综述：口内聚合物装置的环境影响：系统性回顾

　　本综述系统评估了口腔聚合物装置（IPD）在加工过程及口腔内释放单体洗脱物、降解化合物和纳米/微米级聚合物颗粒（NMP）的环境与健康风险。文章揭示了IPD在生产（产生空气/废水污染）及使用阶段（通过生物摩擦腐蚀释放物质）的多途径暴露问题，强调了标准化监测方法的缺失及生态影响的未知性，为口腔材料可持续发展提供了关键科学依据。

　　

口内聚合物装置的环境影响：从诊室到生态系统的复杂旅程

引言

口内聚合物装置（IPD）包括临时、半永久或永久性的治疗性、预防性和修复性设备，如树脂基复合材料（RBC）修复体、牙齿密封剂、正畸矫治器和义齿等。这些装置由复杂的聚合物材料构成，其特性取决于链结构、交联度以及添加剂（如抗氧化剂、染料、引发剂、光稳定剂和邻苯二甲酸盐）。随着计算机辅助技术（CAD-CAM）在牙科领域的广泛应用，包括预制聚合物机械加工和3D打印单体化合物，IPD的制造过程变得更加高效，但也带来了新的环境挑战。

材料与方法

本研究遵循系统评价的首选报告项目（PRISMA）指南，并在国际系统评价前瞻性注册库（PROSPERO CRD42023472616）注册了协议。通过多个文献数据库、灰色文献和手工检索，筛选出50项相关研究，其中13项关注牙科诊室环境中IPD制造/处理过程中空气和废水中的单体洗脱物或聚合物NMP，37项关注IPD放置后人体体液中的这些物质。

结果

牙科诊室环境中的单体洗脱物或聚合物NMP

在牙科诊室环境中，IPD的制造和处理过程会释放纳米和微米级颗粒（NMP）到空气和废水中。研究表明，高速旋转器械在干燥条件下研磨RBC时，会产生显著的空气污染，其中呼吸性颗粒（<5μm）占主导地位。这些颗粒不仅具有潜在的职业吸入危害，还可能通过废水进入环境。废水中的NMP尺寸从50纳米到数十微米不等，形态不规则，且可能携带双酚A（BPA）等可浸出化合物。现有数据表明，废水中的总悬浮固体浓度差异巨大，从0.08 mg/L到115 mg/L，反映了不同牙科操作和材料使用的多样性。

可摘或半永久IPD相关体液中的单体洗脱物或降解化合物和聚合物NMP

可摘或半永久IPD（如义齿、正畸矫治器）在口腔中使用时，会通过生物摩擦腐蚀释放单体洗脱物和NMP。研究发现，正畸托槽粘接和拆除过程中，唾液中的BPA水平会迅速升高，并在24-48小时内恢复到基线水平。尿液中的BPA检测则显示系统性清除的延迟峰值。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）义齿会释放甲基丙烯酸甲酯（MMA），但其在血液和尿液中的含量通常低于检测限。

永久IPD相关体液中的单体洗脱物或降解化合物和聚合物NMP

永久IPD（如RBC修复体和窝沟密封剂）在口腔中会持续释放单体洗脱物和降解化合物。研究表明，唾液中的BPA水平在修复体放置后立即达到峰值，并在几天内逐渐下降。尿液中的BPA水平变化则较为缓慢，反映了全身分布和清除的过程。不同RBC产品（如Bis-GMA/TEGDMA或UDMA/TEGDMA混合物）的释放特性存在差异，操作技术、采样时间等因素也会影响检测结果。

讨论

结果解读与现有证据的关系

本研究发现的洗脱物特征与二甲丙烯酸酯网络的生物摩擦腐蚀和水解途径一致：最初从近表面区域释放未反应的单体和邻苯二甲酸盐，随后通过酶和化学裂解酯键（如Bis-GMA转化为BisHPPP及相关产物）。这些过程的速率受交联密度、吸水性和局部生物膜酯酶活性等因素影响。短期唾液峰值主要导致暴露，其强度受光固化协议、表面处理技术及器械干湿使用等因素影响。

证据的局限性

由于研究数量有限，且方法学存在异质性，难以准确评估单体洗脱物和聚合物NMP的释放量及相关风险。从体外实验数据推断会引入额外不确定性，估计值范围从几何平均估计值的10^-5到10²倍。临床研究中存在多种已知和未知的混杂变量，如生物体液的收集、运输、储存和分析方法，许多研究未详细描述这些方面。

对实践、政策和未来研究的影响

牙科诊室环境途径

在COVID-19大流行期间，对NMP气溶胶的研究主要集中在临床操作产生的生物气溶胶的潜在致病性，而其化学成分关注较少。缺乏针对聚合物的NMP研究，描述减少生物气溶胶产生策略的出版物中也不包含聚合物特异性NMP。尽管如此，有迹象表明，口腔 healthcare 专业人员现在比COVID-19大流行前更认真地采取减少暴露于气溶胶化NMP的措施。

