论文部分内容阅读
龋病是人类口腔主要的多发病之一,世界卫生组织将其与肿瘤和心血管疾病并列为人类三大重点防治疾病。厌氧菌变形链球菌Streptococcus mutans（简称变链菌,S.mutans）是最主要的致龋菌,其与口腔内有机质交联形成牙菌斑生物膜,不仅为细菌本身起到保护作用,而且代谢产生的有机酸会进一步腐蚀牙齿,增强对抗菌药物的耐药性。因此,研发高效低毒能抗生物膜的抗菌剂是预防和治疗龋病的重要手段。氧化锌是常用的口腔材料,但其抗菌效果有限。本文将银与氧化锌复合形成纳米复合物（Ag/ZnO）,利用银与氧化锌相互作用产生的活性氧（ROS）及银本身的抗菌能力,提高传统牙科材料的抗菌能力。同时,本课题引入牙科临床常用的LED光固化灯,利用Ag/ZnO的光催化活性提高纳米复合物的抗菌能力,并采用多种手段研究Ag/ZnO纳米复合物的光动力杀菌作用及机理,为该材料的临床应用提供理论依据。论文的主要工作如下:1.研究Ag/ZnO纳米复合物对浮游状S.mutans的抑制活性和机理。采用最低抑菌浓度（MIC）、最低杀菌浓度（MBC）及生长曲线法测定Ag/ZnO对S.mutans的抗菌活性,结果表明Ag/ZnO对浮游状S.mutans抗菌活性远高于ZnO。通过SEM观察细菌形貌、细菌膜电位测定、胞外钾离子及ROS浓度测定和脂质过氧化程度测定,说明Ag/ZnO通过破坏细菌细胞膜功能及氧化细胞内大分子作用抑制或杀死浮游状S.mutans。2.研究Ag/ZnO纳米复合物对S.mutans生物膜形成的抑制活性和机理。采用结晶紫染色法测定Ag/ZnO对S.mutans生物膜形成抑制,结果表明在128μg/mL的浓度下对S.mutans生物膜形成的抑制率可达50%以上,远高于ZnO。通过测定经Ag/ZnO作用后S.mutans的产酸量、细胞亲水性及gtfB、gtfC、comD、comE、luxS基因的实时荧光定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）,表明Ag/ZnO通过抑制S.mutans生物膜产酸、增加细胞表面的亲水性及抑制S.mutans葡萄糖基转移酶合成和密度感应系统的基因表达,从而抑制生物膜的形成。此外,还研究了Ag/ZnO在玻璃离子水门汀中应用。3.研究Ag/ZnO和LED协同抗菌作用及机理。将LED光固化灯引入Ag/ZnO抗S.mutans的实验中。LED单独作用于S.mutans时对其活性并无影响,当LED与Ag/ZnO共同作用于S.mutans时,浮游状和生物膜状S.mutans的活性分别比Ag/ZnO单独作用时活性下降2.82 log和2.40 log。SEM和激光共聚焦显微镜（CLSM）观察结果显示LED与Ag/ZnO共同作用时,细菌细胞的形态在3 min后开始发生变化,成熟的生物膜由里及表的死菌逐渐增多。电子自旋谐振（ESR）、胞内活性氧以及活性氧捕获实验表明,LED短时间内激发Ag/ZnO产生大量·OH和·O2-在抗S.mutans过程起到了主要作用,随着光照时间的延长产生的ROS增多。协同作用下S.mutans的胞外多糖产量降低,成膜相关的基因的表达也有部分呈下调趋势,解释了此协同作用破坏成熟生物膜的主要机理。