硅烷偶聯(lián)劑對(duì)瓷面及金屬托槽粘接強(qiáng)度的影響

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2015-09-11網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20150911.2317.056.html

楊航

(貴陽市口腔醫(yī)院, 貴州 貴陽550002)

[摘要]目的： 研究硅烷偶聯(lián)劑(CP)對(duì)瓷面及金屬托槽黏接強(qiáng)度的影響。方法： 將100個(gè)表面光滑的烤瓷試件按照不同的瓷面處理(噴砂、打磨、氫氟酸酸蝕、磷酸酸蝕、未處理)分為5組，再根據(jù)是否使用CP再將各組分為兩組，每個(gè)小組10個(gè)試件，采用3M UniteTM黏接劑粘接托槽，進(jìn)行冷熱水溫度循環(huán)試驗(yàn)，采用材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)量抗剪切強(qiáng)度，并記錄瓷破裂指數(shù)。結(jié)果： 甲、乙、丙三組剪切強(qiáng)度高于丁組合戊組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；甲2、乙2和丙2瓷面抗剪切強(qiáng)度高于甲1、乙1和丙1，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P< 0.05)；瓷破裂指數(shù)最高、最低的組別分別為丙2組及丁1組；甲1和甲2 組、乙1和乙2 組以及丙1和丙2組比較，瓷破裂指數(shù)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論： 對(duì)采用車針打磨、噴砂處理后的瓷面使用CP可有效的提高托槽與瓷面的粘結(jié)強(qiáng)度。

[關(guān)鍵詞]正畸矯正器； 硅烷偶聯(lián)劑； 瓷面； 金屬托槽； 黏接強(qiáng)度

[中圖分類號(hào)]R783.1

Effects of Silane Coupling Agent on Bonding Strength

of Metal Brackets to Ceramic Surfaces

YANG Hang

(StomatologyHospitalofGuiyangCity,Guiyang550002,Guizhou,china)

Abstract[] Objective: To observe the effects of silane coupling agent (CP) on bonding strength of metal brackets to ceramic surfaces. Methods: One hundred smooth ceramic specimens were divided into 5 groups according to different preparation methods (group A: sandblasting, group B: polishing, group C: hydrofluoric acid pickling, group D: phosphoric acid pickling, group E: untreated). Each group was divided into two groups: with (group 2) or without (group 1) the use of CP (10 specimens in each group). Brackets were bonded to specimens in each group by using 3M Unite TM adhesives. After that, the temperature cycle of cooling bath (5°) and hot bath (55°) was carried out. Shear bond strength (SBS) was tested and compared among different groups. The porcelain fracture rate was recorded. Results: SBS in group A, B and C was higher than that in group D and E (P<0.05). With the use of CP, SBS were greatly enhanced, and the differences were statistically significant (P<0.05). Porcelain fracture rate of group C 2 was the highest, and Porcelain fracture rate of group D 1 was the lowest. Conclusions: The bonding strength of brackets to ceramic surfaces can be improved effectively with the use of CP.

[Key words] onthodontio appliances; silane coupling agent; ceramic surface; metal brackets; shear bond strength

伴隨著烤瓷修復(fù)體在臨床上的普遍使用，成年人中正畸患者的比例不斷增加[1]。正畸固定矯治器的重要組成部分就是粘接托槽，矯正的效果與粘接的強(qiáng)度存在著緊密的關(guān)系。硅烷偶聯(lián)劑(CP)已廣泛應(yīng)用于瓷表面以及對(duì)硅酸鹽系全瓷材料的粘接面處理上，可增加瓷面與樹脂粘接劑的結(jié)合強(qiáng)度[2]。本實(shí)驗(yàn)旨在對(duì)硅烷偶聯(lián)劑(CP)對(duì)瓷面及金屬托槽黏接強(qiáng)度的影響進(jìn)行研究，現(xiàn)報(bào)告如下。

1資料與方法

1.1一般材料與設(shè)備

VMK95瓷粉、VITA Algent釉粉、釉液、將軍雙筆式精密噴砂機(jī)、9.6%氫氟酸、松風(fēng)金剛砂車針F16R[3]、CP、3M UniteTM黏接劑[4]、電熱恒溫水浴鍋、萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)。