体液途径

所有IPD都会发生生物摩擦腐蚀，这一点早已被认识到。IPD表面与口腔生物膜之间的相互作用复杂，需要进一步研究以阐明和减轻不同摩擦化学机制的影响。聚合物降解可能通过生物、化学、物理、机械或其他机制发生，这些过程之间存在一些相互作用。生物降解主要是由细菌生物膜和牙周 crevicular 液中的酶催化剂引起的水解。化学降解与唾液吸附有关，导致机械性能下降。营养、饮酒和某些漱口水促进表面软化，增加加速磨损的风险。快速温度波动导致材料的水解和热降解，对机械性能产生不利影响，而表面降解有害，因为它加速机械降解，即表面磨损。

由CAD-CAM开发的新型材料制成的IPD

数字技术中硬件和软件的共生通过新型计算机辅助设计（CAD）结合内部增材或减材计算机辅助制造（CAM），促进了IPD的现场制造/处理。新兴和老牌单体和聚合物材料制造商利用这些进步推出新产品，据称专为CAM定制，但通常缺乏或没有临床测试。虽然营销涉及符合ISO标准和生物相容性，但环境方面，包括对未使用CAM材料循环性的承诺缺乏，并未得到解决。

IPD衍生NMP的环境迁移和转化：表面化学的作用

摄入的聚合物NMP的代谢命运仍然 largely unknown。排泄的聚合物NMP可能具有高表面积体积比，这可以影响它们在自然环境中的相互作用。自然环境中的进一步生物摩擦腐蚀取决于未知和已知因素，如结晶度、疏水性和剩余官能团。这些因素还决定聚合物NMP是否与污染物相互作用，如重金属、抗生素和持久性有机污染物（POPs）。另一个未知数是聚合物NMP与微生物之间的相互作用，这取决于水生和陆地生态系统中附着生物膜的质量和数量。

单体洗脱物或降解化合物和聚合物NMP：可能的健康危害

为了限制本SR的长度，我们避免对与牙科RBC修复体和其他IPD的单体洗脱物或降解化合物相关的潜在人类危害进行批判性评估。自2023年引入新的BPA TDI水平以来，关于人类危害和BPA的公众辩论变得更加有争议。牙科修复体和窝沟密封剂放置后BPA洗脱量似乎极少，目前的药代动力学模型表明，与其他来源的BPA暴露相比，对人类的风险可忽略不计。然而，BPA可能的非单调剂量反应关系令人担忧。另一个新兴关注点是全氟和多氟烷基物质（PFAS）在多种消费品中的存在，包括在医疗保健部门的使用。目前的风险评估得出结论，含有聚合物PFAS的IPD对人类环境PFAS暴露的贡献可忽略不计。

应对未满足的全球需求的未来牙科修复材料

考虑到全球龋齿的广泛流行，估计每年进行数十亿次牙科修复。毫无疑问，牙科修复护理改善了生活质量；然而，它同时耗尽了制造修复材料所用的原材料和资源。此外，根据世界卫生组织（WHO）的数据，大约35亿人目前因各种原因患有未治疗的永久牙龋齿。不可否认，所有当代牙科修复材料选择都显著影响环境——无论是生态毒性（尤其是牙科汞合金的环境影响）、全球变暖潜能和富营养化（主要来自粘接牙科树脂基复合材料），还是臭氧 depletion（最显著来自玻璃离子水门汀）。从全球角度来看，需要一种不敏感技术、成本效益高且不需要先进牙科诊室技术的修复材料。持续的研究努力旨在开发创新的牙科修复材料，满足最低标准，包括可管理的处理性能、口腔内优异的长期临床性能、生物相容性和最小的环境影响。报告持续记录了材料开发的进展，以及聚合物材料相关的挫折和挑战。然而，减轻修复性牙科护理环境影响的最有效资源利用是专注于预防牙科疾病，而不是继续寻找解决其后果的方法。

结论

在本系统评价的局限性内，可以得出以下结论：

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  牙科诊室环境空气和废水中存在的单体洗脱物和聚合物NMP因IPD类型、材料和在临床环境中使用的处理方法而异。

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  IPD向患者体液中释放单体洗脱物、降解化合物和聚合物NMP。

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  接受IPD的患者排泄单体洗脱物和NMP构成环境问题，即使患者离开诊所，目前也没有实际的解决方案来缓解这个问题。

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  排泄的聚合物NMP可能在自然环境中经历进一步的生物摩擦腐蚀，与污染物和生物膜相互作用，可能加剧其生态影响。

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  方法学方法的异质性阻碍了通过荟萃分析进行直接比较和数据合成。

未来研究应专注于：

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  建立标准化方法，用于量化临床和环境中的单体洗脱物、降解化合物和聚合物NMP。

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  调查聚合物NMP的长期环境命运，包括它们与环境污染物和生物膜在水生和陆地生态系统中的相互作用。

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  开发可生物降解或可回收的牙科聚合物，以减少环境影响并促进可持续性。

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  鼓励预防性护理策略，以最大限度地减少修复材料的使用及其相关的环境 repercussions。