【论文】纳米羟基磷灰石在牙膏中的应用及其对牙釉质修护功效的研究

1. 引言

牙本质敏感、牙釉质脱矿是常见的口腔问题，其发生与牙本质小管开放、牙釉质矿物质流失密切相关。牙本质敏感症的核心诱因是暴露的牙本质小管管口开放，导致外界刺激引发小管液流动，进而兴奋牙髓神经末梢产生痛觉。牙釉质作为牙齿最外层的保护屏障，主要由羟基磷灰石（Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂）构成，占比高达 97%，长期的酸性环境、机械磨损等因素会导致其矿化程度下降，出现微小缺损甚至脱矿。

传统口腔护理产品多采用氟化物作为防龋与矿化成分，但氟化物的使用存在剂量控制风险，高剂量摄入可能导致氟斑牙等问题。羟基磷灰石作为人体牙齿和骨骼的主要无机成分，具有良好的生物相容性与生物活性，可通过离子交换、物理沉积等方式实现牙釉质再矿化，并能直接封堵牙本质小管，从根源缓解牙本质敏感。近年来，HAP 在口腔护理领域的应用受到广泛关注，已有研究证实含 HAP 的牙膏在防龋、脱敏方面具有与氟化物牙膏相当的功效。

“皓齿净牙釉质修护牙膏”以纳米羟基磷灰石为核心活性成分，通过科学的配方设计与严谨的功效验证，旨在实现牙釉质的综合修护。本文基于该产品的备案资料、检测报告及相关研究文献，系统分析纳米羟基磷灰石在牙膏中的应用效果及作用机制。

2. 产品配方与安全性概述

2.1 配方组成

根据备案资料（表.1），该牙膏以羟基磷灰石（含量7.5%）为核心修复成分，辅以水合硅石（磨料）、单氟磷酸钠（防龋）、焦磷酸四钠（螯合着色）等功能性原料，形成多效协同体系。配方中所有原料均符合《牙膏用原料规范》（GB 22115）及《化妆品安全技术规范》（2015年版）要求。

表.1  皓齿净牙釉质修护牙膏核心成分表

2.2 安全性评估

产品已完成全面安全性评价，包括微生物、重金属、风险物质（二噁烷、二甘醇等）检测，结果均符合国家相关标准（表.2）。此外，防腐挑战测试、稳定性试验（40℃/75%RH，90天）结果均显示产品性能稳定，安全性可靠。

表.2  安全性检测结果摘要

3. 纳米羟基磷灰石的功效验证

3.1 去除外源性色斑效果

参照GB/T 43576-2023《口腔清洁护理用品 牙膏对去除外源性色斑效果的实验室测试方法》，采用离体牛牙模拟染色后刷牙实验。使用前后牙釉质白度变化表，如表.3、图.1所示。结果显示，使用样品后牙釉质白度值（L）显著提升，ΔL达17.32±2.33，相对清洁率高达787%，与对照组相比具有极显著差异（P<0.001）。

表.3   使用前后牙釉质白度变化表

图.1  使用前后牙釉质白度变化（ΔL*值）

纳米羟基磷灰石通过其高表面活性，能够吸附并移除牙面色素沉积，相对清洁率为787%，同时其微晶结构可填充牙釉质微小凹陷，提升表面光洁度，从而增强视觉美白效果。

3.2 牙釉质显微硬度修复效果

参照GB/T 40002-2021《牙膏对口腔硬组织的安全评价》及相关研究方法，通过对酸蚀后的离体牛牙进行28天连续处理，测量显微维氏硬度变化，如表.4所示。结果（图.2、图.3）表明，样品组牙釉质硬度从149.4±35.8 HV提升至181.7±31.3 HV，修复率达21.6%；而对照组硬度下降，修复率为-10.7%。样品组修复率较对照组提高301%，差异具有统计学意义（P<0.01）。

表.4  处理前后牙釉质显微硬度变化（HV）

图.2  处理前后牙釉质显微硬度变化

纳米羟基磷灰石在唾液环境中可释放钙、磷离子，促进脱矿牙釉质的再矿化，同时在表面形成致密保护层，从而提升显微硬度。

3.3 牙本质小管封堵效果

依据 YY/T 1829—2022 标准，采用扫描电镜观察牙本质片经试验样品处理后的未被堵塞牙本质小管数量情况，牙小管扫描电镜图如表.5所示，从而评价样品堵塞牙本质小管的效果。

表.5  牙小管扫描电镜图

3.4  封堵率数据对比

依据 YY/T 1829—2022 标准，测量牙本质片经受试材料处理前后的通透值，得到经受试材料处理后的牙本质相对通透值，测试结果如表.6所示，从而评价该材料对牙本质小管的封堵。

表.6   牙小管封堵率测试结果

3.5 综合功效对比分析

将上述三项核心功效测试结果整合如表.7所示，纳米羟基磷灰石在美白、修复、清新口气方面均表现出显著效果。

表.7  纳米羟基磷灰石牙膏综合功效数据汇总

4. 作用机理探讨

牙本质敏感的核心解决路径是封堵开放的牙本质小管，降低牙本质通透性。本研究中，皓齿净牙釉质修护牙膏的封堵率达84.2%，其机制主要在于 HAP 的物理沉积与尺寸匹配效应。HAP 的晶体结构与牙本质小管壁的天然羟基磷灰石一致，且粒径细小（实测平均粒径 50 nm），能通过扩散作用进入小管内部，形成物理堵塞；同时，HAP 表面的羟基与牙本质中的胶原蛋白形成氢键作用，使封堵层更稳定，不易被唾液冲刷脱落。

牙釉质脱矿的本质是矿物质流失导致的结构破坏，再矿化的关键是补充钙、磷离子并促进其有序沉积。HAP 作为牙釉质的天然组成成分，能在人工唾液环境中缓慢溶解，释放钙、磷离子，使局部离子浓度达到过饱和状态，促进脱矿牙釉质表面的再矿化结晶生长。SEM 观察证实，HAP 能填充牙釉质的微小缺损，恢复其致密结构。这一机制与氟化物通过促进晶体生长抑制脱矿的作用不同，HAP 更注重 “修复” 而非 “抑制”，且无剂量安全风险，更适合长期使用。

5. 市场应用前景

随着“成分党”消费群体的崛起，纳米羟基磷灰石以其天然、安全、多效的特点，正成为高端牙膏市场的重要成分。国内外多个品牌已推出含羟基磷灰石的产品，如Apagard®、Biorepair®、高露洁部分系列等，市场反馈积极。未来，该成分在儿童牙膏、孕妇专用牙膏等细分领域具有广阔应用潜力，尤其在“无氟”或“低氟”产品中可作为核心修复成分。

6. 结论

本研究通过系统的实验室测试与数据分析，证实了含纳米羟基磷灰石的“皓齿净牙釉质修护牙膏”在去除外源性色斑、提升牙釉质显微硬度、牙小管封堵方面具有显著功效。其作用机制主要包括再矿化促进、微结构修复、色素吸附及微生物调控等多重途径。结合全面的安全性评估及合规备案，该产品为代表的功能性牙膏为口腔健康护理提供了科学有效的解决方案。

纳米羟基磷灰石作为一种性能优越的生物活性材料，在口腔护理领域的应用前景广阔。未来研究可进一步探索其与其它活性成分（如益生菌、植物提取物）的协同效应，以及在不同口腔环境下的长期功效表现。

参考文献

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