納米銀是以納米技術(shù)為基礎(chǔ)研制而成的一種新型抗菌產(chǎn)品，因其具有傳統(tǒng)無機抗菌劑無法比擬的抗菌效果，安全性高、效力持久，是一種長效性的抗菌劑，故被廣泛用于各個領(lǐng)域。在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米銀亦被廣泛研究與應(yīng)用，本文就納米銀的抗菌機制與特性及其在口腔感染性疾病防治中的相關(guān)研究進行綜述。sharewhatyouteach.com

近年來, 廣譜抗菌藥物的廣泛應(yīng)用使許多人類病原菌或病原體出現(xiàn)耐藥性。多重耐藥菌的出現(xiàn)使得對感染性疾病的控制與治療日益困難, 并導(dǎo)致常見細菌性疾病的發(fā)病率與死亡率不斷增高, 威脅著全球人類的健康。因此, 研發(fā)或?qū)ふ覍Χ嘀啬退幘哂袣⒕饔玫目咕鷱?fù)合物成為科學(xué)家重點研究的問題之一。

銀是自然界天然存在的一種金屬元素, 具有廣譜、高效的抗菌效果, 對多種微生物（如細菌、病毒和原生動物）均有強烈的殺滅作用, 不易產(chǎn)生耐藥性, 因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域, 以及用作食物膳食補充劑、抗菌涂料等。在抗生素出現(xiàn)以前, 銀就被當作抗菌劑用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域, 如用于治療開放性創(chuàng)傷、燒傷等。隨著抗生素的發(fā)現(xiàn), 銀在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用幾乎停滯。近年來隨著多重耐藥菌的出現(xiàn), 抗生素不再能有效地治療部分常見的感染性疾病[1], 而銀以一種新的形式即納米銀出現(xiàn)在各個研究領(lǐng)域, 如用于環(huán)境治理、燒傷治療、牙科材料、抗病毒及抗癌藥物[2, 3]等。

納米銀是指粒徑為1~100 nm的銀粒子, 是以納米技術(shù)為基礎(chǔ)研制而成的一種新型抗菌產(chǎn)品。隨著納米技術(shù)的發(fā)展, 納米銀被不斷研究與應(yīng)用。有研究[4, 5]表明, 納米銀對多種抗生素耐藥菌株具有高度的抗菌活性, 并且成為一種潛在的可替代傳統(tǒng)抗生素的新型抗菌劑。在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域, 納米銀也得到廣泛研究, 本文就納米銀的抗菌機制與特性及其在口腔感染性疾病中的研究進行綜述。

1 納米銀的抗菌機制與特性

納米銀粒子因其獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)而比原來的固體材料擁有許多更加卓越的性能。關(guān)于納米銀的確切的抗菌機制仍不完全清楚[6]。回顧已發(fā)表的相關(guān)研究, 主要有以下幾種可能的機制：1）納米銀粒子具有高比表面積, 可吸附于細菌細胞壁表面帶負電荷的肽聚糖上, 擾亂細胞膜的運輸功能, 導(dǎo)致細胞變形和活性喪失, 或者直接刺破細胞膜導(dǎo)致細胞裂解而死亡; 2）納米銀粒子可以抑制酶活性、生成氧活性自由基、擾亂細胞的新陳代謝過程, 最終導(dǎo)致微生物的死亡; 3）納米銀粒子可抑制細菌DNA復(fù)制, 并影響三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）的生成; 4）納米銀粒子在水溶液中可釋放出銀離子, 通過銀離子發(fā)揮抗菌作用[6]。

除了以上幾種可能的機制外, 納米銀的抗菌性還與納米粒子的大小、形狀以及濃度有關(guān)。Pal等[5]將球狀、棒狀以及三角形狀的納米銀粒子作用于大腸埃希菌, 研究結(jié)果表明3種形狀的納米銀都具有抗菌性, 其中三角形狀的納米銀粒子抗菌性最強。

