原则设计,包括明确的相关性论证、清晰的研究目的、可重复的文献检索描述、均衡的参考文献选取、证据等级考量及具有临床意义的结局指标报告。
    2.2 文献检索
    检索覆盖PubMed/MEDLINE、Scopus及LILACS数据库从建库至2025年10月15日的文献,无语言或发表年份限制。检索式结合三大模块:牙本质基底相关术语;去蛋白、有机溶解、变性、冲洗剂、酶解、抗氧化、激光及热处理相关术语;粘接界面或粘接结局相关术语。核心检索结构为(牙本质相关词)AND(去蛋白及相关表述、胶原去除/溶解/降解、有机基质/相/成分去除、蛋白水解、变性、反向混合层、玷污层去蛋白/去除、冲洗剂、次氯酸盐、次氯酸钠、次氯酸、次氯酸钙、过氧乙酸、二氧化氯、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、透明质酸酶、硫酸软骨素酶、蛋白聚糖、糖胺聚糖、抗氧化剂、抗坏血酸、亚磺酸盐、N-乙酰半胱氨酸、原花青素、表没食子儿茶素没食子酸酯、激光、铒钇铝石榴石激光、铒铬钇钪镓石榴石激光、掺钕钇铝石榴石激光、加热、热处理、伢典凝胶、伢典、Papacárie、Brix 300)AND(粘接相关词、粘接强度、粘接耐久性、粘接性能、树脂-牙本质、树脂牙本质、树脂-牙本质界面、牙本质粘接界面、混合层、混合区、互渗区、树脂突、玷污层、玷污栓、酸蚀牙本质、微渗漏、边缘渗漏、边缘适应性、界面适应性、微拉伸粘接强度、剪切粘接强度、微剪切粘接强度、推出粘接强度、拉伸粘接强度)。检索语法根据各数据库特点调整,同时通过手工检索相关综述及纳入研究的参考文献,补充机制、实验室、生物学及临床研究。
    2.3 纳排标准、证据筛选与数据提取
    纳入的研究包括体外、离体、半体内及临床研究,评估牙本质去蛋白或有机基质改性对表面化学、形态、聚合相容性、粘接强度、纳米渗漏、混合层稳定性、老化、生物安全性或临床性能的影响。综述与系统评价用于明确证据一致性与研究缺口,讨论机制与方案特异性结局时优先纳入原始研究。仅关注釉质、无粘接相关性的龋坏去除、或无粘接意义的根管消毒的研究予以排除,除非其可提供制剂化学、细胞毒性、牙本质基底效应或生物安全性相关信息。数据按制剂类别、应用模式、基底状态、浓度、作用时间、作用机制、表面分析证据、粘接系统相容性、即刻粘接强度、老化或纳米渗漏结局、生物学考量及临床可行性进行叙述性提取。
  3. 3.
