细菌在牙种植体表面的定植及影响因素_刘劲松
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细菌在牙种植体表面的定植及影响因素
四川大学华西口腔医学院 摘要 刘劲松综述 高 宁审校
口腔微生物因素造成的种植体周围炎是种植失败的重要原因之一。 细菌在种植体表面定植
是其致病的前提条件。 种植材料的种类、 表面性能、 种植体不同的设计形式和口内天然牙情况都对 细菌定植有重要影响。 关键词 细菌定植 种植材料 种植体周围炎
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细菌在种植体表面定植的影响因素 种植材料的种类 种植材料因其种类不同而具有不同的内部结
构， 表面性状， 耐腐蚀性， 耐溶解性和生物毒性， 从 而影响细菌定植。种植体材料目前应用最多的是 钛金属以及羟基磷灰石等。柴枫等 研究了血链球
4#5
菌、具核梭杆菌及牙龈卟啉单胞菌在纯钛和钛合 金 678.9#: 表面的粘附发现， 三种细菌在纯钛表面 的粘附量均多于在钛合金表面的粘附。分析其原 因认为材料表面层的化学组分差异可能与之有 关。虽然钛种植材料均有氧化膜外层， 但钛合金表 面的氧化膜中除含氧化钛外，还有氧化铝、氧化 钒， 后两者化学稳定性更强， 不易水化形成富羟基 区，从而影响材料表面对龈沟液中生物大分子的 吸附， 故介导细菌粘附的作用相对较弱， 造成细菌 粘附量降低。另外材料基体组成及晶格排列的差 异， 亦使其对表面层的电场效应亦有所不同， 可能 致使材料表面特性变化而影响细菌粘附。同时也 提示，钛合金作为种植材料应比纯钛更利于种植 体周菌斑控制。;9<-97 等 曾对口腔内的 ( 种细菌，
国外医学口腔医学分册 !""# 年 # 月第 $% 卷增刊
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"3! %A 时粘附的微生物总量及致病性巳无明显差
异。钛种植体龈上与龈下滞留的菌斑量有所不同， 龈上菌斑随 1< 值的增加而增加。鉴于细菌附着与 种植体表面结构及光滑度有关，所以在实际应用 中， 种植体颈部应高度抛光， 消除不规则刻纹。而 龈下菌斑量主要与受试者牙列情况有关。表面自 由能是指物质表面所具有的内能，不论液体还是 固体， 从无表面到一个表面生成， 必然依靠环境对 其作功， 该功即转变为表面自由能。细菌附着的界 面自由能是由基质的自由能、细菌的表面自由能 和悬浮介质的表面张力决定的。基质的表面自由 能影响微生物的粘附。表面自由能低的微生物优 先粘附在表面自由能低的基质上，而表面自由能 高的微生物易在表面自由能高的基质上粘附。表 面自由能高的基质比 +L; 低的基质粘附的微生物 多。
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参考文献
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国外医学口腔医学分册 !""# 年 # 月第 $% 卷 增 刊
沟、 在口腔内最先聚集在表面不平整的地方 / 如裂、 摩 擦 缺 陷 部 位/然 后 再 由 这 些 地 方 扩 展 开 来/这 是 因为微生物一旦接触粗糙的表面很难被自然外力 及口腔卫生措施清除 / 因此可以停留很长时间 / 而 且粗糙的表面还可增加微生物的接触面积 / 粗糙度 的变化也将引起表面的自由能、表面疏水性等其 它表面特征的变化，从而协同影响微生物在种植 体表面的定植能力。 17ABCD7C7 等4(5通过定量方法及 扫描电镜观察发现，钛表面定植的菌斑量与其粗 糙度有非常直接的关系。将钛片分别进行不同程 度的磨光处理， 并测得粗糙度值 1< 与 1E， 将其放 在健康志愿者双侧下颌前磨牙或磨牙区， !# F 后 取出。 进行 +;G 观察及微生物组成分析， 发现磨光 程度最好的 . 组抑制细菌滞留，滞留的细菌仅局 限于球菌。而粗糙度最大的 H 组不仅细菌量明显 增加， 而且出现了与牙周病密切相关的杆状菌。说 明粗糙度不仅影响早期微生物粘附量，而且直接 影响微生物的致病性。他认为微生物在钛上的粘 附直接依赖于粗糙度，当钛表面粗糙度 1<I"3"&& 因而 %A， 1EI%3"!( %A 时可有力抑制菌斑的形成， 建议这个数值可作为钛种植体穿龈部分粗糙度的 参考，使其粗糙度控制在此数值以下有利于种植 体 周 围 组 织 的 健 康 。 而 JB99KC 等 4&5 则 认 为 1< I
罗智斌 8 丁学强 8 邓飞龙 8 等 = 中山大学学报・ 医学科学版， （ !） ： !""$ ，!# %!F6%!S
