过氧化氢类漂白剂对牙体硬组织影响的研究进展

李文妙，邢莉

(中南大学湘雅医学院附属海口医院口腔医学中心牙体牙髓病科，海口 570208)

随着社会的不断发展，人类对美学的要求不断提高，对牙齿的颜色和外观排列也非常关注。漂白治疗用于牙齿美容的历史已有百余年，自1884年至今，过氧化氢被公认为主要的有效漂白剂。过氧化氢类漂白剂主要包括过氧化氢和过氧化脲。过氧化氢最常用的是30%～35%的过氧化氢水溶液和35%的过氧化氢凝胶；过氧化脲通过分解为过氧化氢达到漂白效果，常用浓度为5%～20%，其中10%的过氧化脲可分解产生3.5%的过氧化氢[1]。过氧化氢通过氧化釉质和牙本质中的有机着色物而使牙色变浅[2-3]。与其他改善牙齿颜色的美学技术相比，这种方法对患牙的损伤最小，能最大限度保持硬组织的完整性，且操作技术简单，对较轻的外源性着色牙、轻中度氟斑牙、四环素牙及生理性变色牙都有很好的效果[4]。但也有研究认为，过氧化氢在显微形态上影响牙体硬度[5]。现就过氧化氢类漂白剂的作用机制、对牙体硬组织的影响、牙体漂白后的处理以及漂白方式的选择等进行综述。

1 过氧化氢类漂白剂的作用机制

目前关于过氧化氢的漂白机制大致有两种观点。大部分人认为有不配对的电子存在于过氧化氢的外围轨道，并能与其他电子作用而形成电子对。过氧化氢作为一种活泼的氧化剂，在适当光照、pH值、温度以及催化剂的作用下可快速产生新生态的游离氧，紧接着形成超氧化自由基HO2-,HO2-又可通过链式或链式支链反应放大过氧化氢的氧化作用。釉质和牙本质具有可渗透性，新生态的游离氧和自由基渗透到釉质和牙本质后在牙本质小管内与羰基等含有共价键的长链有色分子发生氧化还原反应，将其分解为短链的小分子[6,7]，这些小分子的可见光谱波长短，从而呈现出脱色或颜色变浅的效果，这些小分子还可以自由穿过牙体硬组织到达牙齿表面后被冲洗掉，最终达到漂白的效果[4]。以上为渗透学说的观点。Haywood和Heymann[8]的研究认为，过氧化脲能够渗透到釉质中，不直接与过氧化脲接触的釉质部位也发生了漂白。Gökay等[9]的研究显示，使用漂白剂漂白离体牙15～30 min后，在髓腔内可检测到低浓度的过氧化物。上述研究佐证了漂白剂分子可以在釉质及牙本质组织中运动的原理。另有隐藏学说认为，过氧化氢降低了釉质表面的水含量，并改变有机物质的成分，从而使牙齿表面的色泽和屈光度发生改变，使视觉上认为牙齿颜色变白[10]。

过氧化脲的性质相对稳定，可分解为过氧化氢和脲，脲再分解为氨气和二氧化碳。氨可通过提高pH值而释放更多的HO2-和H-，从而加速漂白反应，亦可促使柱间质的蛋白质变性以利于自由基渗入。临床研究显示，25%的过氧化脲与8.7%的过氧化氢漂白牙齿的效果无显著差异[11-12]，但过氧化脲具有抗龋、不良反应小、性质稳定等优点。此外，临床上使用的一些过氧化脲制剂中还加入了聚羧乙烯，其是一种水溶性树脂，能延长过氧化氢的释放和制剂的保质期。

2 漂白剂对牙体硬组织的影响

2.1釉质表面形态改变 过氧化氢或过氧化脲在适宜环境中产生的超氧化自由基HO2-可分解釉基质蛋白并使釉质脱水，使其表面形成多孔性改变[5]，改变程度随浓度的升高而愈发明显[13-14]，这种现象可以解释漂白后出现的牙齿敏感问题。30%的过氧化氢可使釉质表面呈酸蚀、多孔结构，部分区域的釉柱及其周围发生不规则脱钙溶解，表面以下30～40 μm紧密排列的晶体被破坏[15]，釉质脱钙后形成一些晶体区域，2 h后即可引起脱矿[16]，延长漂白剂的作用时间会加重釉质结构的改变[17]。35%的过氧化脲可使釉质表面呈酸蚀样改变，部分羟基磷灰石结晶不清晰、呈熔融灶样改变，并产生球形颗粒沉积物[18]。

