纳米银树脂粘结剂在牙齿畸形矫治中的抗菌效果及粘接性能分析

周佳星 李杨 董世涛 王首力

摘 要：为探究纳米银树脂粘结剂在正畸固定矫治器使用中抗菌效用及粘接性能。以2-乙基己酸银为原料，适量添加至甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯（TBAEMA），制备质量分数为8%的银源溶液，然后将TBAEMA加入Clearfil SE Bond（CSB）树脂粘结剂，获得3组的纳米银树脂粘结剂，质量分数分别为0%、0.1%、0.2%Ag，采用1 000 mW/cm2强度光进行20 s照射，制作为6 mm×1 mm正畸固定矫正器试件。在无菌人工唾液中对试件进行浸泡，分别于浸泡后1、8、12周进行抗菌活性检测，观察表面细菌生物膜形成情况，计算聚合度，对比各组纳米银树脂粘结剂与牙本质的粘接强度。纳米银树脂粘结剂在正畸固定矫治器粘接使用中能够产生良好的长期抗菌效用，且对粘接性、聚合度影响不大，可在正畸固定矫治器粘接材料中应用。

关键词：纳米银树脂粘结剂；
正畸固定矫治器；
抗菌效用；
粘接性能；
聚合力

中图分类号：TQ658.4

文献标志码：A

文章编号：1001-5922（2023）07-0033-05

Antibacterial effect and bonding property of nano silver resin adhesive in orthodontic fixed appliance bonding

ZHOU Jiaxing，LI Yang，DONG Shitao，WANG Shouli

（Chengde Central Hospital，Chengde 067000，Hebei China

）

Abstract：To investigate the antibacterial effect and bonding performance of nano silver resin adhesive in the bonding of orthodontic fixed appliances，the study used silver 2-ethylhexanoate as raw material，added appropriately to tert butylaminoethyl methacrylate （TBAEMA） to prepare 8wt% silver source solution，and then added TBAEMA to Clearfil SE Bond （CSB） resin adhesive to obtain three groups of nano silver resin adhesives，which are respectively 0wt% Ag，0.1wt% Ag，0.2wt% Ag，irradiated with 1 000 mW/cm2 intensity light for 20 s，and made into 6 mm×1 mm orthodontic fixed appliance test piece.The test pieces were soaked in sterile artificial saliva，and the antibacterial activity was tested at 1 week，8 weeks，and 12 weeks after the immersion.The formation of bacterial biofilm on the surface was observed，the degree of polymerization was calculated，and the bonding strength between nano silver resin adhesive and dentin in each group was compared.Nano silver resin adhesive can produce good long-term antibacterial effect in the bonding of orthodontic fixed appliances，and has little effect on the adhesion and polymerization degree.It can be used in the bonding materials of orthodontic fixed appliances.

Key words：nano silver resin adhesive;orthodontic fixed appliance;antibacterial effect;bonding performance;cohesion

正畸固定矯治器是口腔科常见矫治器，由托槽、弓丝、带环、附件四个部分组成，在牙齿畸形矫治中有着较高的应用价值［1］。但长时间配带也会对牙体牙周、口腔黏膜造成不同程度损坏。托槽、带环等会影响牙齿表面清洁度，随着佩戴时间的增加，会形成牙石、软垢，导致牙面出现酸化，引起釉质脱矿。相关研究表明，釉质脱矿与变形链球菌、乳杆菌等密切相关，因此正畸固定矫治器粘接应在保障粘接性能的基础上注重抗菌效能［2］。目前，纳米银树脂粘结剂的抗菌效果得到了众多医学界专家的认可，但关于其长期抗菌效用以及是否会对粘接性能产生影响报道较少［3］。原位合成法能够对纳米银在树脂材料中的分散问题予以有效的解决，经单体聚合反应，生成自由基，发生银离子还原反应，形成纳米银［4］。基于此，研究应用原位法合成纳米银树脂粘结剂，对其抗菌效用及粘接性能进行分析。

1 材料与方法

1.1 试验材料

研究所用2-乙基己酸银购自青岛绿奥源环保科技服务有限责任公司；
TBAEMA购自武汉康琼生物医药科技有限公司；
Clearfil SE Bond（CSB）购自济南万得丰环保科技有限公司；
ATCC25175变形链球菌由北京保藏生物科技有限公司提供；
艾维缔科技怀来有限公司；
人工唾液（CMC）由青岛捷世康生物科技有限公司提供。

