掺不同粒径羟基磷灰石牙膏堵塞牙本质小管及吸附六价铬离子作用初探

摘要

牙本质敏感症是一种常见病和多发病，并随着年龄的增长，患病率不断增加，这引起了学者们的研究兴趣。羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)具有良好的生物相容性和生物活性，是人体硬组织的重要天然矿物质成份，构成牙釉质的98％。目前，已有研究证明HA材料存在同质之间相吸附的特性，且将HA作为活性成份添加于牙膏中制成的掺HA牙膏，具有抗牙齿敏感的作用，但此领域研究尚处于起步阶段，掺HA牙膏尚未得到广泛运用，这可能与其制作工艺技术及费用高有直接关系。科技的发展使纳米技术日趋成熟，纳米材料具有纳米颗粒的优异特性，我们猜想，掺纳米羟基磷灰石(nano-HA)牙膏在抗敏感方面是否具有更好的堵塞牙本质小管的能力？另一方面，众多实验研究发现HA对重金属离子具有良好的吸附能力，nano-HA对重金属离子的吸附效果甚优，而将HA掺入牙膏对水溶液中的重金属是否依然具有吸附效果未见报道;掺不同粒径HA牙膏间的吸附能力是否存在差异，何种最佳仍未明了;若掺HA牙膏对重金属离子存在吸附能力，那么这种吸附力是否稳定？
　　 目的
　　 统一规范牙本质片的制作方法，比较研究不同浓度的枸橼酸溶液于不同时间内去除牙本质玷污层，暴露牙本质小管的能力，得出制备模拟牙本质敏感模型的最佳枸橼酸浓度和酸蚀时间，获得研究牙本质敏感的可靠体外实验模型;通过模拟口腔内环境，从定量、定性两方面，初步比较研究掺不同粒径HA牙膏对牙本质小管的堵塞作用;以及掺HA牙膏促进牙本质表面再矿化情况;进一步观察研究HA自身的溶解性及牙刷机械刷洗对此堵塞作用所造成的影响;初步探讨比较掺不同粒径HA牙膏对水溶液中六价铬离子的吸附去除能力，以及此吸附能力的稳定性。
　　 方法
　　 <1>选取30颗前磨牙（因正畸治疗而拔除的牙冠完整无龋坏、无裂纹、未进行过修复性治疗），冷水冷却下磨除牙合面釉质层，在前磨牙冠部釉牙本质界下约1.5mm处使用细金刚砂车针冷水冷却下以平行牙合面进行切割，得到牙本质片（厚约1.5mm），经碳化硅水磨砂纸（600、1000、1200、2000目）逐级抛光牙本质片的一面（远离髓腔一侧）、形成均一、平整、光滑的表面，然后在显微镜下检查证实样本已经抛光、表面没有划痕、透光度一致。将抛光的样本置于去离子水中超声波清洗10min，连续3次，去除杂质。再用大量去离子水冲洗3遍，制成实验所需的模拟牙本质敏感的牙本质片模型。使用不同浓度的枸橼酸酸蚀(5％、10％、15％)处理牙本质片不同时间(30、60、120、180s)，去除酸蚀液，去离子水超声波振荡后，于空气中自然干燥，喷金。扫描电镜观察牙本质片表面经酸蚀后的形态学特征，并使用Image-proplus6.0测量牙本质小管的直径，使用SPSS16.0统计分析软件比较分析不同浓度枸橼酸溶液(5％、10％、15％)分别酸蚀不同时间(30、60、120、180s)后对牙本质片表面玷污层的去除效果、开放牙本质小管的能力;
