Hydroxyapatite 能弱化酸性物質,亦是牙齒在受到酸性攻擊時提供鈣質的來源

酸性物質會侵蝕我們的牙齒,導致牙齒耗損。pH值越低,酸性便會越強。健康人士口腔中的 pH 值處於中性範圍內,亦即 pH 值≈ 7。當 pH 值< 5.5 時,牙齒便會受損。然而,pH 值並不是導致牙齒被酸性物質侵害的唯一重要因素,在口腔中存在的其他離子或成份亦是其中的關鍵。由於琺瑯質由大約 97% 的 hydroxyapatite(一種磷酸鈣化合物)組成,因此可以在環境中加入鈣質來弱化酸性。

問題

Hydroxyapatite 能否在與細菌接觸時提升口腔中的鈣含量以及觸發保護機制,以防止酸性物質形成,繼而預防蛀牙?

研究方法

這項體外研究以存在於口腔和牙腔中的變形鏈球菌為研究對象。研究人員在流體培養物以及變形鏈球菌生物膜中,研究了 hydroxyapatite 對 pH 值和鈣質水平的影響。流體樣本在加入 5% hydroxyapatite或 5% 二氧化矽之下進行 48 小時的培養,其中以二氧化矽作為對照物質,以排除這些物質對細菌生長的影響。在研究開始時、24小時後以及 48小時後,研究人員皆測量了培養物中的pH 值和鈣離子量。24 小時過後,使用 0.5% hydroxyapatite 或 0.5% 二氧化矽(對照)來調整造成蛀牙的生物膜(酸性 pH 值)。合共 72 小時過後,研究人員再測量培養物上清液和生物膜中的 pH 值和鈣含量。

結果

在流體培養物、生物膜上清液和生物膜的測量中,當與二氧化矽或陰性對照比較時,研究人員發現假如加入 hydroxyapatite,鈣質水平便會顯著上升。24 小時及 48 小時過後,流體培養物的 pH 值在 hydroxyapatite 和二氧化矽之間沒有顯著分別,當加入 hydroxyapatite 時,pH 值則會稍微上升。72 小時後,在與二氧化矽和對照比較下,含有 hydroxyapatite 的生物膜其 pH 值明顯較高。這證明 hydroxyapatite 具有有效的緩衝作用,特別是對於酸性條件,亦即導致蛀牙的口腔生物膜。

Figure 1: Hydroxyapatite dissolves in acidic (cariogenic) biofilms and weakens the acids. The pH value is higher in the hydroxyapatite group, indicating that the biofilm is less acidic, i.e. weaker, than in the control groups.
Figure 2: Hydroxyapatite dissolves in acidic (cariogenic) biofilms. This releases calcium, which can protect and repair the tooth.

結論

Hydroxyapatite 是鈣質的來源,同時亦能保護牙齒免受酸性物質的損害。

研究報告可在此閲讀

來源: Cieplik F. et al. Ca2+ release and buffering effects of synthetic hydroxyapatite following bacterial acid challenge. BMC Oral Health, 1-8 (2020).