    牙本质去蛋白的理论依据
    备洞过程中车针切割矿化牙体组织会产生由矿物成分与细胞外基质成分(含变性胶原)组成的碎屑层,即玷污层。其组成随车针类型(金刚石或碳钨车针)、切割速度与剪切应力、切割部位(釉质或牙本质)而变化。玷污层与下方牙本质结合疏松,可影响粘接性能,因此是研究的重点。尽管针对牙本质玷污层的研究较多,但其各组分尤其是有机物与无机物的重量/体积百分比仍未得到精确量化。现有研究描述玷污层为有机物(变性胶原、细胞、血液及唾液污染物)与无机物(羟基磷灰石碎屑)的混合物,但未报告确切比例。有学者指出玷污层是无定形基质中的矿化胶原纤维,包含外层无定形层与堵塞牙本质小管的深层玷污栓。显微拉曼光谱已证实玷污层存在无机/有机基质,但尚未有研究专门分析其成分的相对占比。已知玷污栓沉积可使牙本质通透性降低最高达86%。研究显示,经次氯酸钠处理的覆盖玷污层的牙本质,去蛋白在10秒内快速进展,30–60秒达到平台期,120秒达到峰值,此过程会增加小管直径、小管间孔隙率与表面粗糙度,同时减小小管间牙本质面积。常规全酸蚀技术使用的正磷酸并不能完全去除玷污层,反而会使胶原变性,并与滞留的矿物成分共同形成凝胶状基质。近期衰减全反射傅里叶变换红外光谱与扫描电镜分析也证实了磷酸酸蚀牙本质的变性现象。将酸蚀步骤控制在当前推荐的牙本质酸蚀时间15秒内,可保留暴露的细胞外基质。下方牙本质脱矿会显露胶原网络结构,并导致小管周基质去除,进一步暴露复杂的微观结构。蛋白聚糖与糖胺聚糖形成复杂的超分子纳米支架,维持牙本质胶原网络的完整性,该结构在酸蚀后同样暴露。小管周牙本质基质中的蛋白聚糖对磷酸酸蚀凝胶具有抵抗性,会保留在结构中,糖胺聚糖同样无法在常规粘接酸蚀步骤中被去除。近期高分辨透射电镜揭示了牙本质的纳米级结构:Ⅰ型胶原纤维与羟基磷灰石编织缠结,越靠近釉牙本质界各向同性越强;细长的羟基磷灰石晶体呈S形组装包裹相邻纤维;小管周/小管间牙本质过渡区(数百纳米尺度)内矿化纤维平行于小管长轴。这一多尺度结构为酸蚀后去蛋白提供了理论基础——去除变性胶原与蛋白聚糖/糖胺聚糖水凝胶,同时保留磷灰石连续性,从而促进功能单体相互作用,在不进行剧烈螯合的前提下减少界面水分。因此,酸蚀后去蛋白的目标是消耗这部分蛋白质以改善粘接结局,挑战在于在临床可接受的时间内使用有效的去蛋白制剂。尽管既往文献常将酸蚀后有机基质去除称为“胶原消耗”,本综述统一使用“酸蚀后去蛋白”这一术语,因为其临床相关目标不仅限于胶原。该术语也用于区分玷污层去蛋白(在矿化、覆盖玷污层的牙本质上,酸蚀或自酸蚀粘接剂应用前进行)。“胶原消耗”仅在指代早期研究术语时保留。两种应用模式已在文中图示总结。
  4. 4.
    化学处理
    4.1 冲洗剂
    4.1.1 次氯酸钠
