镧、钙、氟对釉质脱矿影响的比较
作者：刘大力 王小平 袁诗芬
单位：上海铁道大学口腔医学院口腔内科 200072
关键词：镧；钙；氟；牙釉质；龋齿；偏振显微镜检查
实用口腔医学杂志000406〔摘要〕目的：用化学致龋法对比镧、钙、氟对釉质脱矿的影响。方法：150个离体前磨牙分成6组，用酸性凝胶化学致龋，偏光显微镜观察龋形态及深度。结果：各实验组龋深度均浅于对照组，镧处理组龋深度浅于钙、氟及镧氟、氟镧先后处理组。结论：推测镧可从改善釉质结构及增加釉质外环境中钙饱和度两方面增强釉质的抗酸能力。
中图分类号：781.1 文献标识码：A
文章编号：1001-3733(2000)04-0272-03
Comparation of the influence of lanthanum,calcium and fluoride on enamel demineralization
, 百拇医药
Liu Dali,Wang Xiaoping,Yuan Shifen.
(College of Stomatology,Tie Dao University,Shanghai 200072)
〔Abstract〕Objective:To compare the effect of lanthanum,calcium and fluoride on enamel demineralization during the formation of chemicogenic caries.Method:150 extracted bicuspids were divided into 6 groups,caries was induced with acidulated gel treatment for 7 days,and then the morphology and depth of the caries were observed under polarizing microscope.Result:The carious depth(μm) in the control,lanthanum,calcium,fluorid,lanthanum-prior-to-fluorid and fluoride-prior-to-lanthanum groups were 224.07,112.92,150.02,179.63,181.32 and 188.65 respectively.Conclusion:The results may suggest that lanthanum can increase acid resistance of enamel.
, 百拇医药
Key words Lanthanum;Calcium;Fluoride;Dental enamel;Dental caries;Polarization microscopy
氟化物用来防龋已有50余年历史，在肯定其防龋作用的同时，人们也发现一些不尽如人意之处，因而还在不断研究改进含氟制剂。钙在细菌粘附于牙面时充当重要角色，而且有学者证实菌斑作为钙的贮存库，当pH下降时，释放钙可使菌斑液钙饱和度提高而抑制脱矿〔1、2〕。镧防龋的研究始于20世纪80年代，学者们认为镧可与釉质中的钙发生置换反应并可促进脱矿釉质再矿化，从而提高了牙齿的防龋能力，且具有毒性低的特点〔3，4〕，但对其防龋的基础研究还欠深入。本文采用酸性凝胶化学致龋的方法，用偏光显微镜观察对比镧、钙、氟对釉质脱矿的影响。
1 材料和方法
1.1 主要仪器和试剂
, 百拇医药
PHB-1便携式pH计(上海三信仪表厂)，PX型偏光显微镜(上海光学仪器五厂)，Opton9902型偏光显微镜(Germany,Opton公司)
氯化镧(LaCl3.7H2O)，湖南省金属材料研究所产品(纯度99.9%)。乳酸、氟化钠、无水氯化钙、氢氧化钠、高氯酸、盐酸、羟乙基纤维素、乙醇、二甲苯、喹啉均为市售(分析纯)。双蒸去离子水(自制)。
1.2 人工龋标本的制备
收集正畸减数拔除的前磨牙，去除牙根部软组织，双蒸去离子水冲洗干净，筛选无龋、裂纹及斑块的牙齿进行实验，计150个，抗生素生理盐水中4 ℃保存备用。
实验牙颊面中1/3处，贴3 mm×4 mm透明胶布，余部涂指甲油，去胶布，形成实验开窗区。将其分为6组，每组25个。
, http://www.100md.com
配制Ca2+、La3+、F- 浓度分别为1 g/L的含CaCl2、LaCl3、NaF的实验组酸性人工龋凝胶(0.1 mol/L乳酸、50 g/L HEC、25 mg/L两性霉素B，pH=4)及对照组酸性凝胶(0.1 mol/L乳酸、50 g/L HEC、25 mg/L两性霉素B，pH=4)〔5〕。
