氢氧化钙抗菌性的研究进展

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  【中图分类号】R781.05【文献标识码】A【文章编号】1632-5281(2015)6
  摘要:氢氧化钙因其抗菌性已经广泛应用于多种口腔治疗的材料中,例如:根管治疗术中诊间封药用氢氧化钙。其作为根管消毒药已经被广泛接受和临床应用,并作为目前主要根管内消毒药物。氢氧化钙PH值较高,具有强碱性。氢氧化钙发挥抗菌活性主要是对细菌的细胞膜损伤、蛋白质变性以及DNA损伤等途径破坏细菌细胞,达到抗菌杀菌的目的。氢氧化钙具有较为广泛的抗菌活性,但是其对粪肠球菌和白色念珠菌缺乏有效的抗菌作用,并且它还有抗内毒素的作用,但是它对微生物的作用还存在争议。我将就氢氧化钙在根管治疗中的抗微生物性能做简要介绍。
  关键词:氢氧化钙;抗菌活性;粪肠球菌;微生物膜
  1920年,Hermann通过实验室和临床研究证实了氢氧化钙糊剂在牙髓治疗中的抗菌作用。然而直到20世纪60年代,氢氧化钙作为根管消毒药才被广泛接受和临床应用,并作为目前主要根管内消毒药物。(1)氢氧化钙呈白色无气味粉末状;分子量为74.08;在水中溶解度较低,在25℃时,约为1.2g/l,随着温度升高而逐渐减小;其解离系数为0.17,水中解离为Ca2+ 和OH-;这种在组织液中低溶解度的特性有利于临床应用,因为当其直接接触机体重要组织时,它需要花费较长时间溶解。氢氧化钙PH值较高,接近12.5–12.8,具有强碱性,不溶于乙醇。它在液体介质中解离成氢氧根离子和钙离子。
  氢氧化钙抗微生物活性的机制
  Siqueira(2)学者等发现氢氧化钙的抗菌活性与其能在水性环境中释放羟基离子有关。羟基离子是一种强氧自由基,可与多种生物大分子发生反应,通过导致细菌的细胞膜损伤、蛋白质变性以及DNA损伤等途径破坏细菌细胞,达到抗菌杀菌的目的。尽管这三种机制都可能发生,但是暴露在强碱环境下很难说哪一种是最主要的杀菌机制。
  抑菌活性
  氢氧化钙在根管中的抑菌作用主要是由于其能维持较长时间的高PH值。6临床中造成牙髓感染及根尖周炎的致病菌是以专性及兼性厌氧菌为主的混合感染 ,髓腔开放的感染根管中的细菌以兼性厌氧菌为主 ,如口腔链球菌群 、表皮葡萄球菌等;髓腔封闭的感染根管中则以专性厌氧菌为主,如消化链球菌属、普氏菌属、梭杆菌属、放线菌属等 。
  Stuart等(1991)(3-4)的研究表明,氢氧化钙对变异链球菌、牙龈卟啉单胞菌和脆弱拟杆菌的抗菌效能显著高于CMCP和FC,但它们对粘性放线菌的抗菌效能无明显差异。Sundqvist等(1992)报道根管用酚类制剂封药后无菌根管检出率为66%,而用氢氧化钙封药后无菌根管检出率达到97%,提示氢氧化钙杀菌作用比传统的酚类试剂更强。Georgopoulou等(1993)研究证实,氢氧化钙糊剂对根管内细菌的作用优于CMCP;对某些能引起严重临床症状的细菌如产黑色素类杆菌和牙龈卟啉单胞菌有高效快速的抗菌效果;对奈氏放线菌和依氏放线菌也有较强杀菌作用。Estrela等(1998)报道氢氧化钙糊剂在直接接触的条件下,72小时内可杀灭混合感染根管中所有微生物。tevens & Grossman (1983)也报道称CH可以阻止微生物的生长,但与CMCP相比,作用有限;Blanscet等学者发现CH糊剂浓度越高,可以观测到的抑制细菌区域越大。
  近年来有研究表明,氢氧化钙并非是全能的根管消毒药物,特别是对某些与根管治疗失败相关的微生物,如粪肠球菌和真菌等,其抗菌效果并不理想。DiFiore等(1983)学者报道CH对血链球菌并没有抗菌作用无论是CH糊剂还是成品CH,(Pulpdent)随后在(1998)被Siqueira 学者确认。(1999)他发现整个实验过程中CH在感染根管中对粪肠球菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌或者其混合物并没有抗菌作用。Sathorn(2005) 发现CH在诊间封药对根管系统的杀菌效果还是治疗结果方面都没有达到预期效果,(2007)对CH的抗菌效率的综述,评估了用体外细菌培养方法共包括257例 的8个临床试验,表明CH在清除根管系统内的细菌方面只有有限的效力(5)。
