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釉质脱矿是正畸矫治过程中一种常见的并发症,其发病率达50%~80%,且釉质脱矿导致白垩色斑在正畸治疗结束后长时间仍难以消退,进而严重影响正畸治疗的美观效果及牙齿的健康。
釉质脱矿与正畸矫治器所引起口腔致龋菌群的改变密切相关。
传统固定矫治器的置入为菌斑附着提供有利条件,降低口腔自洁能力,导致口腔致龋微生物数目及产酸耐酸能力显著增加,龋病易感性增强。
与固定矫治器相比,隐形矫治器因其美观、舒适等优点,日益受到患者青睐。
目前尚未清楚隐形矫治是否和固定矫治一样会导致口腔致龋菌群改变,增加患者龋病易感性。
考虑到龈上菌斑中致龋菌水平与釉质脱矿更为相关,有必要对隐形矫治患者龈上菌斑中致龋菌特点进行研究。
本研究选取青少年隐形矫治患者14例,在隐形矫治期间不同时间点采集龈上菌斑样本,分析龈上菌斑中致龋菌(厌氧菌属、链球菌属、变形链球菌属)的数目及其产酸性、耐酸性变化。

资料和方法
病例选择
研究样本来自于2017年10月~2018年2月在武汉大学口腔医院正畸一科就诊的14例青少年隐形矫治患者;男5例,年龄(14.6±2.42)岁,女9例,年龄(15.0±1.49)岁;其中轻度拥挤(2~4 mm)5例;中度拥挤(4~8 mm)7例;重度拥挤(>8 mm)2例。
纳入标准:选择隐形矫治的正畸治疗患者,年龄12~18岁,恒牙列;正畸矫治时间不少于12个月,上下颌均纳入矫治;近3个月内未服用抗生素,无系统性疾病;患者口腔卫生习惯良好,能认真完成口腔卫生清洁,并能按照医嘱及时就诊;患者及监护人知情并同意参加此项研究,在研究过程中能积极配合,并签署知情同意书。
本研究经武汉大学口腔医院医学伦理委员会批准同意。

菌斑采集方法
在隐形矫治期间的不同时间点(矫治前、矫治3个月、6个月、12个月)对同一患者采集龈上菌斑样本。
被采检者8 h以上未刷牙及2 h以上未进食,局部棉球隔湿,生理盐水冲洗采样部位,气枪吹干,无菌刮匙刮取右上颌及左下颌象限牙齿唇(颊)舌及牙合面的菌斑,置于1 mL盛有无菌林格氏液的EP管中。
样本低温条件下2 h内转运至实验室,振荡60 s, 充分打散细菌,用PBS作连续倍比稀释,获得实验所需的10-6菌斑稀释液。

细菌的培养和计数
将50 μL(稀释度为10-6)菌液分别接种于BHI、MS、MSB琼脂平板,无菌涂布棒均匀涂布于平板,每个样品浓度重复接种3次。
将接种后的培养基置于37℃、厌氧环境(95%N2、5%CO2)下培养48 h, 立即记录每个培养皿中的菌落形成单位(colony-forming unit, CFU),选取30~300之间的CFU值,分别计算1 mL菌斑内总厌氧菌数、链球菌数及变形链球菌数目。

菌斑产酸性实验
取适当稀释度菌液(10-6)100 μL,加入初始pH值为7.0(即pH7.0)和葡萄糖浓度分别为0.2%、1%、2%、5%的900 μL液体BHI培养基中(24孔板),37℃厌氧条件下培养48 h, pH计测定每个孔的pH值,作为菌斑生长后pH值(即为pHX)。
计算菌斑降低培养基pH值,即ΔpH=pH7.0-pHX(pH7.0为培养基初始pH值,pHX为培养基菌斑生长后pH值),每个样品浓度重复接种3次。
菌斑影响培养基pH的变化,ΔpH大小可反映菌斑产酸能力的强弱,ΔpH越大,反映该菌斑的产酸能力越强。

菌斑耐酸实验
取适当稀释度菌液(10-6)20 μL加入含有pH值分别为4.0~7.0(以pH 1.0为间隔)的180 μL液体BHI培养基中(96孔板),每个样品浓度重复接种3次。
37℃厌氧条件下培养72 h, 于可见光分光光度计600 nm处测定吸光度值OD600,吸光度值OD600代表致龋菌生长情况,将不同pH下,治疗3个月、6个月、12个月的吸光度值OD600与治疗前比较,评估菌斑耐酸能力。
数据统计分析
对细菌数量进行对数转换,采用GraphPad Prism 8软件对各数据方差分析,分别将治疗3个月、6个月、12个月的数值与治疗前进行自身对照比较,P<0.05表示具有统计学差异。