将各组牙齿于0.1 mol/L高氯酸溶液中预处理1 min、双蒸去离子水洗净，干燥，分别悬吊于上述凝胶中，即①乳酸凝胶(对照组)；②含钙凝胶(钙处理组)；③含镧凝胶(镧处理组)；④含氟凝胶(氟处理组)；⑤含镧凝胶(镧氟处理组)；⑥含氟凝胶(氟镧处理组)，37 ℃恒温。3.5 d后取出⑤⑥中的牙齿，双蒸去离子水冼净，自然干燥后互换。7 d后取出所有实验牙。
1.3 标本制备
, 百拇医药
将各组牙齿冼净，从开窗区中央按颊舌向片切至1 mm厚，系列研磨砂磨至100 μm厚，乙醇脱水，二甲苯透明，以喹啉作介质，在偏光显微镜下观察其形态并测定脱矿区厚度。
1.4 统计分析
对各组龋深值进行单因素方差分析，检验水准为0.05，得P<0.01，进一步作两两均数比较(q检验)。
2 结 果
2.1 人工龋形态
偏光显微镜下，各组均见明显的釉质脱矿区。对照组分层明显，呈现典型的透明层、暗层、病损体部和表层的层次变化，且与正常牙齿组织分界明显(图1)。钙处理组可见表层完整，下方脱矿区与正常组织界限明显(图2)。镧处理组的表层较亮，其下方脱矿区与正常组织界限不清，仅表现为生长线明显(图3)。氟处理组、镧氟处理组、氟镧处理组可见较厚的黑色表层及明显的、与正常组织界限清晰的表层下脱矿区，但层次不及对照组清晰(图4～6)。
, 百拇医药
图1 对照组人工龋形态 可见脱矿区层次变化明显×160
图2 钙处理组人工龋形态 可见表层完整的脱矿区×160
图3 镧处理组人工龋形态 可见脱矿区与正常组织界限不清×160
图4 氟处理组人工龋形态 可见黑色表层及明显的表层下脱矿区×160
图5 镧氟处理组人工龋形态 可见黑色表层及明显的表层下脱矿区×160
, 百拇医药
图6 氟镧处理组人工龋形态 可见黑色表层及明显的表层下脱矿区×160
2.2 人工龋深度
通过各组龋深值的统计分析可知，各实验组龋深度均浅于对照组，镧处理组龋深度浅于钙、氟处理组及镧氟、氟镧先后处理组。
3 讨 论
本实验结果显示，含有镧的酸性凝胶组中的牙釉质的脱矿程度明显轻于含钙、氟组及镧氟、氟镧处理组。而钙、氟及镧氟、氟镧处理虽可明显抑制牙釉质脱矿，但4组之间并无明显差异。这一结果首先支持镧具有增强牙釉质的抵抗力的观点。其次，表明镧增强牙釉质的抵抗力的能力强于钙和氟。
表 各实验组的龋深度(
±s)及q检验结果 组别
, 百拇医药
深度(μm)
q检验
与1比较
与2比较
与3比较
与4比较
与5比较
与6比较
1
224.07±42.53
**
**
**
, 百拇医药
**
**
2
157.02±37.53
**
**
NS
NS
*
3
112.92±60.4
**
**
, 百拇医药
**
**
**
4
179.63±55.18
**
NS
**
NS
NS
5
181.32±40.65
**
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NS
**
NS
NS
6
188.65±38.79
**
*
**
NS
NS
NS表示P>0.05 *表示P<0.05 **表示P<0.01
推测其原理，一方面，镧可与釉质中的钙发生置换反应，形成含镧化合物，根据晶体化学理论，它们比含钙的羟基磷灰石更加耐酸〔4～6〕。另一方面，镧与钙置换反应的发生使得牙齿外环境中钙离子的浓度迅速上升。根据文献报道〔2〕，当La3+浓度在1.5 g/L以上时，24 h后可取代釉质表面HAP中的20%～26%的Ca2+。王小平〔5〕对与浓度为1 g/L的LaCl3反应后的牙釉质进行了能谱分析，认为反应深度可达到釉质表层下40 μm。此时釉质外环境中Ca2+的饱和度增加，阻止牙齿进一步脱钙。而且，我们采用凝胶作为脱矿介质，在这种环境中，离子扩散速度减慢，更易在牙齿表面形成一定的钙浓度梯度〔7〕。
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由于以往的研究缺乏对脱矿区深度的统计分析，仅有一些形态的描述，使我们无法与其它研究结果直接比较。王小平等〔8〕用镧、氟溶液预处理牙齿，然后置于脱矿液中，测定钙的溶出量，发现镧处理组钙的溶出量多于氟处理组，少于对照组。而Collys等〔4〕则发现醋酸缓冲液中有镧(0.1 g/L)存在时，钙的溶出量与不含镧组无明显区别，氟却可明显抑制钙的溶出。笔者认为，这是因为后者采用的镧浓度过低，无法发挥其增强釉质抗酸作用的缘故。这符合岛野〔3〕的实验结果，即10 mg/L含镧溶液与牙齿表面不发生置换反应而100 mg/L、1 g/L、10 g/L含镧溶液与牙齿表面的置换反应延迟发生，随着镧浓度增高，置换出的钙增多。
通过偏光显微镜的形态观察，我们还发现，氟处理后的牙齿(第4、5、6组)，表层厚于其它组。这与人们所公认的氟对牙釉质有较高的亲和力，可渗入牙釉质而改善牙釉质的结构的观点一致。还有学者认为镧预处理有助于提高牙齿对氟的吸收能力，因而提出可联合应用氟镧防龋〔6〕，而本实验中的联合应用镧氟组(5、6组)其龋深度与单独用氟组并无显著差别。