有观点认为，pH值是影响釉质脱矿的重要因素，釉质发生脱矿的临界pH值为5.2～5.8[19]。王春兰和董亚利[15]发现，过氧化氢和过氧化脲导致的脱矿均与pH值相关，高浓度过氧化氢的pH值较低，易造成无机物溶解。研究发现，对于活性成分浓度相同、pH值相近的过氧化氢和过氧化脲，前者可轻微引起釉质表面形态改变，而后者几乎无变化，这可能与后者释放的尿素升高了漂白剂的pH值有关[19]。

有研究认为，低浓度的过氧化氢类漂白剂并未破坏釉质层的完整性[5,20]。11%的过氧化脲作用下的釉质表面沟痕变深，但釉柱的排列仍较为密实，无脱钙迹象[21]。Sato等[22]认为，pH值趋近中性的漂白剂仍可使釉质表面出现酸蚀状改变，且细沟状缺损与生长线方向一致，推测起作用的可能不是过氧化氢，而是漂白剂中的其他成分。Götz等[23]使用13%和16%的过氧化氢凝胶漂白牙齿28 h后发现，低浓度的过氧化氢对釉质表面结构和显微形态无显著影响。

2.2对牙本质的影响 管周牙本质与管间牙本质的矿化程度不同，高浓度的过氧化氢和过氧化脲通过氧化作用使牙本质中蛋白质和碳酸盐流失，其表面可呈现高原地貌样改变，牙本质的完整性被破坏后渗透性增加，抗断裂能力的降低显著提高了牙齿折裂的可能性[22,24]。牙本质胶原蛋白的降解由基质金属蛋白酶介导，漂白剂可提高其降解率，从而影响修复材料对牙本质的黏结强度，并增加牙本质龋的发生率[25]。此外，苑克勇等[26]发现过氧化氢会降低成牙本质细胞的代谢活性。

2.3显微硬度的变化 显微硬度随牙体硬组织矿物质含量的变化而改变。过氧化氢和过氧化脲可使釉质脱矿、牙本质胶原纤维暴露，导致牙齿整体显微硬度下降[24,27]。Mondelli等[28]研究发现，浓度为15%～35%的过氧化氢均可导致离体牙釉质的显微硬度显著下降，但浓度<10%的过氧化氢不能使牙本质的弹性模量和显微硬度显著降低。

由于研究标准不统一，如样本种类、牙齿被测试部位、漂白剂种类以及储存环境等，研究者对于漂白剂降低牙体显微硬度的观点持不同意见。有研究发现，浓度>35%的过氧化氢在自然唾液环境中未能引起离体牙釉质表面显微硬度的明显变化[29]，因而认为过氧化氢类漂白剂在自然唾液环境中使用是相对安全的。唾液具有再矿化作用，且牙表面的获得性膜以及釉质表面的有机物与漂白剂发生作用有可能增强了唾液对牙表面再矿化的活性。研究发现，10%、20%、22%的过氧化脲均不能明显改变釉质和牙本质表面的显微硬度[30-31]，推测可能是过氧化脲的分解产物尿素中和了牙齿表面的酸性物质，或是其释放的活性氧自由基作用于牙釉质表面起到了保护作用[31]。Delfino等[32]的研究证实，10%、16%的过氧化脲对牙齿表层和亚表层釉质结构的显微硬度无影响；Ferreira Sda等[33]发现，3.5%过氧化氢对牙齿的釉质结构无影响。Zantner等[34]使用一种含6%过氧化氢的漂白药物漂白牙齿发现，尽管在漂白过程中并未采取任何使牙齿再矿化的措施，但釉质微硬度并未发生显著改变，该研究进一步验证了低浓度漂白药物的安全性和有效性。

2.4微化学成分的改变 釉质及牙本质的无机物主要由钙、磷离子的磷灰石晶体和少量其他磷酸盐晶体组成。漂白剂影响牙体组织的化学特性，其中最主要的是钙、磷离子数量的改变[35]。过氧化氢的水解过程使溶液pH值下降，钙、磷离子丢失，其中牙本质钙、磷离子的丢失大于釉质，且丢失量随药物浓度的升高而增多[36]；此外，实验环境中游离出的磷离子的数量少于钙离子，说明牙体硬组织中剩余的钙离子与磷离子的比值已下降[35,37]。有研究认为，牙本质的羟基磷灰石晶核周围存在一个不稳定的水化层，调节矿化晶体与周围环境间的动态平衡，其中钙离子、磷酸根离子在pH值较低的溶液中溶解能力强且反应迅速，基于这个水化层稳定性差的特点，漂白牙齿时加入羟基磷灰石是否有助于硬组织再矿化仍需探讨[38]。30%过氧化氢漂白后，牙釉质中的矿物质含量略微下降，其中钙离子变化最为明显，其丢失量与釉质标本浸泡在碳酸饮料中2～2.5 min的丢失量接近[39]。此外，35%的过氧化氢亦能影响牙本质中有机成分的含量[27]。

