《Journal of Functional Biomaterials》：Comparative Effects of Experimental Bioactive Glasses on Dentin Permeability and Tubule Occlusion In Vitro
编辑推荐：
本研究旨在评估实验性生物活性玻璃溶液对牙本质液流动（dentinal fluid flow）和水力传导性（hydraulic conductance, Lp）的体外影响。研究人员将50个牛切牙的牙本质块按所用去敏剂分为5组（n=10）：第1组—对照组（无处理）
本研究旨在评估实验性生物活性玻璃溶液对牙本质液流动（dentinal fluid flow）和水力传导性（hydraulic conductance, Lp）的体外影响。研究人员将50个牛切牙的牙本质块按所用去敏剂分为5组（n=10）：第1组—对照组（无处理）；第2组—Bioglass? 45S5；第3组—Bioglass? F18；第4组—Biosilicate凝胶；第5组—Desensibilize Nano P（FGM）。处理方案为每天应用20分钟，连续15天。随后，标本接受柠檬酸挑战以模拟口腔脱矿条件。在去敏处理前后及酸性挑战后评估牙本质液流动和水力传导性。扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）用于牙本质表面的定性分析。牙本质液流动和水力传导性数据采用两因素重复测量方差分析及Tukey检验进行分析（α=0.05）。对照组在酸挑战后显示出最高的牙本质液流动和水力传导性数值（p<0.05）。产品应用后，Bioglass? 45S5和Bioglass? F18显示出最低的牙本质液流动（分别为0.463±0.124 Lp和0.549±0.239 Lp）和水力传导性数值（分别为0.025±0.007 Lp和0.026±0.007 Lp），与Biosilicate凝胶和Desensibilize Nano P相比差异显著（p<0.0001）。Biosilicate凝胶和Desensibilize Nano P在应用后显示出较高的牙本质液流动（分别为0.864±0.180 Lp和0.840±0.173 Lp）和水力传导性数值（分别为0.047±0.010 Lp和0.046±0.009 Lp）（p<0.0001）。酸挑战后，各组间未观察到显著差异（p>0.05），尽管所有实验组数值上均低于对照组。基于生物活性玻璃的去敏剂能够降低牙本质液流动和水力传导性，提示牙本质小管封闭作用。Bioglass? 45S5和Bioglass? F18表现出最稳定的性能，即使在酸挑战后仍维持较低数值，提示其在牙本质敏感管理中的潜在应用价值。
## 一、研究背景与目的
牙本质敏感（dentin hypersensitivity）是一种常见的临床症状，表现为牙本质暴露后在温度变化、气流、蒸发、触觉、渗透压或化学刺激下产生的尖锐、短暂性疼痛。该症状通常与磨耗、非龋性颈部缺损、侵蚀、牙龈退缩或牙周治疗后的牙骨质丧失导致的牙釉质缺失相关。Br?nnstr?m提出的流体动力学理论（hydrodynamic theory）是目前最广为接受的牙本质敏感发病机制，该理论认为致痛刺激可增加牙本质液流动或改变其方向，从而激活成牙本质细胞周围的神经末梢，产生痛觉。
目前，牙本质敏感的治疗仍面临挑战。现有的去敏剂主要通过两种机制发挥作用：降低牙髓神经末梢的兴奋性或封闭牙本质小管。常用去敏剂包括含硝酸钾、草酸铝铁、碳酸盐、氟化物等化学成分的漱口水和牙膏，以及氟保护漆、粘接剂和复合树脂等物理方法。然而，这些治疗方法多存在效果不持久、长期稳定性有限等问题，其性能可能因口腔环境变化（如pH波动）而受到影响。
近年来，生物活性玻璃（bioactive glass）因其在牙本质敏感管理中的潜在应用而受到越来越多的关注。与传统治疗方法相比，生物活性玻璃能够促进仿生再矿化（biomimetic remineralization），在牙本质表面形成稳定的类羟基磷灰石（hydroxyapatite-like）层，促进牙本质小管封闭，从而可能降低牙本质敏感。为进一步探索不同生物活性玻璃去敏剂的性能差异，本文研究人员开展了此项体外研究，旨在评估不同去敏剂对酸挑战后牙本质液流动和水力传导性的影响，并检验两个零假设：（1）不同去敏剂处理后的牙本质液流动和水力传导性无变化；（2）酸挑战后不同去敏剂处理标本的牙本质液流动和水力传导性无变化。该论文发表于《Journal of Functional Biomaterials》。