1.2 试验仪器

山星衡器MT分析电子天平购自深圳市山星盛电子科技有限公司；
洁力美超声波清洗器 KS3200E购自北京能克工程有限公司；
UVLED光固化灯购自深圳市光华士科技有限公司；
研究所用LVEM5台式透射电子显微镜购自北京昊诺斯科技有限公司；
超净工作台SW-CJ-1DSW-CJ-1D购自杭州聚同电子有限公司；
日本Olympus 激光扫描共聚焦显微镜FV3000来源于北京创诚致佳科技有限公司；
英检达SPX-150生化培养箱购自英检达仪器（重庆）有限公司；
北京锦坤科技有限公司生产的FTIR-6000系列傅里叶变换红外光谱仪；
T150 UTM拉伸测量仪由上海纳嘉仪器有限公司提供；
多功能酶标仪 YK-SY96A 购自山东云科智能科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 纳米银树脂粘接剂试件制备及分组

以2-乙基己酸银为原料，适量添加至甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯（TBAEMA），制备质量分数8%银源溶液，然后将TBAEMA加入Clearfil SE Bond（CSB）树脂粘结剂，获得3组纳米银树脂粘结剂，质量分数分别为0%、0.1%、0.2%Ag。利用慢速切割机切割有机玻璃模具，内径以6 mm为宜，厚度为1 mm。在透明聚酯薄膜上放置有机玻璃模，将3组树脂粘结剂滴入，覆盖、充满整个模具，然后采用透明聚酯薄膜覆盖，按压盖玻片，挤出气泡，确保压实。采用光固化灯进行照射处理，功率设置为1 000 mW/cm2，正反面均接受照射，照射时间为20 s。正畸固定矫治器试件固化后，取出。在打孔器作用下，制作透明聚脂薄膜，内径6 mm，厚1 mm，将其作为空白对照组。将各组试件在无菌水中进行浸泡，1周后取出，进行超声清洁处理，共处理15 min，然后在干燥箱中予以烘干处理，温度调整为37 ℃，采用环氧乙烷实施消毒处理，留作备用。

1.3.2 粘结剂聚合度测量

3组正畸固定矫治器试件中各取5个，予以超声清洗处理，干燥后，在傅里叶变换红外光谱仪放入试件，扫描范围设置中红外区域，即4 000～500 cm-1，分辨率为4 cm-1，扫描次数为64次，完成检测后对光譜做好相应的记录。为实现对1 638 cm-1位置乙烯基Ac=c变化的监测，将1 608 cm-1 芳香族 Ac=c作为参照峰，对监测结果做好相应的记录。聚合度（DC）表示，其计算方法DC=［-Ac=c=ccured/Ac=ccured

Ac=cuncured/Ac=cuncured］×100%。选择未经固化处理的CSB树脂粘结剂A作为对照。

1.3.3 微拉伸粘接强度检测

首先，应制备微拉伸试件，采用慢速切割机，使得健康牙齿咬合面牙本质充分暴露，对牙本质表面进行研磨处理，采用不同规格磨砂纸研磨，使其达到光滑，分别为240、400、600、800目。严格按照CSB说明书进行操作，牙本质表面处理应用树脂粘结剂，采用分层光照固化处理模式，最终形成复合树脂，厚度为5 mm。将试件在无菌蒸馏水中浸泡，温度设置为37 ℃，24 h后进行切割处理。应用慢速切割机，严格遵照微拉伸试件制备流程及准备方法进行切割，获得1 mm×1 mm的长条试件。每组选择牙本质长度大于4 mm的试件，确保粘接界面完整，保存于37 ℃人工唾液中，分别保存1、4、8周，备用。在α-氰基丙烯酸乙酯粘合剂作用下，确保试件妥善粘固于微拉伸测量仪模具，应保持长轴与加载方向在同一水平线，将加载速度控制为0.5 mm/min，直到试件发生断裂。