3 再矿化处理

Henn-Donassollo等[40]的研究发现，每日使用漂白剂漂白牙齿1 h，14 d后浸泡在唾液中的牙齿硬度无明显改变，这可能与唾液的再矿化作用有关，再矿化后釉质表面的显微硬度会提高。单纯依靠唾液的再矿化作用提高牙齿的硬度所需时间较长，于是很多学者开始研究漂白后对牙体进行再矿化处理。

目前再矿化药物主要包括以下几种类型，①含氟矿化液；含氟化物、硝酸钾或磷酸钙的漂白剂，牙体在漂白的同时亦发生了再矿化，减少了牙齿敏感和脱矿情况的发生[41]。Worschech等[42]研究发现，含氟牙膏有助于牙齿漂白后的再矿化，并能降低机械摩擦对硬组织的破坏。程琳等[17]在漂白剂中添加氟化物后，釉质表面蜂窝状或鱼鳞状的凹陷趋于平整，并出现了矿化物沉积。Jiang等[43]发现，将经过氧化氢漂白后的离体牙浸于再矿化液中，釉质表面能快速形成再矿化层，其黏附的变形链球菌相对较少，该研究认为漂白后再矿化处理可降低患龋率。②生物玻璃：呈白色颗粒状，含有钙、磷、硅、钠等成分，可与水反应形成与天然牙类似的羟基磷灰石结构。Deng等[44]证实，漂白剂中添加生物玻璃能有效抑制牙硬组织中钙、磷的丢失，维持硬组织良好的理化性能。方谦等[45]发现，釉质被生物玻璃处理后显微硬度增高，其中钙磷比以90 g/L组最高，60 g/L组次之。③纳米羟基磷灰石：为无定形物质，较结晶的磷灰石更易溶解，结构更接近牙体组织，在唾液中溶解后能沉积在釉质中，阻止着色物质附着。在漂白剂中添加纳米羟基磷灰石能减少牙体硬组织结构的破坏，提高显微硬度[46]。④酪蛋白磷酸肽：是一种从牛奶中提取的生物活性肽，由牛奶酪蛋白酶解后形成，酪蛋白磷酸肽能与无定形磷酸钙反应形成酪蛋白磷酸肽钙磷复合体。酪蛋白磷酸肽钙磷复合体含有人体可吸收的钙磷离子，能提高牙体表面钙磷离子的水平，一方面钙离子的存在使釉质表面持续处于一种过饱和状态，随时补充牙体中流失的钙离子，从而抑制脱矿的发生；另一方面过饱和环境中的磷酸根易与氢离子结合产生磷酸氢盐，其弱碱性提升了环境的pH值[47]，从而有效减少了牙体脱矿，并能促进再矿化，增加了材料表面的微硬度和挠曲强度等[24]。

4 漂白的方式的选择

临床上引起天然牙变色的原因很多，变色部分可能存在于牙齿表面，也可能存在于牙齿内部结构中。根据漂白对象的不同，漂白治疗可分为冠外漂白和髓腔内漂白。对于牙髓坏死和牙髓内出血引起的牙变色，采用髓腔内漂白通常能获得较好的疗效。牙髓钙化的活髓牙如出现牙变色，首先考虑冠外漂白，如不成功则选择根管治疗后再行髓室内漂白。老年生理性牙变色、食物产生的累积变色及氟斑牙首选冠外漂白。对于四环素牙，冠外漂白仅限于变色较浅的黄色患牙，根管治疗联合髓腔内漂白对于不同严重程度的四环素牙都有效。冠外漂白技术对于部分釉质发育不全患者有效，但疗效可能随着时间推移而消失，但再次治疗仍有一定的效果。

漂白剂不适用于下列人群：<16岁者；冠边缘微渗漏、牙周炎、龋齿、牙颈部敏感、牙釉质折裂、牙隐裂或牙体缺损者；中、重度釉质发育不全伴实质性缺损者；对过氧化氢、过氧化脲及其他成分过敏者；光敏体质者；妊娠及哺乳期患者。

5 小 结

使用过氧化氢类制剂漂白牙齿是一种相对安全的技术，不会改变牙齿的宏观结构。随着科技的不断发展，科研工作者通过红外光谱、X线衍射法、显微CT扫描等手段不断研究漂白制剂对牙体组织的影响，其作用机制也得到了进一步的研究，作用效果也得到更深层次的认识，通过对漂白制剂的浓度、剂型、添加剂等进行改良，在最大限度减少漂白药物对牙体组织损害的基础上提升漂白质量。随着生活水平的提高，人们对美的不懈追求，牙齿美白事业方兴未艾。追求经济、高效、长效、稳定、安全的牙齿美白药物将是今后口腔美容的研究热点之一。