    次氯酸钠因优异的抗菌性能与组织溶解能力,被广泛认为是根管治疗中效果最佳的冲洗剂,pH稳定在约11,浓度范围为1–15%,是根管治疗的基石。利用其特性,研究者探索了该冲洗剂解决粘接牙科难题的潜力,其非特异性蛋白水解作用可断裂长肽链,非特异性降解牙本质有机基质。次氯酸钠的主要问题是作为氧化剂会干扰后续光固化树脂基材料的聚合反应,氧化过程产生的活性残余自由基会与光固化过程中产生的乙烯基传播自由基竞争,导致链提前终止。因此需注意,氧化性冲洗剂的作用时间越长,对牙本质表面的这种有害效应越严重,进而损害粘接。在矿化牙本质基底上,浓度6–10%的次氯酸钠通过蛋白水解作用可打开牙本质小管,形成多孔、不规则的胶原结构,有利于粘接单体的机械固位与更深渗透,但被动冲洗模式下其对矿化基底的效果有限,超声冲洗可增强次氯酸钠的玷污层去除能力。在酸蚀后(脱矿)牙本质上,次氯酸钠的效应具有时间依赖性:作用于新鲜酸蚀牙本质时,首先攻击因玷污层去除及非胶原蛋白质存在而形成的凝胶样层,显露胶原网络,这一过程在6.5%浓度下通常发生于最初60秒内;原子力显微镜/纳米压痕检测显示,酸蚀牙本质经6.5%次氯酸钠作用120秒后仍残留胶原;环境扫描电镜分析显示,凝胶样层残留,完全去除需作用45分钟。次氯酸钠还可引起小管间胶原与小管内糖胺聚糖的重要改变,并能增加树脂突的形成长度。研究显示,酸蚀后用乙二胺四乙酸处理,再短暂冲洗次氯酸钠的序贯方案,可减少混合层老化降解,降低纳米渗漏,获得比传统方法更稳定的微拉伸粘接强度,这是因为去除变性胶原与保水残留物可形成水解稳定性更高的富矿化界面,即使即刻粘接值不一定更高。此外,次氯酸钠联合亚磺酸钠盐(可逆转氧化表面)应用于根管牙本质时,粘接强度优于单纯酸蚀处理。
    4.1.2 次氯酸
    次氯酸与次氯酸钠类似,是根管治疗中常用的抗菌冲洗剂,也被探索作为玷污层去蛋白制剂以提高牙本质粘接面的矿化/有机比。其常用浓度为40–200ppm,因pH温和(6.2),可部分去除玷污层并产生极轻度的脱矿。与次氯酸钠相比,次氯酸残留氯更少,但仍会产生阻碍树脂聚合的氧化副产物。尽管如此,次氯酸的去蛋白效果可与6%次氯酸钠媲美,近期研究中显示出改善的粘接强度。加入至少0.1M的氯化锶或氯化锌可改善次氯酸的冲洗效果,这些添加剂不仅能中和次氯酸的氧化效应,还能增强自由基聚合,允许更短的椅旁应用时间而不影响即刻微拉伸粘接强度。在矿化牙本质上,100ppm次氯酸可提高不同简化粘接系统与牙本质的粘接强度,但即使联合还原剂也无法控制老化导致的粘接降解,其预处理效果高度依赖作用时间与氧化潜能。研究显示,即使仅作用5秒也可提高粘接强度,但该时长也是潜在负面效应的阈值。次氯酸还被研究作为改善龋坏影响牙本质粘接的预处理剂,0.95mM与1.91mM浓度可去除龋坏基底玷污层中浅表变性的胶原,高浓度效果更显著。尽管初步结果令人鼓舞,仍需更多研究评估更广的浓度与作用时间范围,其氧化基底表面的潜在风险与次氯酸钠类似。在脱矿(酸蚀后)牙本质上,低浓度50ppm次氯酸与6%次氯酸钠相比效应可忽略,目前尚无其他将次氯酸用于酸蚀后有机成分消耗的报道。
    4.1.3 次氯酸钙