還有學(xué)者[6]認為, 納米銀發(fā)揮抗菌性的一個重要方面是與天然的或人工合成的化合物相結(jié)合, 發(fā)揮協(xié)同抗菌效應(yīng)。Cardozo等[3]研究發(fā)現(xiàn), 將納米銀與吩嗪-1-甲酰胺聯(lián)合應(yīng)用能使其對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌株的抗菌效應(yīng)增加32倍, 并且導(dǎo)致細菌細胞壁形態(tài)改變。Perugini Biasi-Garbin等[7]研究發(fā)現(xiàn), 將納米銀與丁香酚聯(lián)用對無乳鏈球菌能發(fā)揮協(xié)同抗菌作用。

盡管納米銀的抗菌機制至今未確切闡明, 但納米銀具有強效、廣譜和持久抗菌性, 低耐藥性, 以及低細胞毒性等特性, 使納米銀成為科學(xué)研究的熱點, 在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也被廣泛研究。

2 納米銀在口腔感染性疾病防治中的研究

銀作為一種抗菌劑用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有很多年的歷史, 早在1840年, 硝酸銀就被用于降低乳牙的齲病發(fā)病率, 之后又被用于恒磨牙齲病的預(yù)防、髓腔抗菌和牙本質(zhì)脫敏等方面。近年來, 納米銀應(yīng)用于口腔材料的研究日益增多。

2.1 齲病、牙髓根尖周疾病的防治應(yīng)用研究

2.1.1 齲病的防治應(yīng)用研究 齲病是最常見的口腔感染性疾病, 主要導(dǎo)致牙齒硬組織的破壞, 其主要致病菌是一些產(chǎn)酸、耐酸菌, 如變異鏈球菌、乳酸桿菌等[8]。對于齲齒的治療, 目前主要采取充填修復(fù), 復(fù)合樹脂因其優(yōu)良的美學(xué)性能及承載性能成為治療齲齒最廣泛使用的牙科充填材料[9]。然而有研究[10]發(fā)現(xiàn), 與其他充填材料相比, 復(fù)合樹脂表面往往形成更多生物膜, 充填體邊緣形成的生物膜與繼發(fā)齲的發(fā)生密切相關(guān)。

為了抑制或減少充填體邊緣生物膜的形成, 有研究[11, 12]將具有抗菌性的納米銀加入復(fù)合樹脂和粘接劑系統(tǒng)中, 如將納米銀粒子和季銨二甲基丙烯酸、納米無定型磷酸鈣結(jié)合成納米抗菌復(fù)合樹脂。實驗結(jié)果表明, 同時添加了納米銀粒子、納米非晶體磷酸鈣、季銨二甲基丙烯酸的復(fù)合材料組在減少細菌生物膜的形成、代謝產(chǎn)酸方面的作用明顯強于只添加季銨二甲基丙烯酸、納米無定型磷酸鈣的復(fù)合材料組。Cheng等[13]將納米銀粒子和季銨二甲基丙烯酸添加到預(yù)處理劑和粘接劑中, 研究其抗菌性能。實驗結(jié)果表明, 同時添加了納米銀粒子、季銨二甲基丙烯酸的預(yù)處理劑和粘接劑組的抗菌性能明顯強于單獨添加季銨二甲基丙烯酸的預(yù)處理劑和粘接劑組, 且添加這兩種抗菌劑不會影響粘接劑本身的粘接力。

2.1.2 牙髓根尖周疾病的防治應(yīng)用研究 細菌是牙髓根尖周疾病的主要致病因素, 在感染根管內(nèi)以革蘭陰性厭氧菌為主。徹底清除根管內(nèi)的細菌及感染物質(zhì)是牙髓根尖周疾病治療成功的關(guān)鍵[9]。

在牙髓根尖周疾病的防治研究方面, 有研究將納米銀加入相應(yīng)的牙髓治療材料中以賦予其抗菌性。Corrê a等[9]將納米銀加入根充材料牙膠尖中, 形成表面涂有納米銀的牙膠尖, 以增強其抗菌性能, 結(jié)果顯示加入了納米銀的牙膠尖對糞腸球菌、白假絲酵母菌、金黃色葡萄球菌以及大腸埃希菌具有顯著抑制作用。Shantiaee等[14]比較了表面涂有納米銀的牙膠尖與普通牙膠尖對小鼠成纖維細胞的毒性作用, 結(jié)果表明表面涂有納米銀的牙膠尖具有良好生物相容性; 在作用24 h后, 兩種牙膠尖的毒性作用無明顯差異; 作用1周后, 添加了納米銀的牙膠尖的毒性作用相對較低。Lotfi等[15]發(fā)現(xiàn)0.005%的納米銀溶液與5.25%的NaClO溶液對糞腸球菌的殺菌作用無明顯差異, 表明低濃度的納米銀溶液具有很強的殺菌力, 提示納米銀可能成為一種新型的根管沖洗液。