1.2實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1制備烤瓷試件將Vita VMK95瓷粉以及蒸餾水進(jìn)行有效攪拌之后，將其在VB烤瓷鋼一端進(jìn)行后置,瓷面制成平面后，按照相關(guān)的流程進(jìn)行燒烤，同時(shí)上釉。選取100個(gè)表面比較光滑的試件進(jìn)行備用，全部的試件由同一技術(shù)人員制作完成。

1.2.2分組按照瓷面處理方式的不同，將烤瓷試件隨機(jī)分成5組，甲組為50 mL的氧化鋁微粒在2.5磅壓力下進(jìn)行噴砂處理3 s，乙組為金剛砂車針打磨直到釉質(zhì)沒有光澤，丙組為9.6%氫氟酸(HF)進(jìn)行酸蝕3 min，丁組為37%磷酸進(jìn)行酸蝕1 min，戊組為未處理組。按照是否使用CP，再將各組分為兩組，每個(gè)小組10個(gè)試件，見表1。

表1　100個(gè)烤瓷試件分組及處理

1.2.3托槽粘接每個(gè)烤瓷試件的烤瓷面在進(jìn)行處理以后，都需要采用無油水氣沖洗15 s，壓縮空氣吹干20 s。CP組在瓷面上需均勻的涂布一層CP之后，采用壓縮空氣將其吹成薄層，在30 s后進(jìn)行托槽的粘接。托槽的粘接過程中，嚴(yán)格的按照要求進(jìn)行黏接劑的調(diào)拌，粘接后輕輕的按壓，直到槽底板與烤瓷的表面均勻接觸，對(duì)托槽附近溢出的粘接材料進(jìn)行有效清除。以上操作均由同一個(gè)醫(yī)師在室溫下進(jìn)行。在進(jìn)行粘接后10 min內(nèi)，烤瓷試件放置在37 ℃恒溫水箱中，水浴24 h，在進(jìn)行冷熱水溫度循環(huán)實(shí)驗(yàn)時(shí)，須在5 ℃和55 ℃水浴箱中進(jìn)行,各個(gè)水浴箱中停留30 s，1 min為1個(gè)循環(huán)周期，循環(huán)1 000次。

1.2.4金屬托槽與瓷面粘接抗剪切強(qiáng)度試件被取出后，采用材料實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)其進(jìn)行抗剪切強(qiáng)度的檢測(cè)，采用夾具對(duì)試件進(jìn)行固定，使托槽的槽溝與桌面保持平行。實(shí)驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)臂將剪切刀刃進(jìn)行固定，確保剪切刀刃根據(jù)托槽翼[4]，剪切方向與托槽的槽溝保持垂直。以1 mm/min速度勻速向下進(jìn)行剪切，直至托槽被剪下。托槽在脫落的過程中,剪切力值/托底板面積=抗剪切強(qiáng)度。

1.2.5瓷破裂指數(shù)試件被破壞以后，要采用10倍放大鏡對(duì)瓷面的破壞程度進(jìn)行認(rèn)真的觀察，并對(duì)瓷破裂指數(shù)進(jìn)行有效的記錄。瓷破裂指數(shù)為0時(shí)，瓷面的完整性或者是與粘接前進(jìn)行比較沒有明顯的變化；當(dāng)瓷破裂指數(shù)為1時(shí)，瓷面的破壞主要集中在釉質(zhì)表層[5]以及瓷表面上；當(dāng)破裂指數(shù)為2時(shí)，瓷面的外形存在明顯的破壞程度，需要采用復(fù)合樹脂修復(fù)、重新更換修復(fù)體進(jìn)行修復(fù)；當(dāng)破裂指數(shù)為3時(shí)，瓷面被破壞程度更明顯，且金屬冠會(huì)直接暴露出來。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)分析,采用SNK進(jìn)行檢驗(yàn)，P< 0.05表明差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1金屬托槽與瓷面粘接抗剪切強(qiáng)度

丁1組與戊1組在進(jìn)行冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)的過程中托槽會(huì)馬上脫落，甲、乙、丙組瓷面處理方法剪切強(qiáng)度高于丁、戊組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P< 0.05)。甲2、乙2和丙2瓷面抗剪切強(qiáng)度高于甲1、乙1和丙1，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P< 0.05)。見表2。

2.2托槽脫落后瓷破裂指數(shù)

瓷破裂指數(shù)最高、最低的組別分別為丙2組及丁1組；甲1和甲2 組、乙1和乙2 組、丙1和丙2組比較，瓷破裂指數(shù)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

