课题背景：传统酸蚀剂对牙本质、牙髓组织具有明显刺激作用。含羧酸或聚羧酸的自蚀黏接系统中的羧酸刺激性较小，并能与羟基磷灰石反应生成羧酸钙盐，通过形成的离子键，化学吸附于牙体硬组织表面。由于羧酸酸性较弱，如何评价其在牙本质黏接过程中酸蚀脱矿作用尚不明确。

应用要点：①通过扫描电镜对牙本质小管管径测量分析，分析不同酸蚀处理方法对牙本质脱矿的影响。②多元羧酸对于牙本质的脱矿效果与其种类和处理时间有关，延长酒石酸、柠檬酸的处理时间至 60 s可获得与传统酸蚀剂磷酸相当的脱矿效果，苹果酸脱矿效果较酒石酸、柠檬酸弱。

同行评价：实验针对采用磷酸溶液牙本质进行酸蚀处理的方法中，有可能导致牙本质中胶原蛋白的变性，不利于黏接剂的润湿和渗透，并且可能对牙髓有刺激作用的问题，采用有机多元羧酸对牙本质表面进行酸蚀，通过扫描电镜对处理后的表面进行观察。此课题提出的问题具有针对性，对于新的酸蚀剂研究可提供实验依据。

1上海交通大学医学院附属第九人民医院，上海生物材料研究测试中心，上海市 200023；2浙江大学医学院附属第一医院口腔科，浙江省杭州市 310003

沈晴日失，女，1974年生，上海市人，汉族，上海交通大学医学院在读博士，主治医师，主要从事口腔材料的研究。
ests@sohu.com

摘要
目的: 酸性较弱的多元羧酸对牙体硬组织具有化学吸附作用，故部分牙体黏接材料采用多元羧酸及其衍生物作为预处理剂。比较苹果酸、酒石酸、柠檬酸和传统酸蚀剂磷酸对牙本质的脱钙作用，分析多元羧酸的酸蚀能力。
方法：实验于2006-10/2007-04在上海交通大学医学院附属第九人民医院和浙江大学医学院附属第一医院口腔科完成。采用150 g/L苹果酸、150 g/L酒石酸、150 g/L柠檬酸溶液分别酸蚀牙本质60 s，360 g/L磷酸酸蚀牙本质15 s，扫描电镜下观察牙本质处理前后表面形貌及牙本质小管直径，方差分析比较不同酸处理对牙本质小管直径大小的影响差异。
结果：①扫描电镜下见未酸蚀样本的牙本质小管开口狭小。酸蚀处理后牙本质表面平坦、清晰，覆盖的玷污层基本去除，管周牙本质脱矿明显，牙质小管开口扩大、敞开。②不同种类酸溶液处理后牙本质脱矿，牙本质小管直径明显增大（P < 0.01）。磷酸酸蚀15 s、柠檬酸、酒石酸酸蚀60 s的牙本质小管直径大小无差异（P > 0.05），明显大于苹果酸酸蚀60 s的小管直径（P < 0.01）。
结论：苹果酸的脱矿作用较弱，适当延长酒石酸、柠檬酸的处理时间可获得与磷酸酸蚀相当的牙本质脱矿效果。
关键词：羧酸；磷酸；牙本质小管；脱钙；生物材料 ；磷酸；牙本质小管；脱钙；生物材料

沈晴昳，傅柏平，孙皎.多元羧酸和磷酸对牙本质脱钙作用的比较[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(6):1055-1058
[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-6/6k-1055(ps).pdf]

中图分类号:R318.08
文献标识码:A
文章编号:1673-8225
(2008)06-01055-04

收稿日期：2007-12-01修回日期：2008-01-14
(07-50-12-6678/Y·Y)

Comparison of dentin decalcification between polycarboxylic acids and phosphoric acid

Abstract

AIM:Polycarboxylic acids with poor acidity are chemical adhesive to the dental hard tissues, thus polycarboxylic acids and their derivates can be used as pretreating agents for dental adhesive materials. This study was designed to compare the dentin decalcification of three carboxylic acids (malic, tartaric and citric) with phosphoric acid.
METHODS: The experiment was carried out in the Ninth People's Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University and the Department of Stomatology in the First Affiliated Hospital of Medical College, Zhejiang University from October 2006 to April 2007. Dentin was etched with 150 g/L malic acid, 150 g/L tartaric acid or 150 g/L citric acid solutions for 60 seconds, respectively, as well as 360 g/L phosphoric acid for 15 seconds. The surface morphology of dentin was observed with scanning electron microscopy (SEM) and the diameter of dentinal tubules was measured. The influences of different acids on the diameter of dentinal tubules were determined by using analysis of variance.
RESULTS: ①SEM results displayed that, the gap of dentinal tubules was narrow in the untreated dentins. After acid etching, the dentins were flat, distinct and clean, with the absence of stains and the presence of peritubular dentin decalcification. The gap of dentinal tubules was enlarged.②Tubular diameters were significantly increased after acid etching (P < 0.01). There were no significant differences in the tubular diameter among phosphoric acid treatment for 15 seconds, citric acid for 60 seconds and tartaric acid for 60 seconds (P > 0.05). And the tubule diameter of dentin treated by phosphate, citric or tartaric acids was significantly broader than that treated by malic acid (P < 0.01).
CONCLUSION: The demineralization capabilities of citric acid and tartaric acid to dentin are as powerful as phosphoric acid by increasing the application time, while the demineralization power of malic acid is much weaker.

