冠部的牙本质为釉质提供了弹性基质,与根部的牙本质一道,形成了牙的外形,同时形成一个保护牙髓的腔隙。虽然牙本质没有血液循环和神经支配,但仍然对外界的温度、化学等有反应。牙本质为整个牙体组织提供了强度和硬度,随着洞形的深度或宽度的增加,牙齿的抗力明显下降,一个较深的Ⅰ类洞形,或一个牙髓治疗的开髓治疗,这样余留牙体组织的抗力仅为正常牙的1/3。因此,在洞形预备时,尽量保留健康牙本质,采用保守进入通道、仅去除龋损的牙本质,采用粘接修复技术、窝沟封闭技术,是值得推荐的。如洞形预备较大,应考虑嵌体修复或全冠修复。
组织形态结构
牙本质是构成牙齿的主体硬组织,在牙本质中央的髓腔内充满牙髓组织。牙本质颜色淡黄,硬度比釉质低,比骨组织稍高。成熟牙本质重量的70%为无机物,有机物为20%,水占重量的10%。按体积计算,无机物占50%,有机物占30%,水占20%。无机物中主要是羟磷灰石,其晶体比釉质中的小,有机物主要是组成胶原纤维的胶原蛋白。
牙本质由牙本质小管、成牙本质细胞突起和细胞间质组成。
1.牙本质小管
牙本质小管为贯通于牙本质全层的管状空间,充满了组织液和一定量的成牙本质细胞突起。牙本质小管自牙髓表面向釉牙本质界呈放射状排列,在牙尖部及根尖部小管较直,而在牙颈部则弯曲呈~形,近牙髓端的凸弯向着根尖方向。牙本质小管自牙髓端伸向表面,沿途分出许多侧支,并与邻近小管的侧支互相吻合。
2.成牙本质细胞突起
成牙本质细胞突起(odontoblastic process)是成牙本质细胞的胞质突,该细胞体位于髓腔近牙本质侧,呈整齐的单层排列。成牙本质细胞突起伸入牙本质小管内,在其整个行程中分出细的小支伸入牙本质小管的分支内,并与邻近的突起分支相联系,人们发现成牙本质细胞突的长度不与牙本质小管一致,一般只有小管长度的2/3~3/4。
3.细胞间质
细胞间质为矿化间质,其中有很细的胶原纤维。纤维的排列大部与牙表面平行而与牙本质小管垂直,彼此交织成密网状。基质中有羟磷灰石晶体分布,长约20~10nm,宽2~3.5nm,呈针状或片状。基质中的钙化并不是均匀的,在不同的区域由于其钙化程度的差别,主要分为:
(1)管间牙本质,位于牙本质小管之间,其中胶原纤维较多,矿化较低。
(2)管周牙本质(peritubular dentin),在镜下观察牙本质的横剖磨片时,可见其围绕成牙本质细胞突起,呈环形的透明带,构成牙本质小管壁,管周牙本质较管间牙本质的矿化程度高,含胶原纤维少。
牙本质是一种矿化组织,没有完整细胞,牙本质中存在有牙本质小管,有成牙本质细胞伸出的突起,而且有充分证据表明,牙本质小管内存在有体液循环,从而其代谢是比较活跃的。因此,当有外界刺激、病变、损伤,甚至因年龄等的变化,牙本质也会发生相应的变化。
4.表层牙本质
在牙本质的形成过程中,成牙本质细胞自釉牙本质界,逐渐向牙髓方会聚,因此在其细胞突周围形成了具有锥度的通道,通过分泌合成胶原纤维,成牙本质细胞产生和形成细胞间质。在釉牙本质界最先形成的牙本质中,牙本质小管分隔距离大,管间牙本质占表面积的96%。牙本质小管的直径为0.8μm,占表面积的4%,牙本质小管的密度仍达20 000/mm2,表层的牙本质小管有许多分支末端,小管间也有分支联合,构成一个高度交联的系统。表层牙本质虽离牙髓的神经感受器很远,在探诊过程仍然可能引起敏感。