, 百拇医药
上述分析表明，1 g/L镧存在的条件下，由于镧与钙发生置换反应，生成更耐酸的牙釉质以及使牙齿外环境中钙饱和度上升而阻止牙齿脱矿。而同浓度的氟仅发生置换反应，钙仅使外环境钙的饱和度提高，它们抑制牙齿脱矿的能力均不及镧。因而，如何利用镧的这些特性可成为我们今后防龋研究之方向。
参考文献
1，Rose RK,Dibdin GH,Shellis RP.A quantitative study of calcium binding and aggregation in selected oral bacteria.J Dent Res,1993,72(1):78
2，Reynolds EC.Remineralization of enamel subsurface lesions by casein phosphopeptide-stabilized calcium phosphate solutions.J Dent Res,1997,76(9):1587
, 百拇医药
3，岛野僚祐うしよく预防剂としてランタンに关する基础的研究.口腔卫生学会杂志，1980,29(4):17
4，Collys KL,Delanhe G,Comans D.A comparison of the influence of lanthanum and fluoride on de- and remineralization of bovine enamel in vitro.J Dent Res,1990,69(2):458
5，王小平,刘蜀凡,沈子华.氯化镧对人牙釉质人工龋的影响——扫描电镜、电子探针分析.牙体牙髓牙周学杂志,1995,5(1):3
6，金晖,张伟国,刘瑗如.不同处理程序的镧、铈、氟对人牙根面防龋作用研究.中华口腔医学杂志,1997,32(3):143
7，浅沼慎,小泽雄树,五十岚公英.实验うしよく研究の最近の进步一特にin vitroの实验うしよくモデルについて—.口腔卫生学会杂志,1997,47(1):17
8，王小平,刘蜀凡,沈子华.氯化镧对离体人牙釉质抗酸性能的影响.中华口腔医学杂志，1994,29(4):244
收稿：1999-12-28, 百拇医药
单位：上海铁道大学口腔医学院口腔内科 200072
关键词：镧；钙；氟；牙釉质；龋齿；偏振显微镜检查
实用口腔医学杂志000406〔摘要〕目的：用化学致龋法对比镧、钙、氟对釉质脱矿的影响。方法：150个离体前磨牙分成6组，用酸性凝胶化学致龋，偏光显微镜观察龋形态及深度。结果：各实验组龋深度均浅于对照组，镧处理组龋深度浅于钙、氟及镧氟、氟镧先后处理组。结论：推测镧可从改善釉质结构及增加釉质外环境中钙饱和度两方面增强釉质的抗酸能力。
中图分类号：781.1 文献标识码：A
文章编号：1001-3733(2000)04-0272-03
Comparation of the influence of lanthanum,calcium and fluoride on enamel demineralization
, 百拇医药
Liu Dali,Wang Xiaoping,Yuan Shifen.
(College of Stomatology,Tie Dao University,Shanghai 200072)
〔Abstract〕Objective:To compare the effect of lanthanum,calcium and fluoride on enamel demineralization during the formation of chemicogenic caries.Method:150 extracted bicuspids were divided into 6 groups,caries was induced with acidulated gel treatment for 7 days,and then the morphology and depth of the caries were observed under polarizing microscope.Result:The carious depth(μm) in the control,lanthanum,calcium,fluorid,lanthanum-prior-to-fluorid and fluoride-prior-to-lanthanum groups were 224.07,112.92,150.02,179.63,181.32 and 188.65 respectively.Conclusion:The results may suggest that lanthanum can increase acid resistance of enamel.
