余穗華 袁賢君 趙 克

義齒粘附劑(denture adhesive，DA)是一種由粘合材料制成的非處方類牙科制劑，涂布于義齒基托組織面后可在基托與承托區(qū)粘膜間產(chǎn)生粘附力，以暫時(shí)性提高全口義齒的固位和穩(wěn)定，增加咬合力和咀嚼效能，具有便利、實(shí)用、安全和易于推廣等優(yōu)點(diǎn)[1]。本研究在前期研究[2,3]的基礎(chǔ)上，以聚氧化乙烯、甲基纖維素、海藻酸鈉、羥乙基纖維素、蒙脫石為主要成分，首先用多重線性回歸分析法篩選出影響義齒粘附劑粘結(jié)抗張強(qiáng)度的主要因素，再采用正交設(shè)計(jì)法對(duì)篩選出的因素各自3個(gè)水平加以區(qū)別，進(jìn)一步篩選出其最佳配比，并命名為Comfort-DA II型義齒粘附劑。

1.材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 聚氧化乙烯(polyethylene oxide,PEO)(北京鑫洲科技有限公司，中國(guó))，羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulose,HEC)(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，中國(guó))，甲基纖維素(methyl cellulose)(天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心，中國(guó))，海藻酸鈉(sodium alginate)(天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心，中國(guó))，蒙脫石(montmorillomte)(上海市四赫維化工有限公司，中國(guó))，無水乙醇(成都市聯(lián)合化工試劑研究所，化學(xué)純)，義齒基托聚合物(上海貝瓊齒材有限公司，中國(guó))，人工唾液(自配)。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 Zwick/Roell 2005型電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)(Zwick/RoellInc.,German)，BT124S電子分析天平(賽多利斯公司，德國(guó)),RT 05 Power多點(diǎn)磁力攪拌器(賽多利斯公司，德國(guó))。

1.3 義齒粘附劑的合成 將盛有聚氧化乙烯、羥乙基纖維素、90%乙醇及蒙脫石的稱量瓶放在RT 05 Power多點(diǎn)磁力攪拌器上攪拌3 d，混合均勻后，再加入甲基纖維素與海藻酸鈉攪拌3 d至均勻，配制義齒粘附劑。

1.4 義齒粘附劑粘結(jié)抗張強(qiáng)度值的測(cè)定 用義齒基托聚合物制備0.2cm×2.5cm×12cm試件72個(gè)，取上述試件中的2個(gè)固定于Zwick/Roell 2005型電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)，試件的粘結(jié)面均勻涂布一層DA。啟動(dòng)電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)，使兩個(gè)試件緩慢接觸，恒定加載0.1N，持續(xù)15s，壓力去除后保持30s；再次啟動(dòng)電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)，以100mm/min的拉伸速度使兩個(gè)試件緩慢分離，記錄試件分離時(shí)最大破壞載荷值；每一次試驗(yàn)后，用75%酒精和蒸餾水去除試件表面殘余的DA，然后按上述步驟重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)。由萬能試驗(yàn)機(jī)顯示屏讀出最大破壞載荷值后，按下式計(jì)算粘結(jié)抗張強(qiáng)度：粘結(jié)抗張強(qiáng)度(TBS)=F/S。式中F為破壞載荷值(N)，S為試件粘結(jié)面的表面積(cm2)，S=2×2.5cm2。每組配方測(cè)5次，取平均值。SPSS13.0軟件作統(tǒng)計(jì)分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α取0.05，均為雙側(cè)檢驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 多重線性回歸分析法篩選配方

改變上述6種成分的含量，得到26組配方(見表1至表6)。以粘結(jié)抗張強(qiáng)度值為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用多重線性回歸分析法篩選出對(duì)DA性能影響較大的成分。依據(jù)表1至表6數(shù)據(jù)建立多重線性回歸模型，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，自變量聚氧化乙烯、甲基纖維素、海藻酸鈉、羥乙基纖維素和90%乙醇對(duì)所配制義齒粘附劑粘結(jié)抗張強(qiáng)度的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，而蒙脫石對(duì)義齒粘附劑粘結(jié)抗張強(qiáng)度的影響沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.352＞0.05)。

