ISO 39902023 牙科学.牙科修复材料、粘接材料、裂隙密封剂和正畸粘接或粘接材料的抗菌活性评价标准立项发展报告

牙科学牙科修复材料、粘接材料、裂隙密封剂和正畸粘接或粘接材料的抗菌活性评价标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Dentistry—EvaluationofAntibacterialActivityofDentalRestorativeMaterials,LutingMaterials,FissureSealantsandOrthodonticBondingorLutingMaterials摘要关键词：牙科学；牙科修复材料；抗菌活性；ISO3990:2023；标准化；生物膜；正畸粘接材料Keywords:Dentistry;DentalRestorativeMaterials;AntibacterialActivity;ISO3990:2023;Standardization;Biofilm;OrthodonticBondingMaterials一、引言口腔环境是人体中最复杂的微生态系统之一，栖息着超过700种微生物。在正常情况下，口腔微生物群与宿主之间保持着动态平衡。然而，当牙科修复体、正畸矫治器或裂隙封闭剂等材料置入口腔后，材料表面极易形成细菌生物膜，进而导致继发龋、边缘着色、修复体周围炎、牙周炎症等临床并发症。统计数据显示，在临床修复体失败病例中，因继发龋导致的修复体更换占全部原因的比例可高达30%～50%，正畸固定矫治器佩戴人群患龋率显著升高已成为不争的事实。因此，赋予牙科修复及粘接材料以抗菌功能，从源头抑制细菌黏附和生物膜形成，已成为口腔材料学研究的重要方向。然而，长期以来各研究机构和生产企业采用的抗菌评价方法各不相同，导致不同材料、不同实验室之间的数据可比性差，严重制约了抗菌牙科材料的研发效率、质量评价和临床应用推广。针对这一技术瓶颈，国际标准化组织（ISO）下属的牙科学标准化技术委员会（ISO/TC106）于近年来积极推进相关国际标准的制定工作，最终于2023年7月正式发布了ISO3990:2023《牙科学牙科修复材料、粘接材料、裂隙密封剂和正畸粘接或粘接材料的抗菌活性评价》。该标准作为牙科材料抗菌性能评价领域首项系统性的国际标准，为全球牙科行业提供了统一、规范、科学的试验方法和评价框架。本报告对该标准的立项背景、制定过程、技术架构、核心内容和应用前景进行了全面系统的分析与阐述，旨在为国内牙科材料研发机构、生产企业、检验检测机构及标准化工作者提供有价值的参考和借鉴。二、标准的立项背景与市场需求分析（一）行业痛点：抗菌评价方法碎片化在ISO3990:2023发布之前，牙科材料抗菌性能的评价方法呈高度碎片化状态。不同研究团队所采用的试验菌种、菌液浓度、培养条件、接触方式、定量方法各异，既有参照纺织品或塑料表面抗菌测试方法（如GB/T20944、ISO22196等）进行迁移改动的，也有自行设计的定制方案。这种多方法并存的局面带来了一系列突出问题：其一，可比性差。即便是同一种材料，在不同实验室采用不同方法所得出的抗菌率数据可能出现显著差异，研发机构无法基于文献数据进行横向比较与筛选；其二，临床相关性不足。部分方法采用浮游菌悬液与材料共培养的方式，未考虑口腔环境中生物膜状态下细菌的耐药性和黏附特性，所得结果难以真实反映材料在口腔中的实际抗菌性能；其三，可重复性和再现性不佳。由于缺乏统一的操作细则和质量控制要求，同一方法在不同操作者、不同批次实验之间的偏差较大。（二）市场驱动：抗菌牙科材料发展迅猛全球牙科材料市场过去十余年间持续增长，抗菌型牙科材料的研发受到学术界和产业界的广泛关注。含氟释放型玻璃离子水门汀、添加纳米银、纳米锌、氯己定、季铵盐抗菌单体的树脂基修复材料、抗菌预处理剂和粘接剂等产品不断涌现，大量专利和学术论文报道了各类新型抗菌材料的体外实验结果。然而，由于缺乏公认的评价标准，各国监管机构在审批抗菌功能宣称时往往缺乏明确的技术依据，部分企业的不当宣传也影响了市场秩序。国际社会迫切需要一份科学严谨、操作性强的抗菌活性评价标准，以实现产品性能的客观衡量和公平比较。（三）国际共识：ISO/TC106的主动布局ISO/TC106（牙科学）是国际标准化组织下设的专门从事牙科领域标准制定的技术委员会，成立于1963年，秘书处设于美国牙科协会（ADA）。该委员会下设多个分技术委员会和工作组，涵盖牙科修复材料及产品、牙科医疗器械、牙科术语等多个领域。