## 二、关键技术方法
本研究采用牛切牙牙本质块作为样本来源（来源于24至36月龄动物，经机构伦理委员会批准）。主要关键技术包括：牙本质块制备与标准化处理（17%乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA，pH 7.4）预处理后建立标准化初始通透性）；流体渗透系统（THDO3d装置）测量牙本质液流动及水力传导性（基于毛细管中气泡线性位移计算）；五种去敏剂分组处理（连续15天、每天20分钟的应用方案）；柠檬酸酸挑战模型（0.5%柠檬酸溶液，pH 2.5，每日6次、每次2分钟，共7天，模拟口腔脱矿条件）；扫描电子显微镜（SEM，5000×放大倍数）定性分析牙本质表面形态；以及两因素重复测量方差分析结合Tukey检验的统计学分析方法。
## 三、研究结果
### 牙本质液流动结果
产品应用后，Bioglass? 45S5、Bioglass? F18及对照组牙本质液流动值最低，与其余各组相比具有统计学显著差异（p<0.0001）。Biosilicate凝胶和Desensibilize Nano P组在产品应用后显示出最高的牙本质液流动值，与初始和最终读数相比显著升高（p<0.0001）。Bioglass? 45S5和Bioglass? F18组在各评估时间点间无显著差异（p=0.0685和p=0.2549），表明其处理效果稳定。酸挑战后，各组间未观察到统计学显著差异（p>0.05），但所有实验组数值上均低于对照组。
### 水力传导性结果
对照组和Bioglass? 45S5组在酸挑战后最终读数中显示出较高的水力传导性值，与应用后的读数相比差异显著（p=0.002和p=0.0011）。Biosilicate凝胶和Desensibilize Nano P应用组在应用后显示出最高的水力传导性值，与初始和最终读数相比差异显著（p<0.0001）。Bioglass? F18组在各评估时间点间无显著差异（p=0.6918）。产品间比较，应用后对照组、Bioglass? 45S5和Bioglass? F18组水力传导性值最低，与其余各组相比差异显著（p<0.0001）。酸挑战后各组间无显著差异（p=0.0591），所有实验组通透性数值等于或低于对照组。
### 扫描电子显微镜分析结果
定性观察显示，不同去敏剂处理后牙本质小管呈现被填塞的状态，酸挑战后依然如此。酸挑战前，处理组表面粗糙且富含颗粒，提示生物活性材料在牙本质表面的沉积。酸挑战后，表面变得更光滑、更均质，可能提示松散结合颗粒的部分溶解或去除。酸挑战后各组牙本质物理结构相似。
## 四、讨论与结论分析
研究人员对四种去敏剂（一种市售产品与三种实验性生物活性玻璃溶液）进行了系统比较。关于去敏剂性能，定量分析显示对照组、Bioglass? 45S5和Bioglass? F18组牙本质液流动和水力传导性值最低，与其余组相比差异显著。然而，没有任何产品在治疗后导致牙本质液流动和水力传导性的降低，这与文献中关于市售去敏产品和实验性生物活性玻璃具有相似小管封闭疗效的报道一致。
关于生物活性玻璃的作用机制，当前理解认为其通过离子释放和骨传导性促进再矿化，形成碳羟基磷灰石（hydroxycarbonate apatite）沉淀，促进矿物沉积和机械性牙本质小管封闭。Bioglass? 45S5含有钙、钠、磷酸盐和生物活性层状硅酸盐（phyllosilicate）成分，可促进羟基磷灰石形成；Bioglass? F18作为近年来的发展，具有改善的机械性能以及增强的血管生成和抗炎潜力，被归类为高生物活性材料。扫描电子显微镜图像证实处理组存在牙本质小管表面覆盖，文献报道生物活性玻璃可导致约90%的牙本质小管封闭。
关于Biosilicate凝胶，该生物活性玻璃陶瓷虽被提出可作为牙釉质和牙本质再生的有前景治疗剂，但本研究发现其在应用后立即效果有限，可能需要更长的羟基磷灰石成熟和结晶时间才能实现有效的小管封闭。其离子溶解过程和矿物沉淀的主要表浅沉积可能限制了即刻牙本质液流动的减少。Desensibilize Nano P含有氟化钠、纳米级羟基磷灰石和硝酸钾，可能主要通过硝酸钾介导的神经去敏化而非即刻牙本质小管填塞发挥作用，纳米羟基磷灰石和氟化物促进的再矿化在评估时间点可能尚未形成充分的封闭效果。
关于酸稳定性，所有测试去敏剂在酸挑战前后均表现出一定的稳定性或抗酸性，Biosilicate凝胶和Desensibilize Nano P组在酸挑战后还显示出牙本质液流动和水力传导性的显著降低，提示活性成分和代谢活性的差异效应。酸挑战后各组间虽无统计学显著差异，但所有实验处理数值上均低于未处理对照，提示对牙本质液运动的保护作用。
本研究存在一定局限性：使用的牛牙本质可能无法完全再现人牙本质的结构特征和通透性；体外实验条件不能完全模拟口腔环境，唾液、机械磨损和饮食酸等因素可能影响生物活性玻璃基去敏剂促进的小管封闭的长期稳定性。
## 五、研究结论翻译
所评估的基于生物活性玻璃的去敏剂可降低牙本质液流动和水力传导性，提示牙本质小管封闭作用。在所研究条件下，Bioglass? 45S5和Bioglass? F18表现出更稳定的性能，即使在酸挑战后仍维持较低数值。尽管侵蚀性挑战后各组间未观察到显著差异，所有实验处理均显示出低于对照组的数值，提示对牙本质液运动的保护作用，表明这些材料在牙本质敏感管理中可能具有相关应用价值。