聚氧化乙烯、甲基纖維素、海藻酸鈉、羥乙基纖維素和90%乙醇的標(biāo)準(zhǔn)化偏回歸系數(shù)分別是0.570、0.403、0.387、0.319、-0.248。因此，可以認(rèn)為上述主要成分對(duì)所研制義齒粘附劑粘結(jié)抗張強(qiáng)度的影響由大到小依次為，聚氧化乙烯、甲基纖維素、海藻酸鈉、羥乙基纖維素、90%乙醇，其中90%乙醇對(duì)所配制義齒粘附劑粘結(jié)抗張強(qiáng)度值的影響最小。

表1 不同甲基纖維素含量義齒粘附劑的粘結(jié)抗張強(qiáng)度值(N/cm2)

表2 不同羥乙基纖維素含量義齒粘附劑的粘結(jié)抗張強(qiáng)度值(N/cm2)

表3 不同海藻酸鈉含量義齒粘附劑的粘結(jié)抗張強(qiáng)度值(N/cm2)

表4 不同聚氧化乙烯含量義齒粘附劑的粘結(jié)抗張強(qiáng)度值(N/cm2)

表5 不同蒙脫石含量義齒粘附劑的粘結(jié)抗張強(qiáng)度值(N/cm2)

表6 不同90%乙醇含量義齒粘附劑的粘結(jié)抗張強(qiáng)度值(N/cm2)

2.2 正交設(shè)計(jì)法確定最佳配比

由2.1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，聚氧化乙烯、甲基纖維素、海藻酸鈉、羥乙基纖維素對(duì)所配制義齒粘附劑的粘結(jié)強(qiáng)度值有較大影響。因此，采用正交設(shè)計(jì)的方法，對(duì)上述4種成分的3個(gè)水平(選取2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的較好水平)加以區(qū)別(見表7)，并考慮它們的交互作用，采用L27(311)正交表，設(shè)計(jì)出27組配方[4]，其粘結(jié)抗張強(qiáng)度值見表8。

表7 配制Comfort-DAII型義齒粘附劑主要影響因素及其水平(g)

單因素統(tǒng)計(jì)量表中的均數(shù)估計(jì)和配對(duì)比較表的結(jié)果顯示，A組中，A3均數(shù)最大，且與A1、A2的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.022，P=0.001，P＜0.05)；B組中，B2均數(shù)最大，與B3的差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.245＞0.05)，與B1的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.006＜0.05)；C組中，C3均數(shù)最大，且與C1、C2的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.003，P=0.019，P＜0.05)；D組中，D3均數(shù)最大，且與D1、D2的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000，P=0.000，P＜0.05)。因此，A3B2C3D3配方(第24組)最好，即當(dāng)配制義齒粘附劑的主要成分聚氧化乙烯為0.3125g、甲基纖維素1.250g、海藻酸鈉0.5625g、羥乙基纖維素0.154g時(shí)，所配制的義齒粘附劑粘結(jié)抗張強(qiáng)度值最大，命名為Comfort-DA II型義齒粘附劑。

3.討論

3.1 義齒粘附劑的組成及作用機(jī)理

DA主要是通過在義齒基托與承托區(qū)粘膜間形成比唾液更粘稠的物質(zhì)而產(chǎn)生強(qiáng)的粘著力，從而達(dá)到增加吸附力，提高義齒的固位和穩(wěn)定的目的。DA剛放入口腔時(shí)，其粘性并不大，這樣便于患者將義齒調(diào)整到正確位置，而它很快就會(huì)吸水、溶脹，并排出基托與承托區(qū)粘膜間多余的空氣和唾液，此時(shí)，DA變得粘稠，將義齒粘固于粘膜上，輔助義齒固位，數(shù)小時(shí)后由于口腔內(nèi)唾液的稀釋作用，其粘性逐漸減弱[5]。

表8 正交試驗(yàn)中Comfort-DAII型義齒粘附劑的粘結(jié)抗張強(qiáng)度值(N/cm2)