5.深层牙本质
靠近牙髓的深层牙本质与表层牙本质不同,这种差异影响了深层牙本质的通透性和粘接性(图4-4)。成本质细胞在牙本质发育过程中从釉牙质界逐渐向牙髓聚合移行,最后在髓壁形成紧密排列的细胞层,在牙髓-牙本质界面,成牙本质细胞的密度为76000/mm2 (也就是牙本质小管的密度)。
图4-4 牙本质
牙本质小管的直径增加,为2.5~3.0μm,同时牙本质小管间的距离仅为釉牙本质界表层牙本质小管间距离的一半。因此深层牙本质中管间牙本质仅占面积的12%,而充满牙本质小管液的小管占面积的22%,是表层牙本质的20倍。虽然深层牙本质中牙本质小管部分被成牙本质细胞突、胶原纤维、矿物沉积所阻塞,但其通透性仍为表层牙本质的8倍。
通透性
牙本质的通透性(permeability)直接与其保护功能有关。当牙本质外层的保护罩——釉质、牙骨质因龋损、备洞时机械去除、磨耗、腐蚀而失去时,暴露的牙本质小管成为牙髓和外部口腔环境的通道,即使是经修复充填的牙,通过充填材料与洞壁之间的微渗漏现象,也可能存在刺激牙髓的通道。研究表明,没有任何一种充填材料能与洞壁之间形成一个完全密封的环境,例如,新近充填的银汞合金材料与洞壁之间的间隙约有10μm,甚至更大,复合树脂与洞壁之间的间隙也是随时间的延长而加宽(图4-5)。
经充填材料与洞壁之间的间隙、酸性物质、细菌产物由毛细管现象进入洞壁,引发洞壁的继发龋,同时,细菌也能通过牙本质小管进入牙髓,开放的牙本质小管就像是牙髓的微穿孔,可能造成牙髓的炎症和过敏。因此,剩余的牙本质厚度是决定外界物质透入梯度的关键,同时在充填修复时,采用洞衬剂、洞漆、牙本质粘接剂能有效封闭充填间隙和牙本质小管。
图4-5 牙本质的通透性
敏感性
牙本质能对温度、化学、物理刺激产生反应,但牙本质没有血液循环和神经支配,在深层牙本质中仅有20%的牙本质小管含有伸入长度约为几十微米的神经纤维。因此,部分学者认为成牙本质细胞可能是刺激接受器,介导牙本质敏感。但这种观点受到很大的怀疑,因为电子显微镜和目前最先进的技术未能证实成本质细胞突能延伸至釉牙本质界,而且成牙本质细胞的细胞膜不具有传导性,同时成牙本质细胞与神经纤维末梢间也没有突触连接,相反,研究发现即使成牙本质细胞层被破坏,牙本质的敏感仍然存在。修复材料或牙本质硬化可减轻牙本质的敏感性(图4-6)。
Brannstrom基于毛细管流动理论提出了流体动力学说(hydrodynamic theory),认为牙本质小管内有液体,该液体对外来的刺激有机械性反应,当牙本质内的液体受到冷刺激时由内向外流,当受到热刺激时由外向内流,这种液体的流动引起了成牙本质细胞和其突起的舒张或压缩,从而影响到其周围的神经末梢。当牙本质受到刺激时,如干燥空气、温度、压力、酸性物质,机械切割如在临床上备洞时,当钻到牙本浅层时,此种刺激更为强烈。因此,了解牙本质通透性、敏感性的知识,能帮助医生避免牙体修复后的术后不适、敏感等并发症。
图4-6 流体动力学说
牙本质粘接