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Key words Lanthanum;Calcium;Fluoride;Dental enamel;Dental caries;Polarization microscopy
氟化物用来防龋已有50余年历史，在肯定其防龋作用的同时，人们也发现一些不尽如人意之处，因而还在不断研究改进含氟制剂。钙在细菌粘附于牙面时充当重要角色，而且有学者证实菌斑作为钙的贮存库，当pH下降时，释放钙可使菌斑液钙饱和度提高而抑制脱矿〔1、2〕。镧防龋的研究始于20世纪80年代，学者们认为镧可与釉质中的钙发生置换反应并可促进脱矿釉质再矿化，从而提高了牙齿的防龋能力，且具有毒性低的特点〔3，4〕，但对其防龋的基础研究还欠深入。本文采用酸性凝胶化学致龋的方法，用偏光显微镜观察对比镧、钙、氟对釉质脱矿的影响。
1 材料和方法
1.1 主要仪器和试剂
, 百拇医药
PHB-1便携式pH计(上海三信仪表厂)，PX型偏光显微镜(上海光学仪器五厂)，Opton9902型偏光显微镜(Germany,Opton公司)
氯化镧(LaCl3.7H2O)，湖南省金属材料研究所产品(纯度99.9%)。乳酸、氟化钠、无水氯化钙、氢氧化钠、高氯酸、盐酸、羟乙基纤维素、乙醇、二甲苯、喹啉均为市售(分析纯)。双蒸去离子水(自制)。
1.2 人工龋标本的制备
收集正畸减数拔除的前磨牙，去除牙根部软组织，双蒸去离子水冲洗干净，筛选无龋、裂纹及斑块的牙齿进行实验，计150个，抗生素生理盐水中4 ℃保存备用。
实验牙颊面中1/3处，贴3 mm×4 mm透明胶布，余部涂指甲油，去胶布，形成实验开窗区。将其分为6组，每组25个。
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配制Ca2+、La3+、F- 浓度分别为1 g/L的含CaCl2、LaCl3、NaF的实验组酸性人工龋凝胶(0.1 mol/L乳酸、50 g/L HEC、25 mg/L两性霉素B，pH=4)及对照组酸性凝胶(0.1 mol/L乳酸、50 g/L HEC、25 mg/L两性霉素B，pH=4)〔5〕。
将各组牙齿于0.1 mol/L高氯酸溶液中预处理1 min、双蒸去离子水洗净，干燥，分别悬吊于上述凝胶中，即①乳酸凝胶(对照组)；②含钙凝胶(钙处理组)；③含镧凝胶(镧处理组)；④含氟凝胶(氟处理组)；⑤含镧凝胶(镧氟处理组)；⑥含氟凝胶(氟镧处理组)，37 ℃恒温。3.5 d后取出⑤⑥中的牙齿，双蒸去离子水冼净，自然干燥后互换。7 d后取出所有实验牙。
1.3 标本制备
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将各组牙齿冼净，从开窗区中央按颊舌向片切至1 mm厚，系列研磨砂磨至100 μm厚，乙醇脱水，二甲苯透明，以喹啉作介质，在偏光显微镜下观察其形态并测定脱矿区厚度。
1.4 统计分析
对各组龋深值进行单因素方差分析，检验水准为0.05，得P<0.01，进一步作两两均数比较(q检验)。
2 结 果
2.1 人工龋形态
偏光显微镜下，各组均见明显的釉质脱矿区。对照组分层明显，呈现典型的透明层、暗层、病损体部和表层的层次变化，且与正常牙齿组织分界明显(图1)。钙处理组可见表层完整，下方脱矿区与正常组织界限明显(图2)。镧处理组的表层较亮，其下方脱矿区与正常组织界限不清，仅表现为生长线明显(图3)。氟处理组、镧氟处理组、氟镧处理组可见较厚的黑色表层及明显的、与正常组织界限清晰的表层下脱矿区，但层次不及对照组清晰(图4～6)。
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图1 对照组人工龋形态 可见脱矿区层次变化明显×160
图2 钙处理组人工龋形态 可见表层完整的脱矿区×160
图3 镧处理组人工龋形态 可见脱矿区与正常组织界限不清×160
图4 氟处理组人工龋形态 可见黑色表层及明显的表层下脱矿区×160
图5 镧氟处理组人工龋形态 可见黑色表层及明显的表层下脱矿区×160
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图6 氟镧处理组人工龋形态 可见黑色表层及明显的表层下脱矿区×160
2.2 人工龋深度
通过各组龋深值的统计分析可知，各实验组龋深度均浅于对照组，镧处理组龋深度浅于钙、氟处理组及镧氟、氟镧先后处理组。
3 讨 论
本实验结果显示，含有镧的酸性凝胶组中的牙釉质的脱矿程度明显轻于含钙、氟组及镧氟、氟镧处理组。而钙、氟及镧氟、氟镧处理虽可明显抑制牙釉质脱矿，但4组之间并无明显差异。这一结果首先支持镧具有增强牙釉质的抵抗力的观点。其次，表明镧增强牙釉质的抵抗力的能力强于钙和氟。