面对抗菌牙科材料领域标准缺失的局面，ISO/TC106经过成员国投票和充分讨论，于2018年前后正式启动了针对牙科修复材料、粘接材料、裂隙密封剂和正畸粘接或粘接材料抗菌活性评价的国际标准制定项目（NWIP，NewWorkItemProposal），并成立专门工作组负责标准草案的起草工作。三、标准的主要内容与技术框架ISO3990:2023标准的主体内容围绕“抗菌活性评价”这一核心目标，构建了一套涵盖试验原理、设备与材料、试验方法、结果计算和报告要求在内的完整技术框架。以下为各核心要素的详细论述。（一）标准的适用范围该标准明确适用于以下四类牙科材料的抗菌活性评价：1.牙科修复材料（dentalrestorativematerials）：包括复合树脂、玻璃离子水门汀、树脂改性玻璃离子水门汀、暂时性充填材料等用于牙体缺损修复的材料；2.粘接材料（lutingmaterials）：包括用于间接修复体粘接的树脂水门汀、玻璃离子水门汀等；3.裂隙密封剂（fissuresealants）：即用于预防性封闭牙面点隙裂沟的树脂基或玻璃离子基材料；4.正畸粘接或粘接材料（orthodonticbondingorlutingmaterials）：包括用于托槽粘接的粘接剂和用于正畸带环粘接的水门汀类材料。值得强调的是，该标准仅限于体外抗菌活性评价，不对材料的生物相容性、力学性能等作出规定，也不涉及材料在人体内实际抗菌效果的临床评价。这一限定保证了标准的专项聚焦和方法学的严谨性。（二）试验菌种选择标准规定，抗菌活性评价至少应选用一种革兰氏阳性菌和一种革兰氏阴性菌作为试验菌株。标准中推荐使用的模式菌株包括：-变形链球菌（Streptococcusmutans）：如ATCC25175或等效菌株，作为最主要的致龋菌，是评价牙科材料抗菌性能的首选对象；-嗜酸乳杆菌（Lactobacillusacidophilus）：如ATCC4356或等效菌株，作为与龋病进展密切相关的产酸菌代表；-白色念珠菌（Candidaalbicans）：如ATCC90028或等效菌株，适用于评价材料对于真菌的抑制能力，尤其在老年患者和免疫功能低下人群中具有重要意义；-金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）：如ATCC6538或等效菌株，作为革兰氏阳性菌的参考代表，常用于评价材料对机会致病菌的抑制效果；-大肠杆菌（Escherichiacoli）：如ATCC8739或等效菌株，作为革兰氏阴性菌的模式菌株，适用于评价广谱抗菌材料的活性。此外，标准允许根据材料的预期用途和宣称的抗菌谱增加其他菌种（如血链球菌、放线菌、牙龈卟啉单胞菌等），但所有补充菌种应在试验报告中予以明确说明。菌株应来源于国家认可的菌种保藏机构，并在使用前进行纯度和活力的验证。（三）试验方法与关键步骤ISO3990:2023中规定的抗菌活性评价方法以贴膜接触法和浸渍培养法为核心试验架构。具体操作流程包括以下几个关键步骤：1.试样制备。应根据材料说明书的要求制备标准尺寸的试样，表面应平整、光滑且具有可重复性。试样数量应满足统计学要求，通常至少为5个平行样。对于光固化材料，固化条件（光照强度、照射时间、固化深度等）应遵循制造商指示并予以记录。2.菌悬液制备。试验菌株经复苏和纯化培养后，在适宜的液体培养基中增菌至对数生长期，经离心洗涤后重悬于磷酸盐缓冲液（PBS）或稀释培养基中，调整菌液浓度至约1×10⁵～1×10⁶CFU/mL。菌液浓度应以平板计数法进行确认。3.接种与共培养。取适量菌悬液均匀涂布于试样表面，覆盖以无菌聚乙烯薄膜以确保菌液与材料充分接触且保持湿度。在37℃、相对湿度≥90%的条件下共培养18～24小时。培养条件可根据菌种特性适当调整。4.菌落回收与计数。培养结束后，将试样及薄膜转移至含有中和剂（如0.5%吐温80、0.3%卵磷脂等）的洗脱液中，经充分振荡或超声处理洗脱表面附着的细菌，将洗脱液进行十倍梯度稀释后接种于适宜培养基，经培养后进行活菌计数。中和剂的使用是确保抗菌成分不干扰菌落计数的关键技术环节。5.结果计算。按照以下公式计算抗菌活性值或抗菌率：-抗菌活性值（R）=log₁₀(对照样品活菌数)−log₁₀(试验样品活菌数)-抗菌率（%）=[（对照样品活菌数−试验样品活菌数）/对照样品活菌数]×100%标准同时规定，只有当抗菌活性值R≥1（即抗菌率≥90%）时，材料方可被认定具有抗菌活性；R≥3（抗菌率≥99.9%）时，可认定具有强抗菌活性。此外，标准还建议结合扫描电子显微镜（SEM）或激光共聚焦显微镜（CLSM）观察材料表面细菌形态和生物膜结构，作为抗菌机制的辅助证据。