無機三氧化物聚合物（mineral trioxide aggre-gate, MTA）是重要的牙髓治療材料, 在臨床中廣泛使用, 如用于根尖誘導(dǎo)成型, 封閉髓底或根管側(cè)壁的穿孔, 修復(fù)根管內(nèi)吸收或外吸收等[16]。Samiei等[17]將納米銀加入MTA中（納米銀質(zhì)量分數(shù)為1%）, 通過瓊脂擴散實驗比較含納米銀的MTA組與對照組（未加入納米銀MTA）對糞腸球菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌及白假絲酵母菌的抗菌作用, 結(jié)果表明, 在MTA中添加納米銀能顯著增強MTA的抗菌性。Jonaidi-Jafari等[18]將納米銀加入MTA與富鈣混合物中, 以研究其對口腔感染相關(guān)的5種病原菌（大腸埃希菌、放線菌、變異鏈球菌、白假絲酵母菌、糞腸球菌）的作用, 結(jié)果表明三者混合物組的抗菌性明顯強于MTA與富鈣混合物的混合物組。

2.2 義齒性口炎的防治應(yīng)用研究

義齒性口炎是佩戴活動義齒患者一種常見的口腔感染性疾病, 主要表現(xiàn)為義齒承托區(qū)黏膜呈亮紅色水腫, 最常發(fā)生于上腭部黏膜[19]。流行病學(xué)研究[19, 20]表明, 其在義齒佩戴患者中的發(fā)生率為15%~70%。義齒性口炎的病因未完全闡明并仍存在一些爭議, 有學(xué)者[9, 21]認為義齒性口炎的發(fā)生與多種因素相關(guān), 如不良的口腔衛(wèi)生、口腔干燥癥、患者的年齡、全身系統(tǒng)性疾病等。白假絲酵母菌感染被認為與義齒性口炎的發(fā)生密切相關(guān), 該類真菌在義齒表面定植并形成生物膜, 這是發(fā)生義齒性口炎的關(guān)鍵因素之一[22]。

對于義齒性口炎的治療, 目前主要是使用抗真菌藥物（如氟康唑、制霉菌素等）[23]。然而, 由于假絲酵母菌生物膜耐藥性的出現(xiàn), 抗真菌藥物并不能徹底清除義齒表面生物膜中的致病菌, 導(dǎo)致感染持續(xù)存在[22]。

Acosta-Torres等[24]將納米銀加入義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate, PMMA）中, 使納米銀濃度為1 μ g· mL-1, 并將其與對照組（未加入納米銀PMMA）比較, 發(fā)現(xiàn)含有納米銀的PMMA組表面黏附的白假絲酵母菌顯著少于對照組, 表明加入義齒基托材料中的納米銀具有抗真菌作用。此外, 研究者還將含有納米銀的PMMA作用于小鼠成纖維細胞及人類淋巴細胞以研究其細胞毒性, 發(fā)現(xiàn)含有納米銀的PMMA未顯示出細胞毒性或遺傳毒性。

Monteiro等[25]將納米銀加入市售的丙烯酸樹脂中, 以制成含不同納米銀質(zhì)量分數(shù)（0.05%、0.5%、5%）的納米銀丙烯酸樹脂, 通過抗彎曲強度測試及與對照組（未加入納米銀丙烯酸樹脂）比較, 以評估改性后的丙烯酸樹脂的力學(xué)性能, 發(fā)現(xiàn)各個組的抗彎曲強度值無明顯差異, 表明將納米銀加入丙烯酸樹脂中不會影響其力學(xué)性能。

