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生物可降解镁基金属：口腔抗菌材料的创新探索与应用展望

一、引言

1.1研究背景与意义

口腔健康是全身健康的重要组成部分，与人们的生活质量息息相关。然而，口腔疾病作为一类常见的健康问题，严重威胁着人类的健康。世界卫生组织（WHO）将口腔疾病列为全球重点防控的三大非传染性疾病之一，足见其危害的严重性。

龋病、牙周炎、口腔黏膜病等是常见的口腔疾病。龋病，也就是人们常说的蛀牙，其发病机制主要是由于口腔中的细菌利用食物中的糖分产生酸性物质，逐渐腐蚀牙齿硬组织，进而形成龋洞。若龋病得不到及时治疗，病变会进一步发展，细菌会感染牙髓，引发牙髓炎，产生剧烈疼痛，严重影响患者的日常生活和睡眠质量。牙周炎则主要是由牙菌斑中的微生物引起的牙周支持组织的慢性炎症，炎症会破坏牙周膜和牙槽骨，导致牙齿松动、移位甚至脱落，不仅影响咀嚼功能，还会对患者的面部美观造成负面影响。口腔黏膜病的种类繁多，如口腔溃疡、扁平苔藓等，其病因复杂，可能与免疫、遗传、感染等多种因素有关，患病后会导致口腔黏膜出现疼痛、溃疡、糜烂等症状，给患者带来极大的痛苦，严重影响患者的进食和语言功能。

这些口腔疾病不仅会对口腔局部组织造成损害，还可能引发全身系统性疾病。例如，牙周炎与心血管疾病之间存在着密切的关联。牙周炎患者口腔中的细菌及其代谢产物可以通过血液循环进入全身，引发炎症反应，促进动脉粥样硬化的形成，增加心血管疾病的发病风险。此外，口腔疾病还可能与糖尿病、呼吸系统疾病、早产低体重儿等疾病的发生发展相关，对患者的全身健康构成严重威胁。

在口腔疾病的治疗和预防中，抗菌材料发挥着至关重要的作用。抗菌材料能够抑制或杀灭口腔中的有害细菌，有效预防和治疗口腔感染性疾病，减少疾病的发生和发展。在口腔修复领域，使用抗菌材料制作的义齿、牙冠等修复体，可以降低修复体表面细菌的黏附和滋生，减少继发龋的发生，提高修复效果和使用寿命。在口腔正畸治疗中，抗菌材料可以应用于正畸托槽、弓丝等器械，减少细菌在器械表面的聚集，预防牙龈炎、釉质脱矿等并发症的发生。

传统的抗菌材料，如银系抗菌材料、有机抗菌剂等，虽然在一定程度上能够发挥抗菌作用，但也存在着诸多局限性。银系抗菌材料中的银离子具有较强的抗菌活性，但其容易导致变色，影响美观，且长期使用可能会对人体产生潜在的毒性。有机抗菌剂虽然抗菌效果较好，但稳定性较差，容易分解失效，且部分有机抗菌剂可能对人体健康产生不利影响。因此，开发新型、高效、安全的抗菌材料成为口腔医学领域的研究热点和迫切需求。

镁基金属作为一种新型的生物可降解材料，近年来在生物医学领域展现出了巨大的应用潜力，尤其是在口腔抗菌材料方面。镁是人体必需的常量元素之一，在人体内参与多种生理生化反应，对维持人体正常的生理功能具有重要作用。镁及镁基材料具有良好的生物相容性，能够与人体组织和谐共处，减少异物反应的发生。其密度较低，仅为1.74g/cm3，与人骨的密质骨密度（1.80g/cm3）极为接近，弹性模量也与天然骨相近，作为植入材料使用时，能够有效缓解应力遮挡效应，促进骨组织的生长和修复。

镁基金属的生物可降解性是其一大突出优势。在口腔环境中，镁基金属能够逐渐降解，其降解产物镁离子可以参与人体的新陈代谢，不会在体内残留，避免了二次手术取出的痛苦和风险。镁离子还具有一定的生物学活性，能够促进细胞的增殖、分化和黏附，对骨组织的生长和修复具有积极的促进作用。研究表明，镁离子可以提高成骨细胞的活性，促进磷酸钙沉积，增加介导成骨作用，同时改善原位耐蚀性。在口腔种植领域，使用镁基种植体可以促进种植体周围骨组织的生长和整合，提高种植体的稳定性和成功率。

更为重要的是，镁基金属具有独特的抗菌性能。其抗菌机制主要包括以下几个方面：一是镁基金属在降解过程中会释放出镁离子，镁离子可以与细菌细胞膜表面的负电荷相互作用，破坏细胞膜的结构和功能，导致细菌死亡；二是镁基金属的降解会使周围环境的pH值升高，形成碱性环境，而大多数口腔细菌在酸性环境中生长繁殖，碱性环境可以抑制细菌的生长和代谢；三是镁基金属在降解过程中会产生氢气，氢气可以改变细菌周围的微环境，抑制细菌的生长和黏附。研究发现，镁基金属对口腔常见的致病菌，如变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌等，具有显著的抑制作用，能够有效减少口腔细菌的数量，降低口腔感染的风险。

综上所述，本研究旨在深入探索生物可降解镁基金属作为口腔抗菌材料的性能和应用潜力，为解决口腔疾病的防治问题提供新的思路和方法。通过对镁基金属的抗菌性能、生物相容性、降解性能等进行系统研究，开发出具有良好抗菌效果、生物安全性和可降解性的口腔抗菌材料，有望为口腔医学领域带来新的突破，提高口腔疾病的治疗效果和患者的生活质量，具有重要的理论意义和实际应用价值。

1.2研究目的与方法

本研究旨在深入探究生物可降解镁