當我們每天刷牙時，可能從未想過牙膏中的成分除了清潔牙齒外，還會與我們的牙齦組織發生怎樣的相互作用。事實上，牙膏中含有的表面活性劑、氟化物等化學物質在口腔中可停留數小時，其局部濃度可能高于唾液中的水平。隨著市售牙膏配方的日益多樣化，特別是氟化物濃度、表面活性劑系統和抗菌添加劑的變化，人們對這些產品生物安全性的關注也與日俱增。盡管牙膏被廣泛認為是口腔清潔的必需品，但其中的一些成分，如月桂基硫酸鈉(SLS)和氟化物，可能對軟組織造成細胞水平的損傷。然而，關于不同配方牙膏對人體牙齦細胞的生物相容性及其抗菌效果的比較研究仍相對缺乏。

為了解決這一知識空白，來自土耳其伊茲密爾Tinazte佩大學和埃格大學的研究團隊在《Scientific Reports》上發表了一項研究，對12種市售牙膏配方進行了全面的生物相容性和抗菌功效評估。這項研究不僅關注牙膏的細胞毒性，還深入探究了其誘導細胞凋亡和基因毒性的潛力，以及對兩種主要致齲菌的抗菌活性。

研究人員采用了幾項關鍵技術方法來開展這項研究。他們從兩名健康個體獲取人牙齦成纖維細胞(hGF)進行細胞培養，使用xCELLigence實時細胞分析系統連續72小時監測牙膏提取物對hGF的細胞毒性，并計算半抑制濃度(IC₅₀)。通過Annexin V和Caspase-3檢測評估牙膏在IC₅₀濃度下誘導細胞凋亡的能力，利用γ-H2AX檢測分析基因毒性效應。采用改良微量稀釋法評估牙膏對變形鏈球菌(S. mutans)和鼠李糖乳桿菌(L. rhamnosus)的抗菌活性，以2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)還原作為代謝指示劑。

研究發現，所有測試的牙膏配方均在hGF細胞中誘導了不同程度的細胞毒性。基于IC₅₀值（抑制50%細胞生物活性的濃度），牙膏的細胞毒性排名為：Meridol(TP8, 0.062) > Colgate Maximum Cavity Protection(TP2, 0.266) > Curaprox Enzycal(TP3, 0.296) > Sensodyne Pronamel for Kids(TP10, 0.359) > Sensodyne Multi Protection(TP11, 0.385) > ROCS Baby(TP6, 0.467) > ROCS Kids(TP7, 0.525) > Elmex Kinder(TP4, 0.745) > Aquafresh Little Teeth(TP12, 0.811) > Oral-B Pro Expert Stages(TP9, 1.016) > Colgate Total 12(TP1, 1.176) > Klorhex(TP5, 2.646)。統計分析顯示這些差異具有顯著性(p<0.05)。

在IC₅₀濃度下，除Colgate Maximum Cavity Protection(TP2)外，其他牙膏均未誘導顯著的凋亡效應(p>0.05)。TP2使hGF細胞的凋亡率顯著增加， odds ratio(OR)為33.29(95% CI=1.96-566.61, p=0.015)。Caspase-3檢測結果進一步證實，測試牙膏在IC₅₀濃度下未引起顯著的凋亡效應。

γ-H2AX檢測結果顯示，所有測試牙膏在IC₅₀濃度下均未誘導顯著的DNA雙鏈斷裂(p>0.05)，表明這些配方在測試條件下不具有基因毒性。

抗菌實驗顯示，不同牙膏對兩種致齲菌的抑制效果存在明顯差異。對變形鏈球菌(S. mutans)抗菌效果最強的牙膏包括：Colgate Total 12、Colgate Maximum Cavity Protection、Klorhex、ROCS Kids和Sensodyne Pronamel for Kids。對鼠李糖乳桿菌(L. rhamnosus)抗菌效果最強的為Meridol和Elmex Kinder。

研究結論和討論部分強調，測試的牙膏配方在細胞毒性和抗菌性能方面表現出顯著變異性。研究發現，幾種配方顯示出強大的抗菌效果，但這些效果常常伴隨著增加的細胞毒性，特別是在含有強效表面活性劑系統的產品中。在十二種配方中，Klorhex(TP5)顯示出最有利的生物學特征，其特征是最高的IC₅₀值（最低細胞毒性）、沒有顯著的凋亡或基因毒性效應，以及對S. mutans有效的抗菌活性。基于生物相容性和抗菌功效的綜合評估，TP5似乎是臨床使用的最合適選擇，特別是對于黏膜敏感性增加或長期接觸牙膏的個體。

討論部分深入分析了可能影響牙膏生物相容性的成分因素。表面活性劑類型是影響細胞毒性的關鍵因素之一。含有月桂基硫酸鈉(SLS)的配方（如Colgate Total 12和Colgate Maximum Cavity Protection）顯示出較強的抗菌效果，但也伴隨著較高的細胞毒性。而含有椰油酰胺丙基甜菜堿(CAPB)的配方通常被認為刺激性較低，但本研究中的Meridol(也含CAPB)卻表現出最強的細胞毒性，表明配方中的其他成分（如胺氟化物/氟化亞錫）也可能貢獻于毒性效應。

氟化物在牙膏中的雙重作用也值得關注。雖然氟化物是防齲的基石，但研究顯示氟化物可能誘導氧化應激、線粒體功能障礙和細胞活力降低，特別是在長時間或高濃度暴露條件下。這表明在牙膏配方設計中需要平衡氟化物的防齲效益與其對軟組織的潛在影響。

研究還發現，抗菌效果強的牙膏并不總是具有最佳的生物相容性特征。例如，雖然含SLS的牙膏對S. mutans表現出優異的抗菌活性，但其細胞毒性也相對較高。這一發現強調了在選擇牙膏時需要權衡抗菌效果與生物相容性，特別是對于長期日常使用的情況。

該研究的臨床意義在于，牙膏配方的差異可能對口腔軟組織相容性產生實質性影響。含有SLS等陰離子表面活性劑的產品在體外顯示出較低的生物相容性，表明在黏膜敏感、復發性阿弗他口炎或上皮屏障受損的患者中使用時需謹慎。相反，酶基或低泡配方顯示出相對較高的生物相容性，支持它們適用于兒童用戶和易受刺激的個體。

研究的局限性包括其體外實驗設計，不能完全代表口腔環境；72小時暴露時間不模擬真實刷牙的短暫、間歇性性質；僅使用來自兩個供體的牙齦成纖維細胞；以及僅測試有限數量的牙膏配方。此外，口腔特有的生物學因素，如血液循環、唾液成分、黏膜屏障、肌酸水平和正常微生物菌群的存在，在調節口腔對有害物質的保護能力方面起著關鍵作用。

總之，這項研究為理解牙膏配方的生物相容性提供了重要見解，表明牙膏選擇應優先考慮整體配方特征，傾向于那些表現出低細胞毒性、無顯著凋亡或基因毒性效應以及足夠抗菌活性的產品，而不是僅僅關注單個活性成分。基于生物相容性和抗菌功效的綜合評估，Klorhex(TP5)似乎是臨床使用的最合適選擇，特別是對于黏膜敏感性增加或長期接觸牙膏的個體。這些發現有助于臨床醫生在推薦牙膏時做出更明智的決策，促進個性化口腔護理。