1.3.4 粘结剂抗菌性能检测

（1）细菌培养。变形链球菌均经过冻存处理，因此在细菌培养前，应先予以解冻，采用接种环适量蘸取甘油菌种，将其在脑心浸出液琼脂培养中进行涂布，设置培养温度为37 ℃，在体积分数0.5% CO2环境下进行恒温培养，培养时间以24 h为宜，经过离心换液，得到菌液，采用脑心浸出液予以稀释处理。测定稀释后菌液在600 nm位置的A值，当A=0.05后，继续进行稀释处理，稀释倍数为100倍，保存于4 ℃冰箱中留作备用；

（2）抗菌试验。每组选择9个试件进行抗菌性能检测，3个试件在唾液中进行1周浸泡，3个浸泡4周，3个浸泡8周。唾液需要每天进行1次更换。完成浸泡后，在24孔培养板上放置试件，并在试件上接种细菌悬浮液，以10 μL为宜，恒温孵育24 h。从中选取3个试件进行直接接触实验。在新鲜BHI中（9.99 mL）放置试件，进行2 min震荡处理，确保将试件表面细菌完全洗脱。经过梯度稀释，对平板菌落计数情况进行检测，需要注意的是各浓度下进行3次计数，取平均值，做好相应的记录。经过酒精梯度脱水，对变形链球菌生物膜吸附情况予以扫描观察。

1.4 菌斑生物膜细菌染色

每组选择3个试件放置24孔板，经过PBS冲洗后，转移至新的24孔板，在暗室环境下用活/死菌试剂盒进行着色处理，时间以15 min为宜，然后在显微镜下对活菌染色情况予以观察。可见绿色荧光提示为细胞膜完整的活菌；
红色表明细胞膜受损，且为死菌；
橙色或黄色荧光表示的是活/死菌重叠部分。

1.5 观察指标

对比0%、0.1%、0.2%组制备试件在无菌人工唾液中浸泡后1、8、12周的抗菌活性检测结果，观察表面细菌生物膜形成情况，计算聚合度，对比各组纳米银树脂粘结剂与牙本质的粘接强度。

1.6 统计学方法

计数资料、计量资料表示方法分别为（%）、（x±S），前者用卡方x2检验，后者用t检验，数据的组间比较均在SPSS22.0软件上处理，多组间比较用f检验，根据P值范围判断有无统计学差异，P<0.05即差异显著。

2 结果与分析

2.1 3组聚合度比较

0.1%、0.2%Ag组纳米银和树脂平均粒径分别为（10.13±1.25）、（9.88±1.59）nm；
3组聚合度比较差异无统计学意义（P>0.05），结果见表1所示

2.2 3组微拉伸粘接强度比较

观察浸泡1、8、12周微拉伸粘接强度，显示3组差异不大，统计学检验结果显示均无统计学意义（P>0.05），结果如表2所示。

2.3 3组菌落计数比较经过为期1、8、12周的浸泡，空白对照组菌落计数无明显变化，0%Ag组菌落计数减少，0.1%Ag组、0.2%Ag组浸泡8、12周菌落计数均较浸泡1周增加，但0.2%Ag组低于0.1%Ag组，组间差异有统计学意义（P<0.05），结果如表3所示。

2.4 3组抗菌率比较

3组抗菌率在浸泡8、12周后均较浸泡1周降低，但0.2 %Ag组降低幅度小，与浸泡1、8周比较差异不明显，结果如表4所示。

2.5 生物膜染色结果分析

经生物膜染色可以发现，0%Ag组试件表面呈现大范围绿色荧光，提示大量活菌附着于试件表面；
0.1%、0.2%Ag组表面有明显的红色、橙色或黄色，表明有大量死菌覆盖，且与0.1%Ag组相比，0.2%Ag组覆盖死菌面积更大，结果如图1所示。