    次氯酸钙同为氧化剂,常用于水净化与工业灭菌,近期受到牙本质去蛋白领域的关注。鉴于次氯酸钠存在多种不足,次氯酸钙被提议为替代方案,可克服基底过度氧化与表面改变等问题。由于其相对稳定且有效氯含量更高(65%),可在更高浓度下使用而不会像次氯酸钠那样造成基底损伤,钙离子起到稳定作用,使其氧化曲线更温和,更高的有效氯也带来更强的抗菌效果。钙离子的存在而非钠离子可能有利于混合层形成,促进牙本质表面磷酸钙或类磷灰石相的生成。根管相关研究证明,次氯酸钙对牙本质力学性能的危害低于次氯酸钠,且不削弱其抗菌活性。次氯酸钙多以颗粒粉末形式存在,需与生理盐水调配,也有预调配的水溶液剂型。在矿化牙本质上,1%与2.5%浓度的次氯酸钙在受侵蚀挑战的牙本质上表现出显著的去蛋白潜力,与阳性对照次氯酸钠相比,联合Single Bond Universal粘接剂时可提高粘接强度。根管治疗相关研究显示,该物质可有效去除细菌与玷污层,且侵蚀极小。在酸蚀后牙本质上,尽管次氯酸钙用于该场景的研究极少,结果仍具前景:35%酸脱矿后使用10%或15%次氯酸钙,微渗漏值与单纯酸蚀相比无显著差异,但该技术在粘接中似乎可行且可靠。实际上,酸蚀后次氯酸钙去蛋白可能提高牙本质的表面能与渗透性,扫描电镜结果显示基底化学成分可被次氯酸钙改变,提示出现矿化混合层。
    4.1.4 过氧乙酸
    过氧乙酸是强氧化剂,可溶解有机物与玷污层,由过氧化氢与乙酸按平衡比例在稳定载体中混合而成,有效成分为过氧化氢衍生的活性氧与乙酸的稳定组合,牙科中常用浓度为1–2%,pH4.5–6。一项根管研究显示,单独使用1%过氧乙酸可去除玷污层,提高环氧树脂封闭剂对根管牙本质的渗透性与粘接强度,效果与次氯酸钠/乙二胺四乙酸/次氯酸钠序贯方案相似,其他研究也通过场发射扫描电镜观察证实了其玷污层去除能力。但过氧乙酸分解会释放游离氧,干扰自由基聚合,且其释放的氧量可能高于次氯酸钠。目前尚无共识认为该冲洗剂具有良好的有机组织溶解能力,因此不是首选方案。
    4.1.5 二氧化氯
    二氧化氯是传统用于供水与食品加工设备消毒的强氧化性气体,在根管治疗中作为潜在的玷污层去蛋白冲洗剂被探索,因其可溶解有机组织、破坏细菌细胞膜,且残留氯化物少于次氯酸钠。其使用浓度包括0.014%、0.12%、0.3%与13.8%。证据表明二氧化氯可渗透牙本质并改变其力学性能,但次氯酸钠仍是证据最充分的去蛋白冲洗剂,其蛋白水解机制已被充分记录,而二氧化氯的蛋白去除能力除一项研究承认其弱于次氯酸钠外,尚未被定量。
    4.1.6 还原剂
    氧化性预处理可有效溶解有机残留,但可能在牙本质表面留下活性氧/氯物种,淬灭传播的乙烯基自由基,降低聚合转化率,削弱即刻粘接强度。因此需用短时间的针对性还原/抗氧化溶液冲洗,以中和这些残余氧化剂,恢复界面的正常聚合。经典的验证性还原剂是抗坏血酸钠/抗坏血酸,可逆转次氯酸钠诱导的牙本质粘接受损,多项针对不同全酸蚀与自酸蚀系统的研究均显示,短时间至数分钟应用10%溶液即可恢复粘接强度。近期一项系统评价/荟萃分析证实,抗坏血酸盐类冲洗液可显著提高多种粘接家族在次氯酸钠处理牙本质上的粘接强度,同时强调方案敏感性,包括制剂浓度、作用时间与粘接剂化学性质。除抗坏血酸盐外,芳基亚磺酸盐(如对甲苯亚磺酸钠)作为还原共引发剂,既可消耗残余氧化剂,又可促进界面自由基形成,研究显示其可恢复次氯酸钠处理牙本质的粘接强度,且在部分模型中老化后耐久性优于未处理对照组,可能与亚磺酸盐参与界面氧化还原引发的固化有关。