  氢氧化钙在清除粪肠球菌方面也表现出有限的作用。粪肠球菌是革兰阳性兼性厌氧球菌。粪肠球菌在根管内检出率为 4%~40%,而在根管再治疗的病例中检出率高达 24%~77%。Haapasalo & ?rstavik (1987) 报道CH糊剂无法清除即使是对牙本质小管表层的粪肠球菌。Safavi et al. (1990)等报道在CH盐水糊剂作用于牙本质小管相对长的时间之后,粪肠球菌仍旧可以培养出来。Siqueira & Uzeda (1996) 阐述CH盐水糊剂在作用一周之后对于清除牙本质小管中的粪肠球菌和具核梭杆菌无效 。Weiger et al. (2002) 表明在感染根管中粪肠球菌的生存能力并没有受到CH的影响, Schfer等粪肠球菌可进入牙本质深度200μm 以上, 2%CHX 比 CH 能更有效地杀灭粪肠球菌, CH 加 2%CHX 混合使用可增强 CH 的作用,但仍比不上单独使用2% CHX。Abdullah 等则认为 3%次氯酸钠( NaClO)溶液与粪肠球菌接触2 min 后,即可达到 100%的杀灭效果,而 CH 对浮游态和生物膜状态下的粪肠球菌杀菌效果无明显差异,均不能达到完全清除。Cwikla等研究了 CH、CH 加碘-碘化钾溶液(IKI)、Metapex 对粪肠球菌的作用,发现Metapex 作用最强,而 CH 最差。当牙本质深达250 μm 时,CH 组的粪肠球菌数量比对照组的还多。Siqueira等在牛牙本质模型中发现氢氧化钙加无菌生理盐水( saline solution, SS)对粪肠球菌1周后仍无效,而氢氧化钙加樟脑对氯酚(CMCP),1d后即可杀灭粪肠球菌(6)。   粪肠球菌的抵抗机制可能如下(7):1)粪肠球菌可通过细胞质的缓冲能力和“质子泵”机制保持胞内 pH 值的平衡;研究发现,只有 pH 值大于或等于 11.5 时,粪肠球菌才不能生长; Teixeira等用 pH 值微电测仪测定氢氧化钙导入根管后7 d 和 28 d 后 pH 值,根尖 1/3 的 pH 值均未超过11.5。2)粪肠球菌的饥饿生存;饥饿的粪肠球菌在饱和的 CH、CHX、NaClO 溶液中的存活能力比在指数生长期和稳定生长期强 1 000~10 000倍。3)生物膜; George等发现粪肠球菌在营养缺乏的情况下仍可以形成生物膜,且牙本质明显降解,钙化的细胞沉积在表面不易除去;生物膜内钙含量增加,钙磷比例较牙本质有所增加;根管治疗后,微环境的改变,可能会引起粪肠球菌生物膜的钙化,而钙化生物膜里的活细胞,更有可能逃避抗菌药物的作用。4)其他:粪肠球菌具有黏附能力(丝氨酸蛋白酶、明胶酶等),可进入牙本质小管;因粪肠球菌对氢氧化钙的抵抗,存活的细菌在合适的机会恢复生长繁殖,引起根管治疗后再感染,导致治疗的失败。
  具核梭杆菌是感染根管中的常见菌,对引起其他细菌聚集形成生物膜有重要作用。Siqueira等发现 CH 对具核梭杆菌和粪肠球菌 1 周后仍无效。其原因是具核梭杆菌可在牙本质小管内成栅栏状排列,堵塞牙本质小管, 阻止药物的进入,减弱氢氧化钙的杀菌效果。存活的具核梭杆菌可以与粪肠球菌快速形成共聚集,不仅有利于粪肠球菌逃避氢氧化钙的作用, 而且有助于粪肠球菌形成生物膜,导致再感染。
  抗真菌活性
  真菌偶尔会在乳牙感染根管中被发现51,但是它们更常见于治疗后再次感染或者对治疗无反应的恒牙病例中。总之,真菌在感染根管中的发生率在1%-17%之间52。其中最主要的是白色念珠菌及具核梭杆菌。