为8 增加种植体的弹性模量可以降低种植体颈部皮 质骨的应力， 防止骨组织的创伤和骨折； 倾向低弹 性模量学者的理论依据是 8 低弹性模量的种植体更 有利于将界面应力以压应力形式传递到周围骨组 织， 有利于降低应力集中； 高弹性模量的种植体由 于应力屏障作用， 颈部皮质骨的应力水平降低， 导 致皮质骨的废用性萎缩。总之， 种植体的弹性模量 究竟多大才更适于临床种植， 还有待进一步研究。
能性防御机制抵抗细菌的定植；如果细菌首先在 种植体表面附着， 则引起感染， 而且一旦细菌粘附 发生后，组织细胞将很难取代细菌的位置与种植 体表面结合。经过选择的对组织细胞具有生物相 容性的种植体材料， 为细菌粘附提供了有利场所。 种植体周围的病理性牙周袋和骨吸收，表明与宿 主组织细胞分离，同时也表明具有细胞相容性种 植材料的表面能使微生物移生。微生物在口腔内
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种植体表面理化性能 种植材料表面的理化特性如粗糙度、表面自
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口内余留牙 全口失牙的患者种植体周围的细菌主要由临
由能等对微生物的定植都有重要影响。粗糙度是 指材料在制造加工过程中固有的、 除表面波度、 形 状误差外的表面不规则化。扫描电镜显示 / 微生物
近软组织表面如舌背表面而来；而部分缺牙的患 者，余留牙的菌斑则是种植体周围细菌的主要来
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用钛粉作体外培养，证明钛对细菌的生长无抑制 或促进作用。而用羟基磷灰石 >?.@粉作体外培养， 细 菌 粘 附 ?. 粉 的 数 量 比 粘 附 钛 粉 的 要 多 。
17ABCD7C7 等 体外实验比较了氧化锆全瓷基桩和
485
纯钛基桩 表 面 变 形 链 球 菌 、 血链球菌、 粘性放线 菌和牙龈卟啉单胞菌等细菌的定植，发现氧化锆 表面变形链球菌的定植量超过钛基桩，血链球菌 更易定植在钛基桩表面。而体内实验发现牙周致 病菌在钛基桩表面的定植量超过氧化锆基桩。
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对于种植体失败的原因，除了以往所普遍考 虑的种植体的应力分布， 材料性能， 种植体及其上 部结构设计和外科手术等因素外，近来不少学者 纷纷注意到可能造成种植体周感染的口腔微生物 因素，而细菌在种植体材料表面的粘附定植是其 进一步发挥致病性的首要条件。本文拟就细菌在 种植材料表面定植及其影响因素的研究作一概 述。
#
其他因素 唾液及种植体周龈沟液的成分多种多样， N>ML
能聚集细菌细胞改变细菌对种植体的粘附和定居 能力， 唾液中的纤维结合素能粘附到细菌表面阻止 链球菌的定植。局部微环境如 VW 值， 氧化还原电 位， 患者的口腔卫生维护措施， 细菌间的相互作用 都将影响细菌的定植， 甚至患者的不良嗜好如吸烟 也会影响细菌在种植体表面的定植。
“ 表 面 竞 争 ”/’,01 23’ *41 )5’6 &’()*(+, 提 出 2,017 的理论 8 即组织细胞和口腔致病菌竞争性地在 种植体表面附着。如果组织细胞首先在种植体表 面形成附着，这个与组织细胞结合的表面则会因 组织细胞的活力、 完整的细胞膜、 多糖及宿主的功
・ ・ !"" 体。粘附就是受体与配体的特异性结合， 它是大多 数细菌选择性定植的基础。植入物进入机体后， 很 快有各种大分子物质选择性地吸附在表面， 以 %&’ 如淀粉酶、 +,-./ 粘蛋白 (" )* 的唾液大分子为主， 和富脯蛋白 （ 0102） ， 这些大分子物质是许多细菌 表面的粘附素在基质表面结合的配体。目前认为 细菌在种植体周定植较为合理的 # 个假想阶段 是： !以 唾 液 为 载 体 的 细 菌 转 运 ； "早 期 粘 附 ； # 附着； $定植。
源。 &’()*’*+, 等-./对比了部分种植义齿和全口种植 义齿菌斑附着情况，发现前者种植体表面的菌斑 附着明显高于后者，其中 $%& 和 $%’ 的检出率尤为 明显。01+2)343 等 认为余留牙周细菌组成对种植