3 讨论

3.1 正畸固定矫治器粘接问题

正畸固定矫治器是口腔正畸治疗常用手段，其在全口牙齿的牙面上进行托槽的粘接，可以在所有牙齿上进行良好的牙齿控制及转矩表达，对于疑难病例可以达到良好的效果［5］。正畸固定矫治器的所有托槽贴在唇面，对于发音的影响和口腔内的异物感比较小，患者佩戴后可以清楚的发音，不会影响发音效果，配戴较舒适。目前正畸固定矫治器粘接主要采用的是直接粘接或间接粘接的方式，前者由正畸医生采用托槽镊钳夹托槽，将矫正器安放于牙面；
后者则是利用转依托盘，将所有矫治器存放，在患者口腔一次性安放就位［6-7］。但无论采取何种方式粘接，均面临一个问题，即口腔卫生问题。长期佩戴正畸固定矫治器，在牙齿唇侧局部容易出现菌斑堆积，且菌斑难以清除，容易引起牙周组织炎症等并发症，因此佩戴正畸固定矫治器患者，如何控制菌斑、消除炎症是口腔科医师共同关注的话题［8-9］。

3.2 纳米银树脂粘接剂的特点

作为一种抗菌剂，纳米银粒径为25 nm左右，既往研究证实其对大肠杆菌、沙眼衣原体、淋球菌等有着极强的抑制作用，且无耐药性［10］。目前关于纳米银抗菌效果作用原理尚未完全明确，有学者研究发现，纳米银进能够释放银离子具有抗菌效果，另外其自身溶出也能够发挥抗菌作用［11］。纳米银广谱抗菌作用好，且具备较好的生物相容性。纳米银树脂粘结剂的制备关键在于纳米银在聚合物中的均匀分散［12］。采用原位合成法可通过树脂聚合反应，获得纳米银，能够实现均匀分散，该技术已经得到了学者的一致认可。有学者在研究中将2-乙基己酸银（0.08 g）与仲胺（0.92 g）相溶，获得质量分数8%银盐溶液，将其按照相应比例添加于复合树脂，经原位合成为纳米银，粒径为（2.8±0.4）nm，所获得的材料具备良好的抗菌性［13］。

3.3 纳米银树脂粘接剂抗菌效用及粘结性能

本研究采用原位合成法，生成的纳米银分布呈现均匀分布，且经过1周浸泡0.1%、0.2%Ag组均呈现出显著的抗菌效果。为了解纳米银对粘结剂聚合度及粘接强度的影响，研究进一步进行了聚合度试验，发现各组聚合度差异无统计学意义。甲基丙烯酸酯基树脂材料机械性能很大程度上取决于聚合度，聚合度越高，机械性能越好，其一方面能够防止聚合物发生水解老化；
另一方面能够使得树脂粘接面保持良好的稳定性［14-15］。在聚合度检测方面，运用傅里叶红外光谱，对固化过程双键转换度予以计算，得到聚合度值，结果表明各组差异不大，均在可接受范围。

树脂粘结剂聚合度除对自身物理机械性能产生影响外，还会对粘结剂与牙本质间之间的粘接效果产生影响。粘接强度与耐久性是含纳米银树脂粘结剂的重要特性，只有保持两项特性，才能够发挥其临床价值［16］。本研究针对不同组展开微拉伸强度试验，结果发现各组微拉伸强度差异均无统计学意义，表明纳米银保持低浓度并不会破坏树脂粘结剂的材料结构。

为了解纳米银树脂粘结剂的抗菌作用，研究将各组试件浸泡于人工唾液，在1、8、12周时进行细菌检测，结果显示，与空白对照组相比，0.1%、0.2%组抗菌效果更好，浸泡1周抗菌率均在95%以上，0%组抗菌率为86.32%，也显示出一定的抗菌效果，考虑经過固化处理，释放出酸性单体、树脂单体，而较低pH值可产生更好的抗菌作用［17-18］。浸泡8、12周后抗菌率有所下降，提示残留单体与抗菌效果密切相关，但经过组间比较，0.1%、0.2%组抗菌效果仍较0%Ag组好，说明纳米银树脂粘结剂可持续发挥抗菌作用。研究发现，口腔内细菌最易在粘结剂表面定植，通过对试件表面细菌在不同阶段的生长情况，可掌握材料的抗菌效果［19-20］。此次研究采用扫描电镜对各组生物膜染色结果予以观察，发现0.2%Ag组表面附着大量死菌，其次为0.1%Ag组，表明0.2%Ag组在抑制变形链球菌方面效果更好。

4 结语

综上所述，纳米银树脂粘结剂在正畸固定矫治器粘接使用中能够发挥抗菌效用，且对粘接性、机械性能无明显影响，抗菌效果持久。在后续研究中应延长观察时间，对纳米银树脂粘结剂长期抗菌效果及结构稳定性予以评估，为正畸固定矫治器粘接提供参考。

【参考文献】

［1］ 安然，杨馨惟，雷浪.固定矫治器与隐形矫治器对正畸治疗疼痛影响差异的Meta分析［J］.中国实用口腔科杂志，2021，14（5）：586-590.

