感染根管指的是含有坏死牙髓的根管。根管内感染通常是5~8种细菌的混合感染,厌氧菌尤其是专性厌氧菌是感染根管内的主要细菌。原发感染根管内的微生物种类和继发感染根管内的有所不同,在牙髓治疗失败的根管内占主导地位的是兼性厌氧菌和革兰阳性菌。通过对治疗失败的根管内细菌进行检测,发现粪肠球菌是治疗失败根管内最常检出的细菌,是根管持续感染和再感染的重要微生物之一。粪肠球菌能在营养物质缺乏、高碱性、抗菌药存在的恶劣环境中生存并形成再感染,影响根管治疗的效果,加大再治疗时根管内细菌清除的难度。
粪肠球菌的特点
1.1 粪肠球菌的生物学特性 粪肠球菌属于人体的正常菌群,常寄居于人类的肠道、阴道和口腔。该菌为革兰阳性兼性厌氧菌,呈圆形或椭圆形,直径0.5~1.0m,大多数成对或短链状排列,无运动特性,可形成乳脂状的白色菌落,边缘整齐,表面湿润光滑。
1.2 粪肠球菌的生存特性 粪肠球菌对营养要求低,即使在普通的营养琼脂上也能生长。抗饥饿能力较强,在水中没有任何营养的条件下也可存活4个月以上。在pH值为9.6的碱性环境中可以生存,并能在60℃条件下存活30分钟。粪肠球菌对胆汁盐类、氮盐类,重金属、洗涤剂和乙醇以及干燥环境都具有一定的抵抗性。
2、根管内粪肠球菌的分布及生存方式
根管充填后,粪肠球菌处于低氧低营养的根管环境内,逐渐成为根管内的优势菌。在根管内的不同部位,粪肠球菌的定植密度不同,一般在根管中上段比较稀疏,根尖段比较密集。粪肠球菌可深入到预备不到或不完全的根管分叉区,侧支根管或峡区,渗透至牙本质小管深层,黏附于牙本质胶原,化学机械治疗无法到达牙本质小管深处并清除粪肠球菌网。当环境允许时,粪肠球菌从牙本质小管移动到根管内形成再感染。黏附在牙本质上的粪肠球菌包裹在一种高度水合化、主要携带负电荷的多聚物基质中,即细胞外多糖,并在根管的牙本质表面形成一种高度组织化的多细胞结构,这种高度组织化的多细胞结构即为细菌生物膜。在激光扫描共聚焦显微镜下,细菌生物膜是非均质的,细胞外基质占其总质量分数的85%。其亚显微结构并非为同代微生物菌落形成的单层细胞结构,而是在时间和空间上世代交替的共殖菌落。位于生物膜深层的粪肠球菌氧张力降低,新陈代谢减缓,使病原体的生长速度减慢,形成特殊微结构,引起根管治疗失败。
3、粪肠球菌的致病性
粪肠球菌的致病性与其形成的生物膜高度相关。研究证实,通过器械预备和根管封药较难完全清除根管内的粪肠球菌生物膜。粪肠球菌生物膜在一定的条件下游离出单个细菌,重新定植形成新的生物膜。粪肠球菌不断向根尖周组织释放致病因子,单独或在其他细菌的协同作用下使根尖周病变不愈合或产生新的根尖周病变。作为一种可生存于复杂的根管系统内的病原体,粪肠球菌在恶劣环境下生存和增殖的能力使其成为根尖周炎复发的重要致病因素。粪肠球菌含有明胶酶、肠球菌表面蛋白、溶菌蛋白、心内膜炎抗原和胞溶蛋白等诸多毒力因子。这些毒力因子可以在肠球菌菌种之间转移扩散,耐受宿主的非特异性免疫应答,增强其致病性和生存能力。其中,聚集物质既可与巨噬细胞和中性粒细胞作用,还可以提高I型胶原、结合蛋白、纤维玻璃体结合蛋白等粪肠球菌细胞外基质蛋白的黏附和连接能力,引起健康组织损伤。明胶酶能切断细菌表面与疏水基团的连接键,使疏水基团外露,从而增强细菌的黏附能力;生物膜的形成受密度感应系统的调控,明胶酶具有调节细菌群体行为的作用。当明胶酶基因突变或被敲除时,粪肠球菌生物膜毒力明显下降。当抗生素大量使用或宿主免疫力低下时,宿主和粪肠球菌之间的共生状态失衡,粪肠球菌离开正常寄居部位进入其他组织器官,首先在宿主组织局部聚集达到阈值密度,然后在黏附蛋白的作用下黏附于宿主细胞的胞外矩阵蛋白,分泌细胞溶解蛋白和明胶酶等毒性物质,侵袭和破坏宿主组织细胞。