綜上, 含有納米銀的改性樹脂有可能成為新型的義齒基托材料。

2.3 種植體周圍感染的防治應(yīng)用研究

鈦種植體在臨床上應(yīng)用廣泛, 但與種植體相關(guān)的感染仍是最嚴重的并發(fā)癥之一, 通常難以治療, 有時需將種植體移除和重新手術(shù)[26]。

雖然徹底消毒等措施和嚴格的無菌手術(shù)可以減少細菌污染, 但細菌的入侵主要發(fā)生在手術(shù)后, 且這一并發(fā)癥的出現(xiàn)也可能是源于鄰近組織或血源性的感染[27]。口腔中存在著多種細菌, 種植體不僅會穿過骨組織, 也會穿過軟組織, 而種植體穿齦部分的基臺就成為了細菌等微生物的入口[28]。有研究[29]表明, 不論基臺與種植體之間采用何種連接方式, 均不能完全封閉微生物進入的通道, 即便接口處銜接良好, 僅存在小于5 μ m的微間隙, 均不能防止微生物的滲透以及后期其在種植體表面的定植及生物膜的形成, 從而導(dǎo)致種植體周圍組織的慢性炎癥。

為了解決這一問題, 有研究者[30, 31]將抗生素（如慶大霉素和萬古霉素）加入純鈦種植體中, 以減少感染, 但由于對抗生素耐藥性病原體的擔憂, 開始尋找一種對微生物有優(yōu)良的殺菌作用, 但同時又不同于傳統(tǒng)抗生素的抗菌劑, 納米銀就是這樣一類具有傳統(tǒng)無機抗菌劑無法比擬的抗菌效果, 且安全性高、效力持久的抗菌劑, 故被研究者加入種植體中以發(fā)揮其殺菌功效。

Zhao等[32]將納米銀加入二氧化鈦納米管種植體中, 形成載銀二氧化鈦納米管種植體, 并研究其對金黃色葡萄球菌的殺菌作用, 發(fā)現(xiàn)含有納米銀的鈦種植體在開始的4 d對浮游菌具有明顯抑菌作用, 且其防止細菌黏附的能力長達30 d。Flores等[33]將納米銀加入鈦種植體中, 以研究其對銅綠假單胞菌的抗菌作用, 發(fā)現(xiàn)與對照組鈦種植體（不含納米銀）相比, 經(jīng)納米銀改性的鈦種植體表面黏附的細菌僅為對照組的20%, 表明經(jīng)納米銀改性的種植體能有效防止病原菌在種植體表面的定植。Matsubara等[34]將納米銀加入種植體中, 體外研究其對白假絲酵母菌的作用, 發(fā)現(xiàn)含有納米銀組種植體表面白假絲酵母菌的量明顯少于對照組（不含納米銀）, 表明在種植體中加入納米銀能夠減少白假絲酵母菌在種植體表面的定植。

Zheng等[28]將納米銀加入鈦種植體表面, 使其形成載銀鈦納米管, 研究其抗菌性及對成骨性的影響, 實驗結(jié)果表明載銀鈦納米管能將加置在其表面93.99%的變異鏈球菌、93.57%的牙齦卟啉單胞菌以及89.78%的白假絲酵母菌殺死, 并能減少微生物GbpB、FimA、Als4基因的表達, 具有很強的抗菌性能, 且能促進成骨細胞的黏附、生長以及成骨基因的表達, 從而促進新骨的形成。

上述研究結(jié)果表明, 載銀鈦納米管是一種具有抗菌性及成骨性的優(yōu)良的種植體材料。

2.4 正畸并發(fā)癥白堊斑的防治應(yīng)用研究

早期齲（白堊斑）是佩戴正畸固定矯治器患者常見的一種并發(fā)癥, 固定矯治器的佩戴不僅使口腔衛(wèi)生難以維持, 還為細菌等微生物聚集提供了有利的條件, 使原本不易患齲牙面的菌斑增多并滯留。菌斑中的致齲菌（如變異鏈球菌、乳酸桿菌）代謝產(chǎn)酸, 使局部pH下降, 從而導(dǎo)致牙齒表面脫礦及白堊斑形成[35]。據(jù)報道[36], 由于檢測方法、診斷標準、患者的依從性以及所采取的預(yù)防措施不同, 白堊斑在正畸患者中的發(fā)病率為2%~ 96%。防止這種并發(fā)癥的出現(xiàn)是正畸醫(yī)師所關(guān)心的問題。