硫醇供体如N-乙酰半胱氨酸作为快速电子/硫醇来源也显示出疗效,在次氯酸钠处理后应用于冠部与根部牙本质模型时,可改善推出或粘接指标,在需缩短椅旁时间的场景中可作为实用替代方案。另一类为多酚类抗氧化剂,包括葡萄籽提取物(原花青素)、绿茶/表没食子儿茶素没食子酸酯与迷迭香酸,2024年的荟萃分析发现其均可恢复次氯酸钠挑战牙本质的粘接强度,机制包括自由基清除及可能的胶原交联,但结果仍随粘接剂与配方变化。当使用次氯酸进行玷污层去蛋白时,在次氯酸溶液中加入选定的金属氯化物(如氯化锌、氯化锶)被报道可缩短冲洗时间,减少氧化残留,获得与单纯次氯酸相当或更优的即刻粘接强度,该功能上实现了恢复聚合的同时保留氧化剂的清洁效益。需注意并非所有抗氧化剂效果均等,例如硫代硫酸钠在对照比较中显示出不一致或有限的益处,方案的异质性仍是直接转化的障碍。
4.2 酶类
与不分青红皂白切断肽键、且常留下淬灭自由基聚合的氧化表面的氧化剂不同,蛋白水解酶通过在近生理pH下的底物驱动催化发挥作用,靶向变性暴露的肽域,不产生持续性氧化副产物。实际应用中这意味着:一是不伴随矿物丢失的有机物去除,二是聚合抑制风险更低,三是为乙烯基单体固化提供更洁净、氧化还原活性更低的界面。酶类在不螯合矿物的前提下作用于有机残留,因此处理后表面保留可供功能单体(如10-MDP)结合的磷灰石。这些机制差异解释了为何酶类去蛋白后的即刻粘接强度通常能维持或提高,无需特殊的 neutralizing 步骤。
4.2.1 菠萝蛋白酶
菠萝蛋白酶是从菠萝果实或茎中提取的巯基内切蛋白酶及其他成分的复合混合物,还包括磷酸酶、葡萄糖苷酶、过氧化物酶、纤维素酶、糖蛋白与碳水化合物,多数成分尚未完全鉴定,还含有多种蛋白酶抑制剂。菠萝蛋白酶可降解并消耗胶原与其他细胞外基质成分,通过切断变性基质成分蛋白链内部的肽键发挥作用,是次氯酸钠的安全替代选择,具有良好稳定性、更优的生物相容性及抗炎特性,已在根管研究中得到验证。在矿化牙本质上作为玷污层去蛋白制剂使用时,10%浓度作用30秒可有效增大小管直径,改善树脂突形成与后续固位。与其他新型配方(如菠萝蛋白酶-氯胺T、菠萝蛋白酶-氯己定凝胶)相比,菠萝蛋白酶对玷污层的作用可见但显著性较低,含氯胺的菠萝蛋白酶配方在玷污层降解与小管开放数量上表现更优。在酸蚀后牙本质上,菠萝蛋白酶在酸蚀后牙本质去蛋白中显示出有趣的结果,与次氯酸钠不同,其似乎不会损害粘接系统在牙本质上的粘接强度,在特定方案中甚至可提高粘接性能。研究显示菠萝蛋白酶改善了胶原去除效果,促进单体扩散,减少渗漏并提高牙本质渗透性。与5.25%次氯酸钠相比,8%菠萝蛋白酶作用1分钟可提高牙本质的即刻微拉伸粘接强度。另有研究发现,35%磷酸酸蚀15秒后,使用10%菠萝蛋白酶作用30秒的组别剪切粘接强度结果显著升高,优于所有其他组别,树脂突长度也更长。但也有研究报道6%与10%菠萝蛋白酶组的剪切粘接强度结果无统计学差异,仅6%组数值较高。目前相关研究仍不足,需更多研究明确该酶处理的真实潜力。
4.2.2 木瓜蛋白酶