  白假丝酵母菌是假丝酵母菌中最常见、最重要、致病力最强的机会致病性真菌。(Arendorf & Walker 1980, Lucas 1993)在健康成人口腔中,白色念珠菌的发生率在30-45%,(Dupont et al. 1992)(7、8)而在免疫缺陷病的患者中为95%,Waltimo等研究了 692 例难治性根尖周病病例, 47 例发现了真菌,而白假丝酵母菌最为常见。白假丝酵母菌在根管再感染中起到一定的作用。1999a报道称白色念珠菌对CH高度抵抗,而其他念珠菌也比粪肠球菌更加抵抗,Valera等用体外根管模型研究了 6 种根管封药对白假丝酵母菌的作用表明, CMCP 在 100%的样本中有效, CH 加 CMCP 和 1%的 NaClO 溶液在70%的样本中有效,甲醛甲酚溶液在 60%的样本中有效, 2%的碘仿溶液在 50%的样本中有效,CH 糊剂在 30%的样本中有效。Waltimo等在研究 7 种假丝酵母菌对 IKI、CHX、NaClO 和 CH 的反应时发现, CH 对白假丝酵母菌无效。还有研究表明, CH 也会降低 CHX 对白假丝酵母菌的杀菌效能。白假丝酵母菌可在较宽的 pH 范围内生存,而氢氧化钙持续释放的钙离子是白假丝酵母菌的生长和形态发生所必需的。也有学者认为宿主防御和环境的改变或 pH值、温度、营养来源等引起白假丝酵母菌的基因改变,细菌的微观形态和生理特性随之改变, 表型也发生变化,表型的改变影响白假丝酵母菌的耐药性的改变。白假丝酵母菌可以在氢氧化钙的碱性环境中生存,并通过一系列的机制抵抗氢氧化钙的抗菌作用,在合适的机会恢复生长繁殖,引起根管的再感染。
  氢氧化钙的赋形剂
  氢氧化钙的作用取决于溶液中氢氧根离子的利用度。加入合适赋形剂可以有效的提高氢氧化钙的抗菌活性、生物相容性、离子的分解和扩散速度。理想赋形剂应具备以下特点:能促使钙离子和氢氧根离子的缓慢释放,且不干扰或促进氢氧化钙对牙本质小管的渗透作用;使糊剂在组织中扩散较慢,在组织液中溶解速度较慢;对于硬组织沉积过程没有不利影响;不改变氢氧化钙良好的生物学特性;在组织液中低溶性,在组织中缓慢分解;保持氢氧化钙较高的PH值;易于临床操作等。
  氢氧化钙在临床上常用水和甘油等赋形剂调成糊剂使用,药物剂型也影响其消毒效果。研究发现,CH水糊剂导入根管没有1例根管能达到完全致密充填,大多数根管充填空隙大于根管空隙的 1/4。而CH甘油糊剂大多数根管能达到致密充填,且充填空隙少于 1/4。特别是在根尖部,50%的 CH 甘油糊剂在根尖部达到完全致密,而CH 水糊剂根尖部充填致密者为0。但甘油也影响氢氧化钙释放钙和氢氧根离子。Economides等研究了氢氧化钙药尖在含双蒸馏水的试管中不同时间的pH值,范围在 7.62~9.50,最高 pH值出现在2 后,24 h后pH值为8.10,认为药尖的其他基质影响了氢氧根离子的释放。也有学者发现氢氧化钙药尖对粪肠球菌和酵母菌作用 14d后仍不能将其杀灭。
  氢氧化钙的作用时间
  CH发挥最好杀菌效果的作用时间目前还不确定,临床试验结果也很互相冲突,Bystrom等认为CH持续四周才能有效地清除根管系统内所有微生物,Reit和Dahlen发现CH封药两周后26%的根管存在感染,也有报道CH封药一周后100%有效的清除根管内细菌;封药一周后26.7%的根管培养细菌阳性,而出现这种现象的原因可能是样本数量不足。
  氢氧化钙的清除
  残存CH影响根充糊剂在牙本质小管中的渗透,增加根管充填根尖部的微渗漏,影响树脂粘结剂的粘结,与氧化锌丁香油酚作用,降低其强度。赋形剂性质影响CH糊剂的去除,油性赋形剂较水性糊剂难以去除,15%EDTA或者NaOCl单独作为冲洗液不能有效清除根管中CH,但是配合使用手用器械可以有效清除,比较了CH/CHX凝胶、CH/CHX溶液、CH/盐水糊剂的清除效率,发现无论是什么实验材料,或者用不用根管通畅锉,所有根管内都可以发现CH残留,CH/CHX凝胶糊剂发现大量CH残留,而CH/CHX溶液残留最少,而在较直的根管的根尖1/3,用根管通畅锉可以去除更多CH。Kenee评估了去除CH糊剂的方法,发现没有一种技术可以完全去除CH,方法包括NaOCl及EDTA联合冲洗,手用锉,机用旋转器械,超声冲洗,机用旋转器械与超声冲洗效率相同,较单纯冲洗更有效。van der Sluis实验证明2%NaOCl作为冲洗液超声冲洗较传统冲洗更有效,Balvedi发现超声冲洗与传统注射器冲洗都不能有效清除诊间封药药物。   总之,氢氧化钙虽然因其强碱性表现出了较强的抗菌性能,但是它在对粪肠球菌,具核梭杆菌及白色念珠菌的抑菌效果并不理想,而这些菌株与根管治疗的失败关系密切。
  参考文献
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