冷常壓等離子體在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

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摘要：冷常壓等離子體具有高效滅菌、安全及無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，在消毒醫(yī)療器械及活體組織等領(lǐng)域應(yīng)用較多。除此之外，冷常壓等離子體還具有材料表面改性、美白牙齒、止血等功能。文章首先介紹冷常壓等離子體的產(chǎn)生及其成分，然后就其在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展做一綜述。

關(guān)鍵詞：冷常壓等離子體；滅菌；親水性；表面改性

1CAP在口腔滅菌方面的應(yīng)用

CAP的滅菌機(jī)制包括熱效應(yīng)、紫外線作用及細(xì)菌胞膜破裂學(xué)說(shuō)等，其中細(xì)菌胞膜破裂學(xué)說(shuō)一直居于首要地位。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，革蘭陰性細(xì)菌死亡是由于帶電粒子產(chǎn)生的靜電力可引起胞膜破裂、胞質(zhì)外溢；而革蘭陽(yáng)性細(xì)菌死亡則是由于含氧活性粒子具有氧化作用，破壞了細(xì)菌薄膜的屏障保護(hù)作用［1］。等離子體處理時(shí)產(chǎn)生的溫度接近室溫，產(chǎn)生的紫外線輻射也非常微弱。因此，熱效應(yīng)及紫外線作用均不是殺滅微生物的主要機(jī)制。CAP可應(yīng)用于口腔器械、修復(fù)模型和根管內(nèi)的消毒［3］，對(duì)于種植體周圍炎和牙周炎也有治療效果。王丹楊等［1］證實(shí)CAP處理15s可殺滅變形鏈球菌，5min可殺滅嗜酸乳桿菌，對(duì)于由菌斑生物膜引起的齲病、牙周病及種植體周圍炎等均有治療效果；對(duì)伴放線放線桿菌、白色念珠菌也有明顯滅菌效果，因此可用于治療牙周病和義齒性口炎［3-4］。在根管治療方面，CAP聯(lián)合藥物治療效果更佳。CAP產(chǎn)生的活性產(chǎn)物能擴(kuò)散至根管細(xì)小彎曲的末端結(jié)構(gòu)，在較短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到較好的殺菌效果，并且不產(chǎn)生有毒氣體和熱傷害等副反應(yīng)，治療效果優(yōu)于次氯酸鈉沖洗、氫氧化鈣消毒及超聲清洗等傳統(tǒng)治療方法。有報(bào)道稱使用CAP聯(lián)合5.25%次氯酸鈉處理根管12min，根管內(nèi)糞腸球菌（根管治療失敗的常見菌群）全部被殺滅［5］。在口腔種植、牙周手術(shù)及正頜手術(shù)等治療中，CAP可用于手術(shù)室及手術(shù)器械的消毒。對(duì)于不耐高溫的醫(yī)療器械，CAP消毒避免了高壓蒸汽滅菌造成的熱變形等損害。CAP設(shè)備小巧便攜、移動(dòng)方便，因此也可用于術(shù)中消毒。

2CAP的表面改性作用

2.1CAP對(duì)牙體組織的表面改性作用

CAP對(duì)牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的表面改性作用體現(xiàn)為親水性的增強(qiáng)。有研究證實(shí)：（1）與不處理組相比，經(jīng)CAP處理的牙釉質(zhì)表面親水性及極性物質(zhì)顯著增加，與粘接劑的粘接強(qiáng)度增強(qiáng)［6］；CAP有望應(yīng)用于自酸蝕，在窩溝封閉及冠的粘接中替代常規(guī)酸蝕。（2）與不處理組相比，經(jīng)CAP處理的牙本質(zhì)表面親水性增強(qiáng)，粘接劑中滲入膠原纖維和牙本質(zhì)小管的親水性單體增多，形成的樹脂突較長(zhǎng)且混合層較厚，因此牙本質(zhì)與粘接劑之間的微機(jī)械固位更好，CAP的應(yīng)用提高了粘接劑與牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度和耐用性［7］。CAP在治療牙周病方面，除滅菌機(jī)制外，還可增加裸露牙根表面的親水性，促進(jìn)成骨細(xì)胞黏附及增殖分化；另外，CAP可促進(jìn)牙周韌帶中間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化［8］。

