冷常压等离子体在口腔医学中的应用

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摘要：冷常压等离子体具有高效灭菌、安全及无污染等优势，在消毒医疗器械及活体组织等领域应用较多。除此之外，冷常压等离子体还具有材料表面改性、美白牙齿、止血等功能。文章首先介绍冷常压等离子体的产生及其成分，然后就其在口腔医学中的应用进展做一综述。

关键词：冷常压等离子体；灭菌；亲水性；表面改性

1CAP在口腔灭菌方面的应用

CAP的灭菌机制包括热效应、紫外线作用及细菌胞膜破裂学说等，其中细菌胞膜破裂学说一直居于首要地位。大多数学者认为，革兰阴性细菌死亡是由于带电粒子产生的静电力可引起胞膜破裂、胞质外溢；而革兰阳性细菌死亡则是由于含氧活性粒子具有氧化作用，破坏了细菌薄膜的屏障保护作用［1］。等离子体处理时产生的温度接近室温，产生的紫外线辐射也非常微弱。因此，热效应及紫外线作用均不是杀灭微生物的主要机制。CAP可应用于口腔器械、修复模型和根管内的消毒［3］，对于种植体周围炎和牙周炎也有治疗效果。王丹杨等［1］证实CAP处理15s可杀灭变形链球菌，5min可杀灭嗜酸乳杆菌，对于由菌斑生物膜引起的龋病、牙周病及种植体周围炎等均有治疗效果；对伴放线放线杆菌、白色念珠菌也有明显灭菌效果，因此可用于治疗牙周病和义齿性口炎［3-4］。在根管治疗方面，CAP联合药物治疗效果更佳。CAP产生的活性产物能扩散至根管细小弯曲的末端结构，在较短时间内即可达到较好的杀菌效果，并且不产生有毒气体和热伤害等副反应，治疗效果优于次氯酸钠冲洗、氢氧化钙消毒及超声清洗等传统治疗方法。有报道称使用CAP联合5.25%次氯酸钠处理根管12min，根管内粪肠球菌（根管治疗失败的常见菌群）全部被杀灭［5］。在口腔种植、牙周手术及正颌手术等治疗中，CAP可用于手术室及手术器械的消毒。对于不耐高温的医疗器械，CAP消毒避免了高压蒸汽灭菌造成的热变形等损害。CAP设备小巧便携、移动方便，因此也可用于术中消毒。

2CAP的表面改性作用

2.1CAP对牙体组织的表面改性作用

CAP对牙釉质和牙本质的表面改性作用体现为亲水性的增强。有研究证实：（1）与不处理组相比，经CAP处理的牙釉质表面亲水性及极性物质显著增加，与粘接剂的粘接强度增强［6］；CAP有望应用于自酸蚀，在窝沟封闭及冠的粘接中替代常规酸蚀。（2）与不处理组相比，经CAP处理的牙本质表面亲水性增强，粘接剂中渗入胶原纤维和牙本质小管的亲水性单体增多，形成的树脂突较长且混合层较厚，因此牙本质与粘接剂之间的微机械固位更好，CAP的应用提高了粘接剂与牙本质的粘接强度和耐用性［7］。CAP在治疗牙周病方面，除灭菌机制外，还可增加裸露牙根表面的亲水性，促进成骨细胞黏附及增殖分化；另外，CAP可促进牙周韧带中间充质干细胞的成骨分化［8］。

2.2CAP对口腔修复材料的表面改性作用

口腔修复材料如氧化锆牙冠和纤维桩，经CAP处理后与树脂粘接剂之间的粘接力增强。CAP处理氧化锆牙冠后，牙冠表面能及亲水性增强，进而增强其与树脂粘接剂之间的粘接强度；CAP处理纤维桩后，纤维桩可产生含氧基团，表面的极性官能团增多，湿润性增强，与树脂粘接剂之间的粘接效果更佳［9］。纤维桩与牙本质弹性模量相近，不易造成根折，在牙体修复中应用广泛，应用CAP来增强纤维桩粘接性具有实际临床意义。CAP可使义齿基托和软衬材料表面改性。可摘及全口义齿基托材料为热固化丙烯酸树脂，CAP处理后基托与唾液间吸附力增强；软衬材料与基托材料相同，在CAP处理后形成高度交联的膜，从而增加软衬材料的耐磨、耐热和耐腐蚀性，减少对水的吸收并阻碍增塑剂低分子物质析出。Kim等［10］证实，在修理断裂义齿时应用CAP，可增强基托树脂与填补树脂之间的粘接力。综上所述，CAP表面处理技术为口腔修复治疗提供了新思路。

3CAP在口腔种植方面的应用

在口腔种植修复中，种植体与骨的结合能力是至关重要的。CAP可通过多种机制增强种植体与骨的结合能力。（1）生物学方面，在保证种植体钛矿晶体结构等物理特性的情况下，应用CAP可提高种植体表面的亲水性和自由能，从而改善了组织的相容性，促进成骨细胞在种植体表面的黏附［11］。（2）物理机械作用方面，赵宝红等［12］证实，种植体经CAP处理后表面呈粗糙的多孔结构，种植体的机械固位效果优于电解氧化、机械抛光和喷砂酸蚀等传统方法，同时粗糙多孔的表面结构有利于成骨细胞的附着、铺展及进一步增殖、生长，并且可增加磷酸钙盐的沉积，提高成骨细胞对蛋白质和钙离子的摄取能力，进而增强种植体与骨组织间的结合力。（3）早期软组织封闭方面，CAP可促进牙龈成纤维细胞在种植体表面的早期附着，增强种植体周围软组织密封效果，预防口腔来源的感染，减少早期种植体与骨结合的干扰，降低种植体失败风险［13］。

4CAP在牙齿美白方面的应用

在美白牙齿方面，使用CAP的方法与传统方法相比优势明显，美白效率更高且安全稳定。传统美白牙齿方法需使用光源活化高浓度的过氧化氢（35%~50%），产生的羟基与牙齿表面色素基团发生氧化还原反应，从而产生牙齿美白效果。CAP美白牙齿方法则通过高能带电粒子和活性自由基等产物，激发低浓度的过氧化氢分解并释放大量羟基，从而产生良好且稳定的美白效果，避免出现高浓度过氧化氢造成的牙体损伤和牙齿敏感现象；另外CAP处理的温度（<40℃）较低，对牙髓无热损伤，对牙釉质和牙本质的显微硬度及矿物含量均无影响［14］。

5CAP在口腔外科手术方面的应用

口腔颌面部血运丰富，快速有效地止血在口腔颌面外科手术中非常重要，CAP在止血效果方面优于高频电刀。高频电刀易造成组织烧焦并且在移除焦化部分后可引起新的出血［15-16］。而CAP通过活化血小板，促进血小板聚集及促进血液脱水等机制加速血液凝固，止血过程中不产生热量、气化、碳化及细菌污染等负面效应。

6总结和展望

CAP在活体组织消毒、材料表面改性、牙齿美白及止血等领域的应用已取得显著成效，但该技术在口腔医学中的应用研究仍是初步探索阶段。CAP的作用机制、长期效果及有无副反应等方面尚需长期临床观察验证。如何使CAP装置更加人性化，更易于椅旁操作，使用流程更加简化，处理时间和所需剂量更加精确化等方面值得继续深入研究。

作者：葛鑫 赵宝红 单位：中国医科大学口腔医学院 辽宁省口腔医学研究所口腔种植研究室 辽宁省口腔疾病重点实验室 辽宁省口腔疾病转化医学研究中心