龈上菌斑细菌数量分析
矫治前及矫治3个月、6个月和12个月的龈上菌斑中总厌氧菌、链球菌和变形链球菌数量分析:隐形矫治器戴用后3个月、6个月及12个月与戴用前相比龈上菌斑中厌氧菌属的数目均显著升高(P<0.01);链球菌数目呈增高趋势,但无统计学差异;隐形矫治器戴用后3个月与矫治前相比牙面菌斑中变形链球菌的数量呈升高趋势,但无统计学差异,在矫治6个月时及12个月时均显著增高(P<0.05)。

菌斑总产酸性分析
隐形矫治3个月、6个月和12个月与矫治前相比,口腔菌斑产酸能力(ΔpH)均明显增强,且在矫治6个月时产酸能力增强最为显著。
菌斑耐酸性分析
与矫治前相比,隐形矫治3个月、6个月和12个月时OD600显著升高,口腔菌斑耐酸能力显著增强。
矫治前及矫治过程中细菌数量(对数值)分析
|
细菌类型 |
样本例数 |
治疗前 |
治疗3个月 |
治疗6个月 |
治疗12个月 |
|
厌氧菌数量 |
14 |
6.15±0.41 |
6.30±0.43** |
6.32±0.42** |
6.39±0.40** |
|
链球菌数量 |
14 |
5.81±0.41 |
5.93±0.48 |
5.89±0.42 |
6.04±0.33 |
|
变链菌数量 |
14 |
4.15±0.56 |
4.37±0.64 |
4.57±0.68* |
4.69±0.93** |
注:在相应时间上与矫治前相比较,*P<0.05,**P<0.01
目前研究显示,与釉质脱矿和龋病发生相关的致龋菌主要包括链球菌属、乳杆菌、放线菌等,其中链球菌属中的变形链球菌组与龋病密切相关;链球菌属主要为G+兼性厌氧菌,厌氧环境有助于致龋菌的生长和繁殖。
本研究采用患者自身前后对照方法,与矫治前相比,隐形矫治3个月、6个月和12个月时龈上菌斑中厌氧菌数量均显著增加;且随矫治时间的延长持续增高。
结果提示隐形矫治器的使用创造了口腔的厌氧环境,分析原因可能有:隐形矫治器只有贴合牙面才能起到有效矫治作用,牙面长时间被包裹,相对厌氧的微环境极易形成并长期存在。
隐形矫治器的“包裹作用”使矫治器与牙面之间形成一层相对静止的唾液层,正常情况下唾液的机械清洁作用和化学抑菌作用均得不到有效的发挥,减少了唾液的保护作用,使牙面厌氧菌数量增加。
隐形矫治器内表面凹凸不平的螺纹和凸出于牙面的矫治附件均增大了菌斑附着的面积。

研究表明变形链球菌与早期釉质脱矿有关。
本研究发现变形链球菌数量在隐形矫治3个月时变化不明显,而在6个月及12个月时显著增高,提示隐形矫治器的佩戴可能增加了变形链球菌定植风险且与佩戴时间呈正相关。
与Batoni等研究结果相似,即通过评估佩戴可摘矫治器6个月的儿童患者,发现可摘矫治器的佩戴会促进变形链球菌在口腔的定植。
然而,Sifakakis等在一项前瞻性队列研究中发现,在热塑性隐形矫治器或固定矫治器治疗1个月的青少年患者唾液中,变形链球菌和嗜酸乳杆菌的数量没有差异。
隐形矫治器对变形链球菌的影响可能与矫治器的佩戴时间有关。
本研究中,链球菌属数量有随时间增高的趋势,但无统计学差异。

菌斑的产酸性及耐酸性是致龋菌的重要毒力因子,菌斑处于低pH的酸性环境中时,与非耐酸菌相比,耐酸菌如变形链球菌、干酪乳杆菌等在酸性致龋环境中的竞争优势增强。
有研究报道,糖原及培养基初始pH是影响产酸菌细胞生理活性的重要生长条件,随着pH值的下降,菌株的产酸及耐酸情况呈下降趋势。
因此,本实验将菌斑接种于不同初始pH值和葡萄糖浓度的培养基中,采用菌斑产酸量ΔpH和菌斑吸光度值OD600变化程度间接反映各菌斑的产酸和耐酸能力。
与隐形矫治前相比,矫治后3个月、6个月和12个月时口腔菌斑产酸及耐酸均有显著增强,3个月和6个月时有随时间增强的趋势,12个月时有减弱趋势。

提示隐形矫治器的使用使口腔菌斑中产酸菌及耐酸菌的比例增加,或菌斑产酸及耐酸能力与治疗前相比显著增强,表明釉质脱矿或致龋危险性增加,这与固定矫治中致龋菌的变化类似。
综上所述,通过分析隐形矫治器戴用前后牙面菌斑相关致龋菌数量及菌斑产酸与耐酸能力的变化,隐形矫治器佩戴可能打破了口腔微生态环境原有的平衡,青少年患者龈上菌斑龋病活跃性增强,患龋风险增加。
提示青少年隐形矫治过程中,对其进行正确及时的口腔卫生宣教和定期口腔检查的必要性,有助于青少年隐形矫治患者降低口腔患龋的风险。
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