早期树脂粘接剂对酸蚀后牙本质的粘接相对于釉质的粘接是不成功的,因为粘接面的细胞间质存在对粘接剂的水解破坏,以及玷污层对粘接剂的干扰。目前较新的牙本质粘接剂通过处理剂去除或修饰玷污层,使管间、管周牙本质轻度脱矿,形成微孔结构,同时胶原纤维网暴露,形成疏松的网状结构,亲水的树脂进入牙本质小管、胶原纤维固化形成混合层,产生微机械扣锁作用。越是深层的牙本质,含水分越多,固体成分越少,同时,牙髓为牙本质小管液提供了约为14 cmH2O向外的压力,而成牙本质细胞突、矿物沉积、管间的胶原纤维能部分消除这种压力,当牙本质被切割越深,牙本质小管液压力越大,牙本质表面越湿,这将影响疏水性树脂的聚合。牙本质过度矿化,呈深黄色或珠光样的牙本质表面,也能影响粘接力,牙本质的增龄变化以及长期受外界刺激均可影响牙本质小管的通透性,影响粘接。
牙本质增龄变化及对外界刺激的反应
1.原发性牙本质(primary dentin)和继发性牙本质(secondary dentin)
牙根发育完成前形成的生理性牙本质为原发性牙本质,此期形成牙本质的速度相对较快,牙根发育完成牙和对“牙合”牙建立咬合关系后,牙本质仍可继续不断地形成,使髓室体积缩小,但形成速度减慢,这种后来形成的牙本质称为继发性牙本质。
髓室的形态与牙的外形相似,但有时髓角很高,如前磨牙的颊尖,磨牙的近颊尖的髓角,在年轻恒牙的洞形预备中应避让髓角,避免穿髓。可能由于是对来自对“牙合”中轻刺激产生反应,继发性牙本质更多是沉积在髓角、髓室顶、髓室底。随着年龄的增加,髓室的顶底径度变得很小,临床应根据患者的具体情况,了解髓室的大小和位置,是洞形预备的决定因素。
牙本质小管壁继续矿化是另一种生理性或增龄性变化,可能由成牙本质细胞突介导,矿化使牙本质小管壁增厚,牙本质小管变窄。继发性牙本质和管间牙本质的矿化是一种生理性过程。这种矿化也可在未萌出的牙中观察到。
2.修复性牙本质(reparative dentin)
当釉质表面因磨损、酸蚀、龋等而遭受破坏时,深部牙本质暴露,成牙本质细胞受到程度不等的刺激,并部分发生变性。牙髓深层的未分化细胞可移向该处,取代变性细胞而分化为成牙本质细胞,并与尚有功能的成牙本质细胞一起共同分泌牙本质基质,继而矿化,形成修复性牙本质。修复性牙本质形成的速度、厚度与外界刺激的强度和持续时间有关,通常修复性牙本质形的厚度为1.5μm/d,有时也可达3.5μm/d。研究发现,损伤50天后,有70μm的修复性牙本质形成。修复性牙本质对牙髓的保护十分有效,因为修复性牙本质内牙本质小管少,明显弯曲,同时与原有的牙本质小管不连续相通。修复性牙本质能补偿外周牙本质因损害而造成的厚度丧失。阻挡外界刺激对牙髓的持续损害。但如果损害没能停止或去除,细菌产物能扩散穿过约0.5mm的修复性牙本质,造成牙髓的严重炎症,最终将导致牙髓坏死。
3.硬化性牙本质(sclerotic dentin)
牙本质在受到外界刺激后,除了形成上述修复性牙本质外,还可以使牙本质小管内的成牙本质细胞突起发生变性,变性后经矿物盐沉着而矿化封闭牙本质小管,这样可阻止外界刺激传入牙髓,这部分牙本质称硬化性牙本质。这种钙化部分的牙本质,其在光镜下与牙本质小管和周围的间质析光率没有什么差别,故在磨片上呈透明状,也称为透明牙本质。
4.死区(dead zone)
死区是牙因磨损、酸蚀或龋病而使牙本质小管暴露时,小管内的成牙本质细胞突起逐渐变性、分解,小管内充满空气,在显微镜透明光下观察,这部分牙本质呈黑色,称为死区。这种改变常见于狭窄的髓角,其近髓端常常有修复性牙本质形成(图4-7)。