　　 <2>选取按照上一实验制备完善的磨牙和前磨牙牙本质片各70个，随机从两组中选取10个牙本质片作为未处理组，行EDS检测;其余各组60个牙本质片分为6组（空白对照组:不使用任何实验样品。阴性对照组:不掺HA的牙膏。阳性对照组:高露洁专效抗敏牙膏。实验组1:掺3％80nmHA牙膏。实验组2:掺3％300nmHA牙膏。实验组3:掺3％600nmHA牙膏），每一牙本质片取等量牙膏(0.2g)，使用牙刷醮蒸馏水，刷洗2min后用蒸馏水冲洗30s以去除实验品，然后存放于人工唾液(pH=6.8)中，储存于37℃的水浴箱中，连续刷洗7d。7d后，将牙本质片一分为二，一半进行SEM、EDS检测，检测前用干净牙刷蘸蒸馏水刷洗30s;另一半再用干净牙刷蘸蒸馏水进行机械刷洗2min、蒸馏水冲洗30s，然后存放于人工唾液(pH=6.8)中，储存于37℃的水浴箱，每天两次，重复7d，于空气中干燥后行SEM检测观察;
　　 <3>每12份体积为50ml、初始浓度为100μl/ml的Cr(Ⅵ)离子溶液为一组，分别加入1.000ml浓度为0.025g/100ml、0.050g/100ml、0.100g/100ml、0.200g/100ml、0.300g/100ml、0.400g/100ml、0.500g/100ml、0.600g/100ml、0.700g/100ml、0.800g/100ml、0.900g/100ml、1.000g/100ml的牙膏悬液，按牙膏种类分为掺3％80nmHA牙膏、掺3％300nmHA牙膏、掺3％600nmHA牙膏、空白牙膏4组。待反应平衡(于室温下，每分钟300转，搅拌3h，静置24h)后离心（转速为3000r/min，时间为10min，温度25℃），取上层澄清液，使用二苯碳酞二肼分光光度法，用752N紫外分光光度计测量残余Cr(Ⅵ)离子浓度，计算去除率。并将反应后溶液下层沉淀物于120℃下烘干，使用EDS检测所得沉淀物粉末的元素组成。重复上述方法配置反应体系，于室温下，搅拌3h，静置14d、28d，再次测量残余Cr(Ⅵ)离子浓度与计算去除率。
　　 结果
　　 <1>5％枸橼酸溶液酸蚀各时间组、10％和15％枸橼酸溶液酸蚀30s或60s时去除玷污层能力有限，牙本质小管未完全开放，仍有牙本质小管受到不同程度的玷污层覆盖;10％、15％浓度组酸蚀120s或180s均可使牙本质小管表面玷污层去除，完全暴露牙本质小管。析因方差分析结果显示:不同时间段间差异有统计学意义(F=15.765，P=0.001＜0.005);不同浓度处理组间差异有统计学意义（F=52.948，P=0.000＜0.005）;不同时间段和不同浓度两因素间无交互作用(F=4.292，P=0.051＞0.05)。因此，只需分别分析时间和浓度主效应，不需分析两者交互效应。对10％枸橼酸酸蚀120s、180s，15％枸橼酸酸蚀120s、180s四组利用两样本t检验进行两两比较，发现15％枸橼酸酸蚀120s与10％枸橼酸酸蚀120s（t=4.860，P=0.001）、15％枸橼酸酸蚀180s与10％枸橼酸酸蚀180s(t=5.502，P=0.001)的牙本质小管直径有统计学差异，即15％浓度组的牙本质小管直径均大于10％浓度组;而10％枸橼酸酸蚀120s、180s的牙本质小管直径无统计学差异（t=1.769，P=0.107）。
　　 <2>使用牙膏进行刷洗7d后，阴性对照组牙本质小管堵塞率低于其余各处理组（磨牙组:x2=98.873，P=0.000;前磨牙组:x2=96.644，P=0.000），以高露洁专效抗敏牙膏组的堵塞率最佳;而掺80、300、600nmHA牙膏的堵塞率呈依次递减，其中以80nm组的堵塞效果最佳（牙本质小管直径变小，几乎所有牙本质小管均为牙膏材料所堵塞，材料颗粒细微，堵塞密实，部分沉淀物与管间牙本质界限模糊不清）。