齿美白剂对口腔微生物影响的研究进展

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牙齿美白剂对口腔微生物影响的研究进展
2016-10-03 来源：中华口腔医学杂志 我要投稿

作者：张博 霍思蓓 刘诗雨 李明云 四川大学口腔疾病研究国家重点实验室

牙齿着色作为一种困扰广大患者的疾病，可以分为外源性着色及内源性着色两大类。外源性着色主要由食物、饮料及牙菌斑中的色素沉积在牙齿表面造成。一些疾病或药物可使牙胚的形成与矿化受到影响，或牙外伤使牙齿的内部结构如牙釉质、牙本质着色而导致内源性着色，主要包括四环素牙、氟斑牙、无髓牙，以及一些全身性疾病在牙体的表现，如黄疸、胆汁淤积、肾脏疾病等。牙齿美白剂能改善内源性着色牙，如氟斑牙、无髓牙、创伤性变色牙，从而改善患者牙齿的美观。因此，合理使用美白剂逐渐成为牙齿内源性着色患者社交与心理需求的主要方法。

美白剂使用的安全性问题一直存在争议，因美白剂的主要成分为过氧化物，有较强的抑菌作用，同时还可对牙体组织的结构和力学性能产生影响，如改变牙齿表面粗糙度及硬度等。这些改变可能影响细菌对牙面的黏附，进而影响龋易感性。本文主要针对美白剂对口腔微生物生长影响的相关研究进行综述。

一、牙齿美白剂的美白机制

牙体组织中含有共轭π键或无机金属配合物的色素分子，是牙体着色的主要原因。美白剂改变牙齿色泽主要包括3个过程：有效成分渗透入牙体组织、与有色分子反应、牙体组织结构变化使牙齿的反光性发生改变。过氧化氢或过氧化脲为目前常用美白剂的有效成分。过氧化氢（5%～38%）作为强氧化剂，在漂白过程中可迅速释放HO2-、羟基自由基（·OH）等，透过牙釉质、牙本质，将细胞外基质中的色素分子降解为极性较强或相对分子质量较小的无色分子，进而达到美白效果。过氧化脲（10%～35%）可以分解为过氧化氢和尿素，尿素进一步分解为二氧化碳和氨气。尿素及铵离子破坏釉质有机基质蛋白分子各级结构中的氢键，大分子蛋白进而被分解为小分子多肽，并从成熟釉质中消除，以形成通道利于强氧化物渗透牙釉质抵达釉质牙本质界发挥美白作用。同时尿素可以升高口腔pH值，减少菌斑形成。有研究显示，美白剂不仅可以通过物理通道渗透进入牙体组织，还可以通过与不同组织分子间的亲和力进入牙体组织内部，且美白处理可导致牙齿表面反射波谱增加。Ma等研究表明，美白剂能改变牙釉质的半透明性也是其美白的原理之一。除过氧化氢和过氧化脲以外，过硼酸钠与二氧化氯作为强氧化物也可用于牙齿美白。有研究显示，过硼酸钠溶液（2 g/ml ）与16.3%的过氧化氢美白效果相近，而0.07%二氧化氯的美白速度优于35%的过氧化氢。

牙齿漂白主要有家庭漂白、诊室漂白及非处方药物（over the counter，OTC）漂白3种方法。家庭漂白由患者在医师指导下于夜间配戴含有漂白剂的托盘，需较长时间才能达到美白效果。诊室美白主要使用高浓度漂白剂，并在热源、光源等辅助下进行，短期内即可获得美白效果。近期研究发现，等离子体电弧灯辅助低浓度漂白剂的牙齿美白是一种安全高效的方法。OTC漂白由于缺乏医师指导，效果不理想且有一定危险性，不建议使用此方法进行牙齿美白。

二、牙齿美白剂对口腔微生物的影响

1．美白剂对浮游微生物生长的影响：

Zheng等用36%过氧化氢凝胶（Beyond）对志愿者进行牙齿美白处理，每次光照美白8 min，擦除凝胶后继续进行第2次美白，共处理3次，并分别于美白后3、14及28 d收集志愿者唾液，将唾液稀释后接种于平板上厌氧培养5 d，结果表明28 d内唾液菌斑总量无明显变化。