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体周球菌、 可动菌和螺旋体的比例有明显影响， 当 余留牙周螺旋体与可动菌超过 !"5 时则种植体周 球菌明显减少， 螺旋体与可动菌的比例显著增高。 有牙周病史的部分无牙颌患者种植体周牙周致病 菌高于全口无牙颌患者，且牙周病的严重程度对 种植体周细菌组成也有影响； 慢性牙周炎患者， 若 种植体周袋小于 # 66 则 螺 旋 体 与 可 动 杆 菌 小 于 当 种 植 体 周 袋 大 于 # 66 时 ， 则两种菌的比 !"5 ， 例达 !"5 ，此时天然牙周这两种细菌比例仅轻微 上升； 严重牙周炎患者， 无论种植体周袋如何， 牙 齿与种植体周两种菌的比例都超过 !"5。
国外医学口腔医学分册 !""# 年 # 月第 $% 卷增刊
・ ・ !"# 成纤维细胞 S.!. 的增殖无影响。而其他组与对照 组无显著性差异。 认为其主要原因是氟离子和钛形 成复合物， 而不仅仅是氟离子从表面的析出， 从而 发挥抗菌作用。 用四种不同的方法对纯钛表面进行 处理： 用 <+H 或 O2H 对钛表面进行物理蒸汽沉积、 表面热氧化、 激光照射改变表面结构等处理， 结果 显示用 <+H 或 O2H 进行物理蒸汽沉积处理的两组 可明显减少细菌的粘附-%T/。 NU’2’3A 等-%:/研究也表明 氮化钛处理的表面可明显减少细菌的附着。
$. 的定植机理目前尚不清楚。有学者 -!， 在研究细菌
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细菌在种植体表面定植的生物学基础
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对牙面的粘附机理时提出了粘附素—受体学说认 为， 细菌粘附就是细菌与机体组织、 生物材料表面 发生特异性结合。细菌表面参与粘附作用的部份 如菌毛、 肽聚糖、 有粘附功能的荚膜、 细胞外粘质、 脂壁酸等称为粘附素， 在粘附中充当配体的角色。 而生物材料、机体组织与粘附素结合的位点叫受
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细菌在牙种植体表面的定植及影响因素
四川大学华西口腔医学院 摘要 刘劲松综述 高 宁审校
口腔微生物因素造成的种植体周围炎是种植失败的重要原因之一。 细菌在种植体表面定植
是其致病的前提条件。 种植材料的种类、 表面性能、 种植体不同的设计形式和口内天然牙情况都对 细菌定植有重要影响。 关键词 细菌定植 种植材料 种植体周围炎
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细菌在种植体表面定植的影响因素 种植材料的种类 种植材料因其种类不同而具有不同的内部结
构， 表面性状， 耐腐蚀性， 耐溶解性和生物毒性， 从 而影响细菌定植。种植体材料目前应用最多的是 钛金属以及羟基磷灰石等。柴枫等 研究了血链球
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菌、具核梭杆菌及牙龈卟啉单胞菌在纯钛和钛合 金 678.9#: 表面的粘附发现， 三种细菌在纯钛表面 的粘附量均多于在钛合金表面的粘附。分析其原 因认为材料表面层的化学组分差异可能与之有 关。虽然钛种植材料均有氧化膜外层， 但钛合金表 面的氧化膜中除含氧化钛外，还有氧化铝、氧化 钒， 后两者化学稳定性更强， 不易水化形成富羟基 区，从而影响材料表面对龈沟液中生物大分子的 吸附， 故介导细菌粘附的作用相对较弱， 造成细菌 粘附量降低。另外材料基体组成及晶格排列的差 异， 亦使其对表面层的电场效应亦有所不同， 可能 致使材料表面特性变化而影响细菌粘附。同时也 提示，钛合金作为种植材料应比纯钛更利于种植 体周菌斑控制。;9<-97 等 曾对口腔内的 ( 种细菌，
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异。钛种植体龈上与龈下滞留的菌斑量有所不同， 龈上菌斑随 1< 值的增加而增加。鉴于细菌附着与 种植体表面结构及光滑度有关，所以在实际应用 中， 种植体颈部应高度抛光， 消除不规则刻纹。而 龈下菌斑量主要与受试者牙列情况有关。表面自 由能是指物质表面所具有的内能，不论液体还是 固体， 从无表面到一个表面生成， 必然依靠环境对 其作功， 该功即转变为表面自由能。细菌附着的界 面自由能是由基质的自由能、细菌的表面自由能 和悬浮介质的表面张力决定的。基质的表面自由 能影响微生物的粘附。表面自由能低的微生物优 先粘附在表面自由能低的基质上，而表面自由能 高的微生物易在表面自由能高的基质上粘附。表 面自由能高的基质比 +L; 低的基质粘附的微生物 多。