木瓜蛋白酶是从番木瓜成熟果实中提取的半胱氨酸蛋白水解酶,因其特异性与安全性受到去蛋白制剂领域的关注,与人胃蛋白酶具有相似性,可有效去除釉质、牙本质或龋损的有机成分,无不良生物学效应,同时保留完整的胶原纤维,其抗菌与抗炎特性进一步提升了其在牙科的应用价值。据报道,8–10%浓度使用可提高粘接强度。在矿化牙本质上,木瓜蛋白酶已被用于评估龋坏去除,支持微创技术,目前被认为是有效的化学机械龋坏去除制剂,不良反应极小。研究显示木瓜蛋白酶应用可导致轻中度玷污层形成,在根管治疗相关研究中,1%木瓜蛋白酶可去除根管内玷污层的有机成分,对胶原的作用方面,近期研究显示木瓜蛋白酶在玷污层去蛋白中可与次氯酸钠媲美。在酸蚀后牙本质上,一项比较研究显示,8%木瓜蛋白酶作用1分钟后蒸馏水冲洗,再进行粘接,其粘接强度高于次氯酸钠,而菠萝蛋白酶在所有测试去蛋白制剂中表现最优。研究表明8–10%木瓜蛋白酶可通过蛋白消耗显著提高粘接强度,优于可能损害乙烯基自由基聚合的氧化性制剂。但也有研究显示,木瓜蛋白酶应用后剪切粘接强度无统计学差异,仅15%组结果高于10%组。
4.2.3 靶向蛋白聚糖与糖胺聚糖的酶类(硫酸软骨素酶ABC、透明质酸酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶)
透明质酸酶作为糖胺聚糖水解酶,可靶向硫酸软骨素与硫酸皮肤素,减少酸蚀基质中透明质酸介导的水分滞留以促进渗透。牙本质相关证据多为探索性。硫酸软骨素酶ABC是选择性降解硫酸软骨素/硫酸皮肤素糖胺聚糖链的糖胺聚糖裂解酶,研究显示酸蚀牙本质经硫酸软骨素酶ABC预处理后微拉伸粘接强度改变,树脂渗透发生变化,但相关方案常需极长的孵育时间,尚不适合椅旁应用。胃蛋白酶作为“自限性蛋白水解”概念的一部分在脱矿牙本质上进行了实验性探索,机制上合理,但酸性pH与长时间暴露使其无法成为临床选项。胰蛋白酶在酸蚀后被用于去除蛋白聚糖与部分非胶原蛋白质,减少保水凝胶可显著提高粘接强度,是除菠萝蛋白酶与木瓜蛋白酶外证据较充分的酶学路径,但主要缺点在于其方案所需时间不符合临床实际。
4.2.4 商业化酶溶液
Papacárie与Carisolv均为用于微创龋坏组织去除与牙本质去蛋白的商业化产品,依靠化学机械机制降解部分破坏的胶原分子,有效清除感染的软化牙本质,近期也被证实可用于玷污层去除。Papacárie是木瓜蛋白酶基凝胶,作为去蛋白制剂特异性靶向感染牙本质,其主要成分木瓜蛋白酶与感染牙本质中降解的胶原选择性相互作用,使其变脆并可用手用器械轻松去除,凝胶中还含有氯胺与甲苯胺蓝,增强了其有效溶解玷污层有机结构的能力。衰减全反射傅里叶变换红外光谱分析证实,Papacárie在玷污层去蛋白中效果优于Carisolv与低浓度次氯酸钠。60秒Papacárie处理牙本质表面可减少自酸蚀粘接剂应用前的间隙形成,经扫频光学相干断层扫描分析证实。Carisolv则采用双注射器系统:一支含羧甲基纤维素基凝胶与氨基酸(谷氨酰胺、亮氨酸、赖氨酸),另一支含0.95%次氯酸钠(初始浓度为0.5%)。与传统的5.25%次氯酸钠去蛋白相比,Carisolv依靠凝胶形式的较低浓度次氯酸钠实现可控、局灶的作用,其蛋白水解活性主要归因于次氯酸钠溶解玷污层有机相,为后续粘接程序准备牙本质。两种产品均被证实可有效去蛋白,各有优势:Papacárie凭借木瓜蛋白酶对感染牙本质的选择性作用更佳,Carisolv因凝胶型次氯酸钠配方实现可控微创应用。