（四）质量控制与试验有效性判定为确保试验结果的可靠性和实验室间可比性，标准设定了明确的质量控制要求：-阴性对照组（不含抗菌成分的空白材料或无抗菌性对照材料）的活菌回收量应不低于接种量的50%，否则视为试验无效；-阳性对照组（已知具有抗菌活性的材料，如含氯己定的材料或标准抗菌参照物）应表现出符合预期的抗菌效果；-每个试验均应设立平行样和重复试验，结果应进行统计学分析（如t检验或方差分析）；-试验应在无菌操作环境中进行，所有培养基、试剂和器具均应经过灭菌处理。（五）试验报告要求标准规定试验报告应包括以下核心信息：材料名称与批号、试样制备参数、试验菌株及来源、培养条件、中和剂类型、接种菌量（CFU/mL）、回收菌量数据、抗菌活性值计算结果、质量控制结果、统计学分析结论以及试验偏离说明等内容。规范的报告要求为材料生产企业的质量管理和监管机构的合规审查提供了清晰的依据。四、主要参与制定机构介绍ISO/TC106牙科学标准化技术委员会ISO/TC106（牙科学标准化技术委员会）是负责制定和维护牙科领域国际标准的核心技术组织，成立于1963年，秘书处设于美国芝加哥的美国牙科协会（AmericanDentalAssociation,ADA），现任主席和秘书分别由来自美国和德国的专家担任。ISO/TC106的现行工作范围涵盖牙科修复材料、牙科用高分子材料、牙科用陶瓷材料、牙科用金属材料、牙科器械与设备、牙科种植体、牙科术语与信息等多个技术领域，下设若干分技术委员会（SC）和工作组（WG），包括SC1（牙科填充与修复材料）、SC2（牙科器械与设备）、SC4（牙科器械）、SC7（口腔护理产品）、SC8（牙科修复体与修复用陶瓷）、SC9（牙科种植体）以及WG11（牙科用抗菌产品评价）等。截至目前，ISO/TC106已发布国际标准约200余项，是全球牙科材料和器械领域最具权威性的标准化技术机构之一。ISO/TC106的成员包括正式成员国（P成员）和观察员国（O成员），我国作为正式成员国，长期以来积极参与该委员会的各项标准化活动。中国国家标准化管理委员会（SAC）指派全国口腔材料和器械设备标准化技术委员会（SAC/TC99）作为国内对口单位，组织国内专家参与ISO/TC106的国际标准制定、修订和投票工作。在ISO3990:2023的制定过程中，多个国家的注册专家在WG11工作组框架下进行了多轮草案讨论、实验室间验证试验（round-robintest）和意见征集，最终形成的国际标准凝聚了各国在口腔微生物学、材料科学和标准化方法学领域的集体智慧。此外，ISO3990:2023标准的制定还参照了ISO22196（塑料和其他非多孔表面抗菌活性的测定）、ISO6887（食品微生物学检验样品制备）以及ASTME2149（固定抗菌剂动态接触条件下的抗菌活性测定）等已有国际标准的方法学思路，在保持与相关标准协调一致的同时，充分兼顾了牙科材料的特殊性。五、标准的应用价值与行业影响（一）研发端：提供科学筛选工具对于高校、科研院所和企业研发部门而言，ISO3990:2023提供了一套标准化的抗菌性能评价工具，使不同材料之间的抗菌数据具备可比性。研发人员可依据该标准在材料开发的早期阶段对抗菌功能进行评估和筛选，大幅提高研发效率，加速新型抗菌材料的成果转化进程。（二）生产端：规范质量控制和宣称依据对于牙科材料生产企业而言，该标准为产品质量控制提供了可靠的方法依据。企业可在产品出厂检验中纳入抗菌性能检测项目，确保产品质量的一致性和稳定性。同时，标准也为产品的抗菌功能宣称提供了技术支撑，有助于杜绝虚假宣传，提升市场的规范性和透明度。（三）监管端：为审评审批提供技术支撑在医疗器械注册审评监管层面，ISO3990:2023为各国监管机构评价牙科材料的抗菌性能提供了权威的技术依据。监管部门可参照该标准审评企业提交的抗菌性能验证资料，提高审批的可信度和科学化水平。（四）国际协调：促进全球贸易与技术交流作为一项国际标准，ISO3990:2023有助于消除各国在牙科材料抗菌评价方面的技术壁垒，促进国际间的贸易便利化。同时，该标准的发布也为各国制定本国相关标准提供了重要的参照基准，推动了全球牙科材料标准体系的协调统一。六、结论与展望ISO3990:2023《牙科学牙科修复材料、粘接材料、裂隙密封剂和正畸粘接或粘接材料的抗菌活性评价》是国际牙科材料标准化领域的一项重要成果。该标准的发布填补了牙科材料抗菌性能体外评价方法的国际标准空白，系统性地解决了菌种选择、试样制备、培养条件、菌落回收、结果计算和质量控制等关键环节的技术问题，为牙科修复材料、粘接材料、裂隙密封剂和正畸粘接材料的抗菌功能评价建立了统一的技术标尺。参考文献[1]ISO3990:20