氧化锆纳米颗粒改性热固化丙烯酸树脂在素食饮料中抗菌性能的深度探究：口腔材料新突破

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Effect of zirconia nanoparticles in heat-cured acrylic resins on bacterial adhesion in vegan beverages

为解决热固化丙烯酸树脂易受细菌粘附，引发多种口腔疾病的问题，研究人员开展了氧化锆纳米颗粒改性热固化丙烯酸树脂在素食饮料中细菌粘附效果的研究。结果显示，氧化锆浓度和饮料类型影响细菌粘附，该研究为优化牙科材料提供依据。

　　在口腔医学领域，假牙修复是帮助无牙患者恢复咀嚼和美观功能的重要手段，热固化丙烯酸树脂因其良好的美学效果、易操作性和生物相容性，成为制作假牙基托和混合种植覆盖义齿的常用材料。然而，它有个让人头疼的问题 —— 容易被细菌粘附。这些细菌在树脂表面 “安营扎寨”，不仅会引发组织炎症，导致粘膜炎、种植体周围炎等疾病，还可能促进牙修复体周围生物膜的形成，进而引发继发龋齿，严重影响患者的口腔健康和生活质量。与此同时，随着人们健康意识的提高，素食主义逐渐流行，杏仁奶、水牛奶等素食饮料的消费量不断增加。这些饮料的低 pH 值可能会对牙科材料产生影响，但目前关于它们与牙科材料相互作用，尤其是对细菌粘附的影响，研究还不够充分。因此，探究这些饮料与氧化锆改性树脂的相互作用，对于提升牙科修复体在现代饮食环境中的耐久性和性能至关重要。

在这样的背景下，来自 Mehmet Akif Ersoy 大学、Harran 大学等机构的研究人员开展了一项关于 “氧化锆纳米颗粒在热固化丙烯酸树脂中对素食饮料中细菌粘附的影响” 的研究。该研究成果发表在《Applied Microbiology and Biotechnology》杂志上。

为了深入了解这一现象，研究人员采用了多种关键技术方法。首先，制备了不同类型的样本，包括未改性的 Procryla、含 1 wt% 氧化锆的 Procryla 1Z、含 3 wt% 氧化锆的 Procryla 3Z 以及 Imicryl，共 192 个样本 。然后，将这些样本分别浸泡在蒸馏水、矿泉水、杏仁奶和水牛奶中，模拟不同的口腔环境。接着，利用扫描电子显微镜（SEM）观察细菌在样本表面的粘附形态，用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析样本表面的化学相互作用。最后，通过统计分析，量化不同条件下样本表面的细菌定植情况。

研究结果如下：

1. 细菌粘附的总体差异：重复测量方差分析表明，热固化义齿基托树脂组、素食饮料类型、浸泡时间与细菌粘附之间存在显著差异（P<0.001）。不同浓度氧化锆的热固化丙烯酸义齿基托树脂样本与未添加氧化锆的对照组相比，表面生长的细菌菌落数量差异显著（P<0.001）。
2. 不同浸泡溶液中的细菌粘附情况：在蒸馏水中浸泡时，Procryla 1Z 组的细菌粘附最少（3.05 ± 0.03） ；在矿泉水中浸泡 14 天后，Procryla 3Z 组的菌落数最低（3.30 ± 0.01）；在杏仁奶和水牛奶中，未添加氧化锆的样本组菌落数较低，添加氧化锆的样本组菌落数较高，其中 Procryla 3Z 样本在水牛奶中浸泡 14 天的菌落数最高（5.80 ± 0.03） 。
3. SEM 分析结果：不同材料组在不同环境下的细菌粘附情况不同。例如，Imicryl 树脂组在水牛奶和杏仁奶中的细菌粘附较多，在矿泉水和蒸馏水中较少；添加 1% 氧化锆的热固化丙烯酸树脂在蒸馏水中的细菌粘附比未掺杂的树脂更多，但 1% 氧化锆纳米颗粒能防止树脂主结构变形。
4. FTIR 分析结果：所有实验组的 FTIR 光谱都对应树脂的特征峰，除了甲基丙烯酸酯基团中的 C = C 带，样本未发生化学变化，且该基团中残留单体显著减少。

研究结论和讨论部分指出，该研究表明氧化锆纳米颗粒的加入对热固化丙烯酸义齿基托树脂的细菌粘附影响显著，且这种影响取决于氧化锆浓度和浸泡介质。在中性环境如蒸馏水中，1 wt% 的氧化锆添加可有效减少细菌定植；在矿泉水中，3 wt% 氧化锆组在 14 天后表现出增强的长期抗菌性能。然而，在营养丰富的环境如杏仁奶和水牛奶中，氧化锆的添加似乎促进了细菌生长。这一研究成果为牙科材料的优化提供了重要依据，临床医生在选择义齿材料和指导患者饮食时，可以参考这些结论，以降低口腔感染风险，提高患者的口腔健康水平。同时，研究也指出了未来研究方向，如进一步探究添加氧化锆后样本的表面角度、粗糙度和疏水性等参数，以及确定具体的细菌种类，从而更全面地了解材料在各种环境中的相互作用。