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能性防御机制抵抗细菌的定植；如果细菌首先在 种植体表面附着， 则引起感染， 而且一旦细菌粘附 发生后，组织细胞将很难取代细菌的位置与种植 体表面结合。经过选择的对组织细胞具有生物相 容性的种植体材料， 为细菌粘附提供了有利场所。 种植体周围的病理性牙周袋和骨吸收，表明与宿 主组织细胞分离，同时也表明具有细胞相容性种 植材料的表面能使微生物移生。微生物在口腔内
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由能等对微生物的定植都有重要影响。粗糙度是 指材料在制造加工过程中固有的、 除表面波度、 形 状误差外的表面不规则化。扫描电镜显示 / 微生物
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17ABCD7C7 等 体外实验比较了氧化锆全瓷基桩和
485
纯钛基桩 表 面 变 形 链 球 菌 、 血链球菌、 粘性放线 菌和牙龈卟啉单胞菌等细菌的定植，发现氧化锆 表面变形链球菌的定植量超过钛基桩，血链球菌 更易定植在钛基桩表面。而体内实验发现牙周致 病菌在钛基桩表面的定植量超过氧化锆基桩。
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其他因素 唾液及种植体周龈沟液的成分多种多样， N>ML
能聚集细菌细胞改变细菌对种植体的粘附和定居 能力， 唾液中的纤维结合素能粘附到细菌表面阻止 链球菌的定植。局部微环境如 VW 值， 氧化还原电 位， 患者的口腔卫生维护措施， 细菌间的相互作用 都将影响细菌的定植， 甚至患者的不良嗜好如吸烟 也会影响细菌在种植体表面的定植。
“ 表 面 竞 争 ”/’,01 23’ *41 )5’6 &’()*(+, 提 出 2,017 的理论 8 即组织细胞和口腔致病菌竞争性地在 种植体表面附着。如果组织细胞首先在种植体表 面形成附着，这个与组织细胞结合的表面则会因 组织细胞的活力、 完整的细胞膜、 多糖及宿主的功
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源。 &’()*’*+, 等-./对比了部分种植义齿和全口种植 义齿菌斑附着情况，发现前者种植体表面的菌斑 附着明显高于后者，其中 $%& 和 $%’ 的检出率尤为 明显。01+2)343 等 认为余留牙周细菌组成对种植
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体周球菌、 可动菌和螺旋体的比例有明显影响， 当 余留牙周螺旋体与可动菌超过 !"5 时则种植体周 球菌明显减少， 螺旋体与可动菌的比例显著增高。 有牙周病史的部分无牙颌患者种植体周牙周致病 菌高于全口无牙颌患者，且牙周病的严重程度对 种植体周细菌组成也有影响； 慢性牙周炎患者， 若 种植体周袋小于 # 66 则 螺 旋 体 与 可 动 杆 菌 小 于 当 种 植 体 周 袋 大 于 # 66 时 ， 则两种菌的比 !"5 ， 例达 !"5 ，此时天然牙周这两种细菌比例仅轻微 上升； 严重牙周炎患者， 无论种植体周袋如何， 牙 齿与种植体周两种菌的比例都超过 !"5。
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・ ・ !"# 成纤维细胞 S.!. 的增殖无影响。而其他组与对照 组无显著性差异。 认为其主要原因是氟离子和钛形 成复合物， 而不仅仅是氟离子从表面的析出， 从而 发挥抗菌作用。 用四种不同的方法对纯钛表面进行 处理： 用 <+H 或 O2H 对钛表面进行物理蒸汽沉积、 表面热氧化、 激光照射改变表面结构等处理， 结果 显示用 <+H 或 O2H 进行物理蒸汽沉积处理的两组 可明显减少细菌的粘附-%T/。 NU’2’3A 等-%:/研究也表明 氮化钛处理的表面可明显减少细菌的附着。
$. 的定植机理目前尚不清楚。有学者 -!， 在研究细菌
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细菌在种植体表面定植的生物学基础
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对牙面的粘附机理时提出了粘附素—受体学说认 为， 细菌粘附就是细菌与机体组织、 生物材料表面 发生特异性结合。细菌表面参与粘附作用的部份 如菌毛、 肽聚糖、 有粘附功能的荚膜、 细胞外粘质、 脂壁酸等称为粘附素， 在粘附中充当配体的角色。 而生物材料、机体组织与粘附素结合的位点叫受