衰减全反射傅里叶变换红外光谱比较研究显示,两者均显著消除有机相,Papacárie效果与6%次氯酸钠相似,但显著优于Carisolv,可能与Carisolv中次氯酸钠浓度较低有关。2011年推出了Papacárie的新版本Papacárie Duo,黏度更高,误差更小,耐久性更强。另一款相关木瓜蛋白酶产品Brix 300含10%木瓜蛋白酶,依靠封装缓冲乳液机制提高稳定性与凝胶固定性,不影响pH,新配方显示出增强的蛋白水解活性,胶原去蛋白效果更优。近期研究显示,Papacárie Duo诱导的玷污层去蛋白可促进受损胶原纤维去除,形成稳定的胶原层,有助于形成理想的牙科粘接化学结合,扫描电镜观察显示与传统方法相比几乎无玷污层残留。但有研究比较Papacárie Duo与Brix 300和传统旋转器械机械龋坏去除的效果,发现使用这些材料并未获得显著更高的剪切粘接强度,指出Brix 300更高浓度可能带来更强的蛋白水解活性,但应用Brix 300确实导致界面粘接强度与剪切模量严重下降,且与次氯酸钠、二氧化氯相比,Brix 300在剪切粘接强度方面未显示前景,且微渗漏评分均值最低。目前尚无其他研究测试Brix 300作为去蛋白制剂的效果,亟需更多结果。
4.2.5 酶处理的注意事项——动力学
与次氯酸盐类氧化剂相比(后者在覆盖玷污层的牙本质上表现出快速的、经表面验证的去蛋白效果,显微镜与光谱终点证实10–120秒内即可出现小管开放与有机物丢失),蛋白水解酶(木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶)通过催化裂解发挥作用,通常需要更长时间才能达到可比的功能性改善。目前支持短时间(约30–60秒,8–10%浓度)酸蚀后应用的证据主要来自力学结局,典型为扫描电镜下的粘接强度与树脂突形态,而非表面分析。因此,虽然酶类可在不引入可能抑制聚合的氧化副产物的前提下提供临床可行的改善,但目前尚不能宣称其表面效果与氧化剂等效。在获得直接的表面水平确证(如衰减全反射傅里叶变换红外光谱/微拉曼光谱检测酰胺I/III带丢失、原子力显微镜/轮廓仪检测粗糙度、扫描电镜检测表面形态)之前,酶类方案应被描述为选择性、低氧化还原的替代方案,其有效性主要通过粘接结局得以证实,这类制剂的动力学对浓度、震荡与基底状态更为敏感。
  1. 5.
    物理治疗
    除化学氧化剂与酶类外,加热提供了去除或变性牙本质有机成分的物理路径。热处理可使蛋白质结构(包括胶原与保水蛋白聚糖/糖胺聚糖凝胶)变性凝固。变性温度随水化程度与矿化状态变化:矿化牙本质的热分解温度为160℃至186℃,取决于水化程度与年龄,而脱矿牙本质除非脱水,否则热稳定性更低。因此,热处理在机制上可用于展示蛋白消耗表面的行为,但不应与临床适用的去蛋白操作混淆,因为所需温度在体内生物学上不可接受。热处理最好被解释为原理验证性证据,表明在受控实验室条件下,可在保留无机相的同时实现有机网状结构的大量去除或变性,该发现可用于指导更温和的化学或酶学路径的设计,而非支持椅旁热应用。
  2. 6.