Shen QY, Fu BP, Sun J.Comparison of dentin decalcification between polycarboxylic acids and phosphoric acid.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(6):1055-1058(China)
[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-6/6k-1055(ps).pdf]

0 引言

1955年，Buonocore首次采用850 g/L磷酸水溶液对牙釉质表面进行预处理，使丙烯酸树脂与牙釉质的黏结力成倍提高，在临床上获得了前所未有的黏结效果，从而取得了口腔黏结技术的一个重大突破。这一方法经过不断完善后，成为临床黏结修复的常规技术，即酸蚀刻技术，目前磷酸酸蚀牙釉质成为临床上规范操作。但由于牙本质的表面性态和内部结构较为复杂，含有较多的有机成分和水分，表面能较牙釉质低，并有与牙髓相通的牙本质小管。常规处理牙釉质的酸蚀剂酸性较强，可能对牙髓产生刺激[1]。因此，目前许多黏接系统正在开发使用有机弱酸（如马来酸、草酸、柠檬酸等）处理牙本质的黏接表面[2-3]。本实验比较苹果酸、酒石酸、柠檬酸3种多元羧酸和传统磷酸对牙本质的脱钙作用。

1 材料和方法

设计：对比观察。
单位：上海交通大学医学院附属第九人民医院，上海生物材料研究测试中心。
材料：实验于2006-10/2007-04在上海交通大学医学院附属第九人民医院和浙江大学医学院附属第一医院口腔科完成。材料：化学纯DL-苹果酸（中国医药集团上海化学试剂公司, 批号：F20040609）；分析纯柠檬酸（上海化学试剂有限公司上海试剂一厂, 批号：031208）；分析纯酒石酸（汕头市光华化学厂, 批号：20051026）；360 g/L磷酸（Densply DeTrey, Conditioner 36, Lot: 040300002）。正畸拔除的无龋损、缺损和隐裂的恒磨牙6颗（患者对实验知情同意并自愿捐献）。仪器：HITACHI S-570扫描电镜（Hitachi Ltd.，日本）。
设计、实施、评估者：设计为第一作者，实施为全部作者，评估为第一作者，评估者经过正规培训。
技术路线：以马来酸为代表的羧酸在临床应用中的质量浓度为100～150 g/L,故苹果酸、柠檬酸、酒石酸的质量浓度采用150 g/L。将DL-苹果酸、柠檬酸分别溶于去离子水中分别配制成质量浓度为150 g/L水溶液，酒石酸溶于体积分数为0.5的乙醇溶液中配制成质量浓度为150 g/L溶液。
扫描电镜观察样本的制备：6颗无龋恒牙，用金刚砂片在喷水条件下低速切除牙合面牙釉质层。每颗牙各切1片厚度1 mm的牙本质片，将其分为5小片。取1小片牙本质，不作酸蚀处理，作为对照。其余4小片分别作以下处理：360 g/L磷酸酸蚀15 s、150 g/L苹果酸溶液酸蚀60 s、150 g/L酒石酸溶液酸蚀60 s、150 g/L柠檬酸溶液酸蚀60 s，酸蚀后大量水汽冲洗牙本质片3 min。所有样本经去离子水浴超声清洗5 min后自然干燥，体积分数为0.5，0.7，0.9，0.95，1的乙醇梯度脱水、喷金，扫描电镜观察。测量牙本质小管管径时将不同方法处理后的牙本质照片等分为4个象限，每个象限内随机选取20个牙本质小管，使用Photoshop软件中的标尺测量牙本质小管开口大小，然后再根据照片下方的实际尺寸转换即得到牙本质小管管径。
主要观察指标：测量各样本扫描电镜照片中牙本质小管直径。
统计学方法：由第一、二作者采用SAS 6.12进行数据处理，数据以_x±s表示，采用方差分析。

2 结果

2.1 扫描电镜下不同方法酸蚀处理后的牙本质小管形态 扫描电镜下见未酸蚀样本的牙本质小管开口狭小，见图1。酸蚀处理后牙本质表面平坦、清晰，覆盖的玷污层基本去除，管周牙本质脱矿明显，牙质小管开口扩大、敞开。经360 g/L磷酸酸蚀15 s样本的扫描电镜图片见图2。经150 g/L苹果酸溶液酸蚀60 s样本的扫描电镜图片见图3。经150 g/L酒石酸溶液酸蚀60 s样本的扫描电镜图片见图4。经150 g/L柠檬酸溶液酸蚀60 s样本的扫描电镜图片见图5。