Alkmin等体内研究发现，美白处理不会改变唾液内变形链球菌的含量。其对志愿者进行家庭牙齿美白处理，每名志愿者接受10%过氧化脲（Platinum ，Colgate）或7.5%过氧化氢（Day White 2Z, Discus Dental）处理，每天美白1 h，持续21 d，分别于处理前、处理中及处理后（14 d内）收集志愿者唾液，稀释后接种于平板厌氧培养48 h，结果显示美白剂处理前、处理中（第7 d及21 d）及处理后14 d唾液中变形链球菌量差异无统计学意义，两组美白剂之间差异亦无统计学意义。

Bentley等体内研究中志愿者接受10%过氧化脲（Proxige ，Reed and Carnrick）处理，每天美白1 h，持续42 d，于美白前和美白42 d后收集唾液，稀释后接种于平板厌氧培养24 h，结果显示美白处理对唾液中变形链球菌数量无显著影响，但可以降低乳杆菌的量，推测唾液中的乳过氧化氢酶在有过氧化氢存在时可氧化唾液中的硫氰酸盐，从而抑制乳杆菌的代谢，体外研究发现变形链球菌和乳杆菌经1%过氧化脲溶液处理2 h后生长均受到抑制。Oliveira等体外研究显示，2 g/ml过硼酸钠溶液加入细菌悬液（1.5× 108 CFU/ml）中（1∶2) 10 min可抑制变形链球菌生长，5 min可抑制白色念珠菌生长，20 min可抑制粪肠球菌生长；而30%过氧化氢与细菌悬液混合5 min后可抑制变形链球菌生长，3 min可抑制白色念珠菌生长，20 min可抑制粪肠球菌生长；37%过氧化脲（Whiteness ，Super Endo）与细菌悬液混合15 min可抑制变形链球菌生长，10 min可抑制白色念珠菌生长，30 min可抑制粪肠球菌生长。在漂白溶液中加入2%氯己定（洗必泰）可加强抑菌效果。

综上所述，美白剂处理后对唾液细菌量影响较小，对主要致龋菌变形链球菌的浮游生长影响也较小，这可能是漂白剂在唾液中残留时间较短所致。Mahony等研究显示，美白后30 min唾液中几乎检测不到过氧化物。体外研究均发现牙齿美白剂可抑制细菌的浮游生长，这是由于体外研究将一定剂量的美白剂加入细菌培养液中进行细菌培养，美白剂进而发挥强氧化物的灭菌效能。

2．美白剂对微生物在釉质表面生物膜形成的影响：

大量研究显示，美白剂处理对牙体组织结构有一定影响，如表面粗糙度增加、化学成分发生变化（钙磷比降低）、力学性能改变（硬度及断裂韧性降低）。同时，也有研究显示美白剂对釉质表面形态、显微硬度、无机物等均无显著影响。美白剂对硬组织的改变是否影响釉质表面菌斑生物膜的形成，是否会导致细菌致龋性增强是当前研究热点。