本研究所研制DA中的甲基纖維素和海藻酸鈉可以吸收口腔內(nèi)義齒承托區(qū)粘膜上的水分，使粘膜表面保持干燥；同時(shí)，甲基纖維素和海藻酸鈉吸水后膨脹，充滿義齒基托與承托區(qū)粘膜間的空間。DA放入口腔后，口腔內(nèi)的生理溫度又可使聚氧化乙烯軟化并產(chǎn)生粘性，粘附于已被干燥的義齒承托區(qū)粘膜。聚氧化乙烯具有熱塑性，無臭、無味、無毒，吸水性大，粘著力強(qiáng)，屬高分子材料，只能溶于乙醇等有機(jī)溶劑而不溶于水；甲基纖維素和海藻酸鈉為白色或黃色粉末，無毒、無味，具有良好的分散力、結(jié)合力及吸濕性，屬無機(jī)鹽類，不溶于乙醇等有機(jī)溶劑，但遇水能形成粘膠溶液。為使聚氧化乙烯和甲基纖維素有機(jī)地結(jié)合在一起，本研究在DA的合成中加入了羥乙基纖維素作為無機(jī)溶劑與有機(jī)溶劑之間的一種介質(zhì)；羥乙基纖維素還可防止甲基纖維素和海藻酸鈉的吸水性被聚氧化乙烯破壞；羥乙基纖維素對(duì)DA的表面活性也有影響，它通過減少口腔內(nèi)唾液的流動(dòng)從而延長(zhǎng)DA的作用時(shí)間；羥乙基纖維素的熱塑性還可作為DA的成形劑，使DA在義齒承托區(qū)粘膜表面均勻分布[6]。

3.2 多重線性回歸與正交設(shè)計(jì)法

多重線性回歸(multiple linear regression)是一種重要的、經(jīng)典的多因素分析方法，它采用回歸方程的方式定量地描述一個(gè)因變量Y和多個(gè)自變量X1、X2、X3…之間的線性依存關(guān)系。在建立多重線性回歸模型的過程中，所涉及的自變量可能很多。其中一些自變量對(duì)結(jié)果變量可能不重要，可能存在較大的測(cè)量誤差，也可能與其他自變量之間存在高度的相關(guān)而影響回歸模型的效果，因此需要對(duì)自變量進(jìn)行篩選。對(duì)于同一目的或用途，可能存在幾組較好的自變量，此時(shí)應(yīng)該根據(jù)研究目的，結(jié)合專業(yè)知識(shí)，選擇比較合理的回歸模型。自變量的選擇和模型的確定不僅要考慮統(tǒng)計(jì)學(xué)的原則，而且需要專業(yè)知識(shí)的判斷和解釋[7]。本研究首先從聚氧化乙烯、甲基纖維素、海藻酸鈉、羥乙基纖維素、90%乙醇及蒙脫石等主要成分中篩選出影響DA粘結(jié)抗張強(qiáng)度值的主要因素，蒙脫石被排除在模型外；而90%乙醇的標(biāo)準(zhǔn)化偏回歸系數(shù)是-0.248，是五個(gè)入選因素中最小的，考慮到乙醇主要起溶劑作用，為了突出重點(diǎn)因素，便于進(jìn)一步更好的篩選配方，把90%乙醇，取實(shí)驗(yàn)中最好水平(12ml)固定下來，不參加下一步的正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(orthogonal design)是一種高效、快速、靈活的多因素、單效應(yīng)變量試驗(yàn)方法。其具有均勻分散、整齊可比的特點(diǎn)，且同常規(guī)方法相比，可大大減少試驗(yàn)次數(shù)和設(shè)計(jì)分析的繁雜，所獲取的因素水平組合亦能達(dá)到較佳水平，因此已被廣泛應(yīng)用[8,9]。在醫(yī)藥學(xué)研究中正交試驗(yàn)的運(yùn)用也相當(dāng)廣泛，如藥物的拆方、藥品制備工藝條件的優(yōu)化篩選等。它對(duì)于多因素、多水平的試驗(yàn)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、節(jié)省試驗(yàn)單元而統(tǒng)計(jì)效率高等特點(diǎn)。因此，本研究采用L27(311)科學(xué)地安排實(shí)驗(yàn)研究，高效、經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)出27種不同的粘附劑配方，以粘結(jié)抗張強(qiáng)度值為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，篩選出Comfort-DA II型義齒粘附劑的最佳配比為，聚氧化乙烯0.3125g、甲基纖維素1.250g、海藻酸鈉0.5625g、羥乙基纖維素0.154g。

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