［2］ 袁旭.正畸固定矫治对牙釉质脱矿的影响因素分析［J］.中国美容医学，2019，28（2）：126-128.

［3］ 董伟，廖丽斐.纳米银系抗菌剂在口腔粘接材料中的应用现状及展望［J］.粘接，2021，46（6）：68-71.

［4］ 陈姝敏，吴 迪，何文浩，等.银纳米粒子负载的石墨烯基环氧树脂复合材料的制备及性能［J］.材料导报，2020，34（z1）：503-506.

［5］ 郜罕，郭艳明.正畸矫治过程中两种不同矫治器对龈沟液中IL-1β、TNF-α、PGE2浓度的影响分析［J］.现代口腔医学杂志，2021，35（4）：238-240.

［6］ 郭艳明，贾培增，马永平，等.应用CBCT研究不同矫治器正畸拔牙矫治对前牙区牙根及牙槽骨的影响［J］.现代口腔医学杂志，2021，35（1）：33-36.

［7］ 马晓晴，赵宁，项飞，等.固定式Twin-block矫治青春期骨性Ⅱ类错的临床效果评价［J］.上海口腔医学，2021，30（4）：414-418.

［8］ 霍美玲，辛欣，张颖，等.无托槽隐形矫治器与传统固定矫治器对青少年正畸患者牙周健康影响的对比分析［J］.医学综述，2022，28（5）：1014-1018.

［9］ 黎凯歌，严冬，韩文睿，等.不同正畸方式对龈上菌斑中三种致龋菌的早期影响［J］.北京口腔医学，2022，30（3）：182-188.

［10］ 司小京，李风兰，曹二弯.两种全酸蚀树脂粘接剂对正常牙本质与玻璃陶瓷粘接效果的比较研究［J］.口腔颌面修复学杂志，2020，21（1）：37-42.

［11］  孟雨晨，黄帆，王思霖，等.羟基磷灰石脱敏剂对通用型粘接剂粘接性能的影响［J］.中华口腔医学杂志，2022，57（2）：172-179.

［12］  熊开容，梁业如，欧阳毅，等.纳米银颗粒原位生长于氧化石墨烯银盐纳米复合材料的简易合成及其抗菌性能［J］.新型炭材料，2019，34（5）：426-433.

［13］  梁浩花，陶红，王亚娟，等.一株邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯降解菌的筛选鉴定与降解特性［J］.浙江农业学报，2019，31（7）：1145-1153.

［14］  余彪，邱雪群，张军，等.基于硫醇/甲基丙烯酸酯的3D打印用光敏树脂的制备及性能研究［J］.塑料工业，2020，48（2）：39-44.

［15］  翟乐，吉海峰，姚艳梅，等.利用聚丙烯酸正丁酯@聚甲基丙烯酸甲酯核/壳结构聚合物增韧氰酸酯树脂［J］.材料导报，2019，33（4）：705-708.

［16］  杨帆，路晓淼，刘芳，等.不同粘结剂对纤维桩粘结强度及其持久性的影响［J］.中华全科医学，2021，19（7）：1111-1113.

［17］  高慧莉，罗光明.不同pH值条件下3种大环内酯类抗菌药物的抗菌活性及耐藥性［J］.检验医学与临床，2015（18）：2690-2693.

［18］  李大鹏，高玉荣，王未，等.pH值对新型广谱细菌素Garviecin LG34抗菌活性及结构的影响［J］.食品科技，2022，47（8）：243-247.

［19］  刘万颖，管晓燕，周莉，等.抗菌材料在固定矫治中的应用研究进展［J］.口腔医学，2021，41（3）：274-278.

［20］ AKRAM Z，AATI S，CLODE P，et al.Formulation of nano-graphene doped with nano silver modified dentin bonding agents with enhanced interfacial stability and antibiofilm properties.Dent Mater，2022，38（2）：347-362.

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