Gursoy等对志愿者进行35%过氧化氢（Pola Office, SDI Limited）加光处理30 s美白，后采用Turesky改良Q-H菌斑指数（Turesky Modification of the Quigley-Hein Plaque Index, TPI）与改良Navy菌斑指数（Modified Navy Plaque Index，MNI）记录志愿者菌斑量，发现处理后第3天志愿者菌斑指数与处理前相比降低，但第5天菌斑指数较漂白前显著增加，推测可能是牙齿漂白剂使釉质表面粗糙度增加，菌斑更易堆积。同样，Zheng等在前文所述研究中对志愿者还进行了TPI、MNI及菌斑细菌量的测量。将菌斑接种于平板上厌氧培养5 d，结果显示漂白后两种菌斑指数、菌斑中细菌总量迅速降低，漂白后3 d内降至最低值，28 d时上升到与漂白前相近的水平；漂白后牙菌斑中变形链球菌菌量较漂白前降低，28 d后降至最低。以上两项体内研究中漂白后菌斑指数（TPI、MNI）或菌斑细菌量随时间变化的趋势相似，均呈现先降低后升高的趋势。原因可能为漂白剂在牙体组织中残留较久，短期内残留的漂白剂有抑菌作用，随着时间增加，菌斑量将恢复甚至超过漂白前水平。随后郑春艳等的体外实验研究将20个直径为5 mm的人牙釉质样本随机分为实验及对照组，釉质样本取自釉质完整的离体牙，经30 s抛光后分别进行35%过氧化氢凝胶（Beyond）处理（每次光照8 min，连续处理3次），然后加入变形链球菌连续培养，在3、7、14、21及28 d分别从两组样本中各取出两个样本进行激光扫描共聚焦显微镜观察和传统方法培养计数。实验发现14 d内处理组生物膜活菌数量显著少于对照组，21 d后处理组活菌数量显著多于对照组。此体外实验结果与之前体内研究结果一致，推测美白后前期残留美白剂的作用可抑制细菌黏附，后期此作用逐渐消失，美白剂处理导致釉质表面粗糙度增加，从而使变形链球菌黏附增加。

Hosoya等将牙釉质样本随机分配到7组，分别接受7种处理：35%过氧化氢凝胶（Hi-Lite ，Shofu）处理1、3、5次，40%磷酸酸蚀处理后美白处理1、3、5次，仅酸蚀处理。每次美白处理持续20 min，1次处理完成后对标本进行清洗干燥，并即刻进行下一次美白处理。处理后采用非接触式表面粗糙度仪测量其表面粗糙度并进行变形链球菌黏附实验。结果发现所有处理组表面粗糙度均较未处理组显著增加，且扫描电镜观察显示变形链球菌培养3 d后处理组黏附均较对照组增加，酸蚀后美白处理5次的牙釉质表面细菌黏附显著多于其他组。同样Gürgan等采用3种10%过氧化脲（Opalescence, Ultradent; Karisma, Confi-Dental Co; Nite White, Discus Dental）处理离体牙釉质片，每天处理8 h，连续处理30 d，结果显示处理组表面变形链球菌黏附较未处理组明显增多，且Opalescence组细菌黏附最多；马净植等对牙釉质标本随机分组，分别采用35%过氧化氢（Beyond）配合8 min光照处理3次、10%过氧化脲（Opalescence，Ultradent）每天处理12 h，处理15 d后在牙釉质表面培养生物膜24 h，结果显示变形链球菌在处理组牙釉质表面黏附显著增加，且10%过氧化脲组较35%过氧化氢组细菌黏附显著增多。卢志山等采用30%过氧化氢处理15 min分别进行体内、体外研究，美白处理7 d后取志愿者菌斑以及在离体牙表面进行生物膜培养，厌氧培养72 h后发现体内、外研究中处理组变形链球菌黏附均较未处理组显著增多。

Ittatirut等比较25%过氧化氢（Zoom2 bleaching system, Discus Dental）和35%过氧化氢（Beyond）对牙釉质表面粗糙度和链球菌（变形链球菌和血链球菌）在釉质表面形成生物膜的影响。方形离体牙釉质片被随机分为25%过氧化氢（光照15 min）、35%过氧化氢（光照8 min）处理组及对照组。每组美白处理3次，每次处理之间用棉球擦除凝胶后即刻进行下一次处理。采用接触式轮廓仪测量釉质表面粗糙度，比较各组平均粗糙度（Ra）发现美白处理组Ra降低，两处理组间差异无统计学意义；采用结晶紫染色及扫描电镜观察培养24 h后的生物膜，发现35%过氧化氢处理组血链球菌黏附量显著大于25%过氧化氢处理组及对照组；变形链球菌生物膜的形成各组之间差异无统学意义。可能由于血链球菌作为口腔微生物生物膜形成的先驱菌，较变形链球菌更易黏附于釉质表面，提示美白处理后短期内可增加血链球菌生物膜的形成，可为其他细菌在釉质表面形成成熟生物膜提供框架；细菌培养24 h尚不足以观察出美白处理对变形链球菌的影响；血链球菌在经35%过氧化氢（pH=4.4）与25%过氧化氢（pH=8）处理的牙釉质片上生长存在差异，可能因为酸性条件更利于细菌黏附。