2.2 不同方法酸蚀后牙本质小管管径比较 见表1。

表1结果表明，不同种类酸溶液处理后牙本质脱矿，牙本质小管直径明显增大（P < 0.01）。磷酸酸蚀15 s、柠檬酸、酒石酸酸蚀60 s的牙本质小管直径大小无差异（P > 0.05），明显大于苹果酸酸蚀60 s的小管直径（P < 0.01）。

3 讨论

牙体硬组织黏接修复常规需酸性制剂进行表面处理。酸蚀除了增大表面能、改善黏结剂在牙体表面的润湿性和渗透性以外，更为重要的是清洁牙体表面并使其粗糙化。牙体硬组织脱钙后体表面粗糙、凹凸不平，不但能增加黏结面积，而且由黏结性树脂渗透固化所形成的机械固位是牙本质黏接力的主要来源。Nakabayashi[4]在1982年证实了通过树脂向酸蚀脱钙后牙本质的渗透，可明显提高树脂与牙本质的黏接强度。目前普遍认为，牙本质主要通过以下几个方面获得良好的黏接性能：在脱矿的牙本质小管周及开放的牙本质小管口浅层形成混合层；在脱矿牙本质小管内形成长的树脂突；与牙本质中的有机和无机成分形成化学复合物[5]。此外，有学者认为，处理剂可通过与牙本质表面的钙离子发生反应，形成化学结合后提高黏接强度[6-9]。
350~370 g/L磷酸作为传统的酸蚀剂通常用于处理牙体硬组织的黏接表面。常规使用磷酸酸蚀牙本质表面15 s，虽然能有效去除玷污层、开放牙本质小管口，但同时也会导致牙本质中胶原蛋白的变性，不利于黏接剂的润湿和渗透[10]。Hebling等[11]发现磷酸处理牙本质窝洞后牙髓持续充血、出现炎症性变化、部分牙髓细胞变性。由于刺激性较强的磷酸处理牙本质黏接表面不仅会影响其黏接效果更可能造成牙髓损伤，且有研究表明牙本质经含有机羧酸的预处理剂处理后，有利于黏接性树脂的渗入，可获得较长的树脂突[12]。因此，研究刺激性较弱的羧酸作为牙本质表面的处理剂是目前的一个研究方向，但目前主要集中于马来酸、乳酸、聚丙烯酸等少数几种有机羧酸[13]，对其他羧酸的研究较少。
扫描电镜结果可见苹果酸处理后的牙本质小管周围的白色圈状物可能为部分脱矿的管周牙本质。由于管周牙本质的钙化程度明显高于管间牙本质，脱矿能力较弱的苹果酸对矿化程度高的管周牙本质脱矿不完全所致。而其他几种酸的脱矿能力强于苹果酸，对管周牙本质脱矿较完全，故不出现此类现象。此外苹果酸酸蚀处理后部分牙本质小管内的白色颗粒物质推测为苹果酸与牙本质的主要无机成分羟基磷灰石的反应产物苹果酸钙。由于苹果酸钙的溶解度小于柠檬酸钙、酒石酸钙，故可能析出并沉淀于牙本质小管内。Yoshida等[6]应用X射线能谱分析对多种羧酸与牙齿主要成分羟基磷灰石间的化学反应进行分析，发现分别形成各自相应的羧酸盐。因此，他们提出了脱钙/黏接假说：羧酸对羟基磷灰石的脱钙程度取决于其钙盐在相应的酸溶液中的溶解速度，即羧酸盐的溶解度越低，其相应羧酸对羟基磷灰石的脱钙能力越弱。
有研究认为处理剂去除牙本质表面玷污层后，黏接性树脂渗入脱矿的牙本质胶原网固化形成混合层[14]，即可获得良好的黏接性能。但Nakabayashi等[15]发现，若处理剂仅仅是完全去除牙本质玷污层而未能扩大牙本质小管，则对提高牙本质的黏结强度无明显效果。Ayad[16]比较用100 g/L柠檬酸酸蚀与320 g/L磷酸酸蚀的牙本质表面形貌相似。在本实验中，扫描电镜结果显示，采用3种不同羧酸酸蚀60 s后都能达到去除牙本质表面玷污层，扩大牙本质小管开口的目的。虽然苹果酸的脱矿能力较弱，但酒石酸和柠檬酸对牙本质小管脱矿的效果与360 g/L磷酸基本相当。
苹果酸、酒石酸、柠檬酸属多元有机羧酸，含有机羧酸的处理剂对牙髓组织刺激性较小[17]。此外，多元羧酸可以通过对牙体硬组织无机相和有机相的化学吸附来获得较大、较持久的黏接力[6,18]。最近研究发现酒石酸对羟基磷灰石具有吸附-脱钙作用，并可通过离子键化学性吸附于羟基磷灰石及牙本质表面[19-20]。比较酒石酸水溶液和磷酸酸蚀后所获得的黏接强度基本相同[21]。由于多元羧酸具有刺激性小、化学性黏接的优点，并且通过延长处理时间可获得与磷酸酸蚀相当的脱矿程度。因此，多元羧酸如酒石酸、柠檬酸在牙本质黏接过程中的处理作用具有一定的研究前景。

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