為了減少或防止白堊斑的發(fā)生, 采取了很多措施, 如保持良好的口腔衛(wèi)生, 調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)（低碳水化合物飲食）, 以及應(yīng)用氟化物等[37]。然而這些方法都需要患者良好的配合。不需要患者配合的預(yù)防措施也許對于預(yù)防白堊斑的發(fā)生更加可靠[38]。因此, 很多學(xué)者將一些抗菌劑（如納米銀）加入正畸材料中, 使材料自身具備一定的抗菌性能, 從而減少或防止這一病變的發(fā)生。

有研究[39]將納米二氧化硅及納米銀粒子加入正畸粘接劑中, 以比較其與對照組（不含納米材料）粘接劑的表面特征、物理特性及其對致齲菌的抗菌性能, 發(fā)現(xiàn)加入納米銀的改性粘接劑的表面粗糙度及自由能均大于對照組, 而其表面黏附的細菌量明顯少于對照組并能抑制細菌的生長, 且兩者的抗剪切強度無明顯差異。該研究結(jié)果表明含有納米二氧化硅與納米銀的正畸粘接劑能夠防止牙表面釉質(zhì)脫礦且不會影響粘接劑本身的粘接力。Wang等[38]將納米銀加入樹脂改性的正畸粘接劑-玻璃離子中, 形成一種新型的抗菌粘接劑, 發(fā)現(xiàn)與對照組粘接劑相比, 含有0.1%納米銀的新型粘接劑能大大減少細菌的菌落數(shù)、代謝活動及乳酸產(chǎn)量, 且經(jīng)過30 d的水老化后, 兩者的抗剪切強度無明顯差異, 表明含有納米銀的新型粘接劑能夠減少生物膜的形成及菌斑的聚積, 從而抑制正畸托槽周圍白堊斑的發(fā)生。

納米銀粒子還可加入正畸托槽中。如Metin-Gü rsoy等[39]將納米銀加入正畸托槽表面, 并將表面附有納米銀的正畸托槽與對照組（不含納米銀的正畸托槽）粘固于兩組小鼠的中切牙表面, 比較兩者對于變異鏈球菌的作用, 發(fā)現(xiàn)涂有納米銀的正畸托槽在30 d內(nèi)對變異鏈球菌具有抑制作用并能減少平滑面上齲齒的形成, 表明在正畸固定矯治治療過程中含有納米銀的正畸托槽能減少白堊斑的發(fā)生。

2.5 其他

除將納米銀加入上述口腔材料中以預(yù)防或減少相應(yīng)口腔疾病的發(fā)生外, 有學(xué)者[40]將納米銀加入漱口水中, 以降低免疫功能低下的患者（如免疫缺陷病毒感染者、骨髓及器官移植者、接受放療或化療的腫瘤患者）發(fā)生口腔感染的概率。

Yang等[41]將含有納米銀的抗菌敷料用于輔助治療天皰瘡, 發(fā)現(xiàn)含有納米銀的抗菌敷料能有效殺滅破潰皮膚表面的微生物（如葡萄球菌、銅綠假單胞菌）, 并能有效促進創(chuàng)面的愈合。

3 展望

盡管很多研究均表明含有納米銀的口腔材料表現(xiàn)出良好的抗菌性, 但大多數(shù)研究均屬于體外研究, 并不能模擬真實的口腔狀況, 且對于其抗菌的長效性還有待于進一步的觀察, 故將納米銀添加到口腔材料并真正應(yīng)用于臨床尚待時日, 還有賴于進行大量的動物實驗以及一系列的生物安全性評價實驗。可以展望, 在研究技術(shù)越加成熟的今天, 通過研究者不斷的努力, 應(yīng)用于口腔材料的納米銀粒子既不會產(chǎn)生明顯細胞毒性, 又能發(fā)揮有效的抗菌作用, 且盡可能減少對材料物理、化學(xué)性能的影響, 使之真正廣泛應(yīng)用于口腔臨床, 充分發(fā)揮其強效的抗菌性能。

納米銀在口腔感染性疾病防治中的研究進展.pdf