Al-Qunaian对离体牙分别进行10%过氧化脲（连续14 d每天处理8 h；Opalescence，Ultradent）、20%过氧化脲（含0.11%氟、3%硝酸钾，处理同上；Opalescence, Ultradent ）、35%过氧化氢（每个周期持续10 min，配合光照30 s，每次处理连续进行3个周期，至少3 d后进行下次处理，14 d内共处理3次；Opalescence Xtra, Ultradent）处理后放入体外微生物致龋模型4 d（变形链球菌悬液中培养2 h后，每天放于流动含糖胰酪胨大豆肉汤培养基3次，每次30 min，其余时间放于流动矿物质溶液中，模拟口腔唾液环境及三餐进食），激光扫描共聚焦显微镜观察发现10%过氧化脲及35%过氧化氢处理后，离体牙龋坏范围、深度、总灰度值与未处理组差异无统计学意义，而20%过氧化脲处理后龋坏范围、深度及总灰度值降低，这可能是由于氟的矿化作用。此研究结果显示，10%过氧化脲与35%过氧化氢处理不会增加牙齿的龋易感性。

综上所述，多数体内研究表明美白剂处理后短期内菌斑量减少，但随着时间增长，牙体组织中残留的漂白剂减少，美白处理后牙齿表面粗糙度增加，从而使菌斑黏附增加；而各体外实验结果不同，可能是由实验采用的美白剂种类、pH值、美白方法、处理后美白剂残留量及细菌培养时间的差异所致，但大多数实验支持美白处理增加细菌黏附的假设。

3．美白剂对微生物在修复材料上黏附的影响：

Steinberg等体外实验采用10%过氧化脲溶液（Sigma）或过氧化氢溶液（Frutarom）处理光固化复合树脂，树脂样本在含有漂白剂的缓冲溶液中浸泡1、2或3 d，每天更换漂白溶液，唾液包被树脂常温下1 h，细菌培养2 h，研究发现过氧化氢和过氧化脲处理后唾液蛋白在树脂表面的吸附较对照组减少，但漂白剂种类、处理时间对唾液蛋白黏附无明显影响，同时发现唾液蛋白的吸附可以减少变形链球菌和表兄链球菌在树脂表面的黏附。Mor等采用同样漂白处理及生物膜培养方法，发现10%过氧化脲或过氧化氢处理光固化复合树脂3 d后，变形链球菌及表兄链球菌在处理树脂表面黏附明显增加，且过氧化氢组增加较过氧化脲组明显，而处理7 d后仅过氧化氢组树脂表面变形链球菌和表兄链球菌黏附增加，放线菌黏附减少。细菌在漂白后树脂表面黏附的变化可能导致菌斑堆积，增加继发龋发生的风险。

目前研究结果显示，牙齿美白剂对患者龋易感性的影响仍存在争论，不同研究常就其抑菌作用和改变釉质面粗糙度导致细菌黏附增加得到不同结论，推测其可能原因：研究选取的美白剂种类、品牌差异：不同美白剂所含过氧化物类型、浓度及pH值不同，从牙面上彻底清除难易程度及时间存在差异；体外微生物培养时间及体内取样时间差异；实验条件（体内或体外）差异：体内研究较难对研究对象进行控制，而体外实验对处理对象的控制较好，但又不能完全模拟体内环境。

综上，牙齿美白作为一种有效改善牙齿内源性着色的方法，其安全性一直备受关注。为探究其对口腔微生物的影响，进一步的研究可适当增加实验时间，加强受试者随访，追踪美白处理对口腔微生物生长的长期影响；观察菌斑及唾液中多种菌量的变化，探究多种细菌在离体牙釉质表面的生长情况等。

来源：中华口腔医学杂志2016年第51卷第2期