    物理化学治疗
    6.1 激光治疗
    数十年的研究证实大多数激光具有危害性,会对牙本质与牙髓产生负面热效应。铒钇铝石榴石激光与铒铬钇钪镓石榴石激光的发现表明,热治疗可在不产生生物损伤的前提下用于牙本质基底。这两类激光最初主要用于龋坏病变的微创治疗,近期则成为去蛋白能力研究的焦点。文献报道了多种激光与不同参数处理方案。具体而言,掺钕钇铝石榴石激光可引起牙本质显著的物理、形态与化学变化,其与表面的高能相互作用促进局部熔融与后续再结晶,形成不规则地形,该过程常导致玷污层与下方牙本质的部分蒸发或融合,可能影响后续粘接程序与脱矿动力学。研究显示掺钕钇铝石榴石激光比10%次氯酸钠更有效地去除酸蚀牙本质的胶原网络。另有研究指出掺钕钇铝石榴石与940nm半导体激光可降低体外V类复合树脂修复的边缘微渗漏,掺钕钇铝石榴石激光在底漆应用后或半导体激光在粘接剂应用后使用,可显著提高微拉伸粘接强度。但在所有激光中,证据最充分的是铒钇铝石榴石激光,其除改变表面外,还可在牙本质产生无玷污层的粘接层。虽然已知激光产热可促进树脂渗透,但目前尚无最佳方案的共识,研究显示激光在粘接剂使用后应用可提高粘接强度值,而其他研究则报告使用前效果更好。在矿化牙本质上,多数研究聚焦于掺钕钇铝石榴石与铒铬钇钪镓石榴石激光,铒铬钇钪镓石榴石激光照射后再行酸蚀,可成功脱矿牙本质无机组织,打开牙本质小管,形成更适宜的粘接环境。研究显示激光本身可能损害牙本质,但随后酸蚀可提高拉伸粘接强度。铒铬钇钪镓石榴石激光联合次氯酸钠与乙二胺四乙酸可在实验室研究中改变胶原含量。铒钇铝石榴石激光在粘接程序前使用未观察到混合层,证实为真性脱矿,而掺钕钇铝石榴石激光使用后可见薄混合层。针对矿化牙本质,激光照射的机制可产生粗糙表面,小管开放且无玷污层,激光产热可清除自由基并改变牙本质表面,从而提供适宜的粘接基底。二氧化碳激光照射则因能量集中于小区域,引起化学与形态变化,熔融釉质柱,最终增加微渗漏结果。在酸蚀后牙本质上,研究显示激光可修饰酸蚀牙本质,效果类似酸蚀后去蛋白,但这些发现应谨慎解读,因为激光效应强烈依赖于波长、能量密度、脉冲持续时间、水冷、牙本质深度与粘接剂化学性质。有研究报道掺钕钇铝石榴石激光处理酸蚀牙本质可增加粘接剂渗透,优于10%次氯酸钠,而其他研究则显示溶剂类型与粘接家族会影响结局。近期荟萃分析证据表明,铒钇铝石榴石激光预处理在某些比较中与机械预备表现相当,但单独使用时劣于传统全酸蚀,异质性高且仅限于实验室证据。因此,激光去蛋白应被描述为参数敏感的实验性技术,而非标准化临床方案。
  3. 7.
    生物学效应、牙髓安全性与临床可行性
    牙本质去蛋白的生物学解读需谨慎,因为现有证据多来自使用拔除牙、标准化玷污层、直接表面应用的实验室模型,无法复现牙髓压力、剩余牙本质厚度、成牙本质细胞反应、牙本质液流、唾液稀释或口内清除等条件。首先,次氯酸钠的使用应被视为浓度与时间依赖性干预,而非通用选项。其抗菌与组织溶解能力解释了其在根管治疗中的广泛应用,但该获益在化学上与矿化牙本质内胶原降解及形成胶原稀疏、弯曲强度降低的矿化基质相关联。傅里叶变换红外光谱数据显示,次氯酸钠诱导的牙本质胶原改变可延伸至距根管壁至少0.5mm,暴露于5.25%次氯酸钠会显著增加胶原降解并降低矿化牙本质的弯曲强度,这些效应与更广泛的次氯酸钠不良改变牙本质力学性能的证据一致。在粘接方案中,这种生物学谨慎性与聚合顾虑重叠。抗坏血酸钠可逆转氧化酸蚀牙本质的受损粘接,亚磺酸盐可明显改善次氯酸钠处理牙本质的粘接,含N-乙酰半胱氨酸的策略与根部模型的粘接性/生物相容性改善相关,但抗氧化效应仍具有方案与材料依赖性。因此,短时间暴露、定制化浓度、大量冲洗及需要还原或抗氧化中
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