2.2CAP對(duì)口腔修復(fù)材料的表面改性作用

口腔修復(fù)材料如氧化鋯牙冠和纖維樁，經(jīng)CAP處理后與樹脂粘接劑之間的粘接力增強(qiáng)。CAP處理氧化鋯牙冠后，牙冠表面能及親水性增強(qiáng)，進(jìn)而增強(qiáng)其與樹脂粘接劑之間的粘接強(qiáng)度；CAP處理纖維樁后，纖維樁可產(chǎn)生含氧基團(tuán)，表面的極性官能團(tuán)增多，濕潤(rùn)性增強(qiáng)，與樹脂粘接劑之間的粘接效果更佳［9］。纖維樁與牙本質(zhì)彈性模量相近，不易造成根折，在牙體修復(fù)中應(yīng)用廣泛，應(yīng)用CAP來(lái)增強(qiáng)纖維樁粘接性具有實(shí)際臨床意義。CAP可使義齒基托和軟襯材料表面改性。可摘及全口義齒基托材料為熱固化丙烯酸樹脂，CAP處理后基托與唾液間吸附力增強(qiáng)；軟襯材料與基托材料相同，在CAP處理后形成高度交聯(lián)的膜，從而增加軟襯材料的耐磨、耐熱和耐腐蝕性，減少對(duì)水的吸收并阻礙增塑劑低分子物質(zhì)析出。Kim等［10］證實(shí)，在修理斷裂義齒時(shí)應(yīng)用CAP，可增強(qiáng)基托樹脂與填補(bǔ)樹脂之間的粘接力。綜上所述，CAP表面處理技術(shù)為口腔修復(fù)治療提供了新思路。

3CAP在口腔種植方面的應(yīng)用

在口腔種植修復(fù)中，種植體與骨的結(jié)合能力是至關(guān)重要的。CAP可通過(guò)多種機(jī)制增強(qiáng)種植體與骨的結(jié)合能力。（1）生物學(xué)方面，在保證種植體鈦礦晶體結(jié)構(gòu)等物理特性的情況下，應(yīng)用CAP可提高種植體表面的親水性和自由能，從而改善了組織的相容性，促進(jìn)成骨細(xì)胞在種植體表面的黏附［11］。（2）物理機(jī)械作用方面，趙寶紅等［12］證實(shí)，種植體經(jīng)CAP處理后表面呈粗糙的多孔結(jié)構(gòu)，種植體的機(jī)械固位效果優(yōu)于電解氧化、機(jī)械拋光和噴砂酸蝕等傳統(tǒng)方法，同時(shí)粗糙多孔的表面結(jié)構(gòu)有利于成骨細(xì)胞的附著、鋪展及進(jìn)一步增殖、生長(zhǎng)，并且可增加磷酸鈣鹽的沉積，提高成骨細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)和鈣離子的攝取能力，進(jìn)而增強(qiáng)種植體與骨組織間的結(jié)合力。（3）早期軟組織封閉方面，CAP可促進(jìn)牙齦成纖維細(xì)胞在種植體表面的早期附著，增強(qiáng)種植體周圍軟組織密封效果，預(yù)防口腔來(lái)源的感染，減少早期種植體與骨結(jié)合的干擾，降低種植體失敗風(fēng)險(xiǎn)［13］。

4CAP在牙齒美白方面的應(yīng)用

在美白牙齒方面，使用CAP的方法與傳統(tǒng)方法相比優(yōu)勢(shì)明顯，美白效率更高且安全穩(wěn)定。傳統(tǒng)美白牙齒方法需使用光源活化高濃度的過(guò)氧化氫（35%~50%），產(chǎn)生的羥基與牙齒表面色素基團(tuán)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生牙齒美白效果。CAP美白牙齒方法則通過(guò)高能帶電粒子和活性自由基等產(chǎn)物，激發(fā)低濃度的過(guò)氧化氫分解并釋放大量羥基，從而產(chǎn)生良好且穩(wěn)定的美白效果，避免出現(xiàn)高濃度過(guò)氧化氫造成的牙體損傷和牙齒敏感現(xiàn)象；另外CAP處理的溫度（<40℃）較低，對(duì)牙髓無(wú)熱損傷，對(duì)牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的顯微硬度及礦物含量均無(wú)影響［14］。

5CAP在口腔外科手術(shù)方面的應(yīng)用

口腔頜面部血運(yùn)豐富，快速有效地止血在口腔頜面外科手術(shù)中非常重要，CAP在止血效果方面優(yōu)于高頻電刀。高頻電刀易造成組織燒焦并且在移除焦化部分后可引起新的出血［15-16］。而CAP通過(guò)活化血小板，促進(jìn)血小板聚集及促進(jìn)血液脫水等機(jī)制加速血液凝固，止血過(guò)程中不產(chǎn)生熱量、氣化、碳化及細(xì)菌污染等負(fù)面效應(yīng)。

6總結(jié)和展望

CAP在活體組織消毒、材料表面改性、牙齒美白及止血等領(lǐng)域的應(yīng)用已取得顯著成效，但該技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究仍是初步探索階段。CAP的作用機(jī)制、長(zhǎng)期效果及有無(wú)副反應(yīng)等方面尚需長(zhǎng)期臨床觀察驗(yàn)證。如何使CAP裝置更加人性化，更易于椅旁操作，使用流程更加簡(jiǎn)化，處理時(shí)間和所需劑量更加精確化等方面值得繼續(xù)深入研究。

作者：葛鑫 趙寶紅 單位：中國(guó)醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院 遼寧省口腔醫(yī)學(xué)研究所口腔種植研究室 遼寧省口腔疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 遼寧省口腔疾病轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心