再使用蒸馏水刷洗7d后，各实验处理组牙本质小管的堵塞率较之阴性对照组依然表现出显著的高堵塞效果（磨牙组:x2=85.622，P=0.000;前磨牙组:x2=91.811，P=0.000），掺80nmHA牙膏堵塞牙本质小管的能力依旧强于300、600nm组，但600nm组对牙本质小管的堵塞作用反而优于300nm组。能谱分析显示:磨牙组各实验组牙本质小管表面的钙(Ca)、磷(P)元素原子百分比差异有统计学意义（Ca元素比较:x2=47.883，P=0.000;P元素比较:x2=48.184，P=0.000），即80nm组＞600nm组＞300nm组＞阴性对照组＞空白对照组＞未处理组。前磨牙组经EDS分析后检验结果显示Ca、P元素原子百分比差异有统计学意义（Ca元素比较:x2=47.922，P=0.000;P元素比较:x2=49.445，P=0.000）。各组差异结果与磨牙组相同。
　　 <3>随着加入牙膏悬液浓度的提高，反应体系中残存Cr(Ⅵ)离子浓度均呈逐渐降低趋势，其中掺600nmHA牙膏悬液对Cr(Ⅵ)离子的吸附去除率以52.36％位列最高，掺80nmHA牙膏悬液次之，对Cr(Ⅵ)离子的吸附效果为49.29％，掺300nmHA牙膏组的吸附能力较前两者稍弱，为44.72％，空白对照组牙膏悬液对Cr(Ⅵ)离子溶液也有34.36％（也即是171.8mg/g）的吸收率。即每克掺80、300、600nmHA牙膏对Cr(Ⅵ)离子的吸附能力分别为246.45mg/g，223.6mg/g，261.8mg/g，高于空白牙膏组对Cr(Ⅵ)离子的吸附效果。掺HA牙膏溶液与Cr(Ⅵ)离子溶液反应后离心沉淀所形成的粉末经EDS检测发现粉末沉淀物中存在铬元素，进一步证实Cr(Ⅵ)离子溶液中的铬为掺HA牙膏所吸附沉淀。掺600、80nmHA牙膏组各浓度组对Cr(Ⅵ)离子的吸附中并不会随着时间的推移出现明显的改变，吸附效果较为稳定，静置14d、28d后所测得对Cr(Ⅵ)离子的吸附曲线围绕着静置1d的吸附曲线上下波动不明显，是良好的Cr(Ⅵ)离子吸附剂。而掺300nmHA牙膏悬液和空白牙膏悬液对Cr(Ⅵ)离子的吸附作用并不稳定，掺300nmHA牙膏悬液在0.025～0.7g/100ml浓度区域出现解吸附现象。空白牙膏悬液在0.025～0.5g/100ml浓度区域中随时间的推移吸附率出现升高现象。
　　 结论
　　 <1>10％的枸橼酸溶液酸蚀牙本质片120s是获得研究牙本质敏感可靠模型最佳酸蚀条件;
　　 <2>掺HA牙膏具有较好的牙本质小管堵塞效果和表面矿化作用，并具有持续作用，以掺80nmHA牙膏的作用最为突出。
　　 <3>掺HA牙膏对Cr(Ⅵ)离子具有较强的吸附作用，其中掺600nmHA牙膏的吸附能力最佳，掺80、600nmHA牙膏对的吸附能力较为稳定。

目录

摘要

前言

第一章 枸橼酸酸蚀牙本质的最佳浓度和时间研究

1 引言

2 材料与方法

3．结果

4．讨论

5．小结

参考文献

第二章 掺不同粒径羟基磷灰石牙膏堵塞牙本质小管的作用研究

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

5 小结

参考文献

第三章 掺不同粒径羟基磷灰石牙膏对六价铬离子的吸附能力及其稳定性研究

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

5 小结

参考文献

全文结论

在读期间研究成果

致谢

声明

统计学证明