表 各实验组的龋深度(
±s)及q检验结果 组别, 百拇医药
深度(μm)
q检验
与1比较
与2比较
与3比较
与4比较
与5比较
与6比较
1
224.07±42.53
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推测其原理，一方面，镧可与釉质中的钙发生置换反应，形成含镧化合物，根据晶体化学理论，它们比含钙的羟基磷灰石更加耐酸〔4～6〕。另一方面，镧与钙置换反应的发生使得牙齿外环境中钙离子的浓度迅速上升。根据文献报道〔2〕，当La3+浓度在1.5 g/L以上时，24 h后可取代釉质表面HAP中的20%～26%的Ca2+。王小平〔5〕对与浓度为1 g/L的LaCl3反应后的牙釉质进行了能谱分析，认为反应深度可达到釉质表层下40 μm。此时釉质外环境中Ca2+的饱和度增加，阻止牙齿进一步脱钙。而且，我们采用凝胶作为脱矿介质，在这种环境中，离子扩散速度减慢，更易在牙齿表面形成一定的钙浓度梯度〔7〕。
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由于以往的研究缺乏对脱矿区深度的统计分析，仅有一些形态的描述，使我们无法与其它研究结果直接比较。王小平等〔8〕用镧、氟溶液预处理牙齿，然后置于脱矿液中，测定钙的溶出量，发现镧处理组钙的溶出量多于氟处理组，少于对照组。而Collys等〔4〕则发现醋酸缓冲液中有镧(0.1 g/L)存在时，钙的溶出量与不含镧组无明显区别，氟却可明显抑制钙的溶出。笔者认为，这是因为后者采用的镧浓度过低，无法发挥其增强釉质抗酸作用的缘故。这符合岛野〔3〕的实验结果，即10 mg/L含镧溶液与牙齿表面不发生置换反应而100 mg/L、1 g/L、10 g/L含镧溶液与牙齿表面的置换反应延迟发生，随着镧浓度增高，置换出的钙增多。
通过偏光显微镜的形态观察，我们还发现，氟处理后的牙齿(第4、5、6组)，表层厚于其它组。这与人们所公认的氟对牙釉质有较高的亲和力，可渗入牙釉质而改善牙釉质的结构的观点一致。还有学者认为镧预处理有助于提高牙齿对氟的吸收能力，因而提出可联合应用氟镧防龋〔6〕，而本实验中的联合应用镧氟组(5、6组)其龋深度与单独用氟组并无显著差别。
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上述分析表明，1 g/L镧存在的条件下，由于镧与钙发生置换反应，生成更耐酸的牙釉质以及使牙齿外环境中钙饱和度上升而阻止牙齿脱矿。而同浓度的氟仅发生置换反应，钙仅使外环境钙的饱和度提高，它们抑制牙齿脱矿的能力均不及镧。因而，如何利用镧的这些特性可成为我们今后防龋研究之方向。
参考文献
1，Rose RK,Dibdin GH,Shellis RP.A quantitative study of calcium binding and aggregation in selected oral bacteria.J Dent Res,1993,72(1):78
2，Reynolds EC.Remineralization of enamel subsurface lesions by casein phosphopeptide-stabilized calcium phosphate solutions.J Dent Res,1997,76(9):1587
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3，岛野僚祐うしよく预防剂としてランタンに关する基础的研究.口腔卫生学会杂志，1980,29(4):17
4，Collys KL,Delanhe G,Comans D.A comparison of the influence of lanthanum and fluoride on de- and remineralization of bovine enamel in vitro.J Dent Res,1990,69(2):458
5，王小平,刘蜀凡,沈子华.氯化镧对人牙釉质人工龋的影响——扫描电镜、电子探针分析.牙体牙髓牙周学杂志,1995,5(1):3
6，金晖,张伟国,刘瑗如.不同处理程序的镧、铈、氟对人牙根面防龋作用研究.中华口腔医学杂志,1997,32(3):143
7，浅沼慎,小泽雄树,五十岚公英.实验うしよく研究の最近の进步一特にin vitroの实验うしよくモデルについて—.口腔卫生学会杂志,1997,47(1):17
8，王小平,刘蜀凡,沈子华.氯化镧对离体人牙釉质抗酸性能的影响.中华口腔医学杂志，1994,29(4):244
收稿：1999-12-28, 百拇医药
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