4、粪肠球菌的耐药机制
粪肠球菌的耐药性也与其生物膜结构密切相关。研究发现,生物膜内粪肠球菌的耐药性比悬浮状态高l0~l000倍。生物膜耐药性的机制尚未明确,但目前存在以下几种假说:生物膜多聚糖基质有抑制抗菌剂的作用,并且大量的细胞外基质可以起到分子筛作用以阻挡抗菌剂的进入;由于生物膜内部的养分和氧浓度较低,且细胞密度高,所以生物膜内的细菌生长缓慢或静止,对抗菌剂的敏感性也相对降低;生物膜中的细胞会表达出一些与悬浮细胞不同的表型,如多药物输送泵和膜蛋白成分的转变,生物膜特殊表型的表达可能是生物膜对抗菌剂耐受的重要原因;生物膜中的一些生长缓慢或代谢停止的细胞形成类似芽孢的细胞,表达独特的具有高度保护作用的表型。生物膜中细菌的耐药性可能还有其他机制的参与。
5、根管内粪肠球菌的控制
粪肠球菌对现有的常规机械、化学预备措施以及多种杀菌药物具有很强的抵抗力。目前,尚无一种理想的消毒药物能完全杀灭粪肠球菌。酚醛类药物有较强的刺激性和毒性,越来越多的学者不建议将其作为根管内封药。氢氧化钙是临床上常用的根管消毒药物,然而大量研究表明,粪肠球菌生命力顽强,可耐受氢氧化钙所致的碱性环境。
5.1 次氯酸钠对粪肠球菌的作用 次氯酸钠经研究证明对粪肠球菌具有很好的疗效 ,同时可以溶解有机残髓。但是由于不能有效去除玷污层,其表面张力亦同时抑制了进入牙本质小管的能力。而EDTA可与金属钙离子形成易溶的螯合物,软化根管牙本质,达到脱矿消除玷污层及牙本质碎屑的效果,两者联合应用,可达到相互补偿相互增效的作用。次氯酸钠的杀菌效果随着浓度的升高而增强,而其细胞毒性亦与浓度成正比,高浓度的次氯酸钠可造成根尖周组织剧烈的疼痛、肿胀和出血。考虑到抑菌和根尖周组织反应的双重效应,有学者将17%EDTA+2.5%NaC10为推荐使用的冲洗组合。
5.2 氯己定对粪肠球菌的作用 氯已定抗菌作用强,抗菌谱广,对革兰阳性菌灭菌效果好,对革兰阴性菌和真菌也有效。研究发现,在生物机械预备后7天,经2%氯己定溶液和凝胶冲洗的根管的粪肠球菌菌落形成单位明显减少,说明氯己定具有持续的抑菌能力。无论是用一般的冲洗还是采用超声冲洗,2%氯己定的抑菌能力明显优于5.25%的次氯酸钠,冲洗后48小时,次氯酸钠已经没有抑菌能力,而氯己定的抑菌能力可以长达168小时。
5.3 超声冲洗对粪肠球菌的作用 由于粪肠球菌生物膜位于根管中下段、死区、狭窄区,普通的人工注射器冲洗难以到达,因此减弱了对粪肠球菌的抑制作用。与传统的人工注射器冲洗方法相比,超声根管冲洗通过超声的热效应、声流效应和空穴效应来作用于根管,尤其是加上超声大量的液体交换,可使冲洗液中有效的杀菌成份得到补充,从而获得高效的冲洗和清理效果。
综上所述,由于其强大的生存能力,粪肠球菌对常规的根管消毒和抗菌药物有极强的耐药性,各种方法均只能减少粪肠球菌的数量,但是无法完全去除。有效地抑制或杀灭粪肠球菌的药物有待进一步研究。