3討論

在對(duì)托槽進(jìn)行臨床粘接的過程中，瓷表面的處理要經(jīng)過打磨、酸蝕以及CP處理等方式。本研究通過CP作為紐帶作用，使無機(jī)陶瓷與有機(jī)樹脂之間形成化學(xué)結(jié)合。CP為預(yù)水解型，其化學(xué)穩(wěn)定性存在局限性[6]，必須要將水解反應(yīng)的速度與效率進(jìn)行很好的控制，才能延長(zhǎng)其使用期限；此種偶聯(lián)劑活性中的單體成分的濃度相對(duì)比較低，單一的化學(xué)連接不能滿足臨床的相關(guān)要求。有研究顯示，將偶聯(lián)劑與HF酸蝕聯(lián)合使用，可有效彌補(bǔ)偶聯(lián)劑在化學(xué)連接中存在的不足。有研究發(fā)現(xiàn)，CP對(duì)磷酸處理的瓷表面的效果不顯著，而其與HF酸蝕進(jìn)行結(jié)合使用后，可使瓷與樹脂粘接的表面密合度得到有效的提高。本研究中，HF進(jìn)行酸蝕以后，瓷面的均勻程度比較一致，機(jī)械固位力也是最大的，CP使用后,其粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最大，但是因?yàn)橥胁墼谶M(jìn)行粘接的過程中，瓷面的處理必須在口內(nèi)進(jìn)行，而HF毒性較大，如若處理的不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生醫(yī)源性損傷，因此在口內(nèi)進(jìn)行使用的過程中必須要小心謹(jǐn)慎。

表2　金屬托槽與瓷面粘接抗剪切強(qiáng)度

(1)與甲1比較， P<0.05； (2)與乙1比較， P<0.05； (3)與丙1比較， P<0.05

瓷表面的處理是對(duì)樹脂與瓷面粘結(jié)強(qiáng)度的關(guān)鍵性因素。本研究丁1組與戊1組的樣本在進(jìn)行冷熱循環(huán)試驗(yàn)的過程中，出現(xiàn)全部脫落的現(xiàn)象，磷酸處理的瓷表面與瓷面沒有處理的粘結(jié)強(qiáng)度過小，所以要必須要對(duì)瓷面進(jìn)行相關(guān)形式的預(yù)處理。過去的研究中顯示，足夠的正畸力會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力6～8 MPa，通過采用CP進(jìn)行瓷面的處理以后，磷酸處理與沒有處理的剪切強(qiáng)度都有著明顯的提高，但是還沒有達(dá)到臨床標(biāo)準(zhǔn)的粘結(jié)強(qiáng)度，CP與瓷面、樹脂之間產(chǎn)生的化學(xué)固位力顯示不足。

磨除瓷釉質(zhì)表面與噴砂處理瓷面有利于表面粗糙度的增加，從而形成微孔，與樹脂粘結(jié)劑之間形成有效的機(jī)械內(nèi)鎖作用，促進(jìn)粘接強(qiáng)度的不斷增加。本研究中噴砂組的抗剪切強(qiáng)度要明顯高于金剛砂車針組，與沒有使用CP組進(jìn)行比較，存在明顯差異，但是只依靠微機(jī)械固位則不能達(dá)到臨床要求。本研究中，在CP使用以后，金剛砂車針打磨處理組與噴砂處理組中的粘接強(qiáng)度能夠有效的滿足臨床中的相關(guān)要求，與沒有使用CP組進(jìn)行比較存在差異。臨床中，金剛砂車針打磨與噴砂處理瓷面的方法比較簡(jiǎn)單，再將CP的使用有效結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到滿意的程度。

綜上所述，對(duì)瓷面采用車針打磨與噴砂處理后，再使用CP，可有效的提高托槽與瓷面粘結(jié)強(qiáng)度。

4參考文獻(xiàn)

[1] 余濤.不同表面處理方法對(duì)金屬托槽與不同瓷修復(fù)體黏結(jié)強(qiáng)度影響的研究[D].西安：第四軍醫(yī)大學(xué), 2010.

[2] 米宇菁.不同表面處理方式對(duì)金屬托槽與瓷面粘結(jié)效果的影響[D].山西：山西醫(yī)科大學(xué), 2011.

[3] 米宇菁,馮云霞,鮑萍萍，等.不同表面處理方式對(duì)金屬托槽與瓷面黏結(jié)效果的影響[J].山西醫(yī)藥雜志, 2013(13):750-751.

[4] 余濤,王瑾,曹軍，等.聯(lián)合偶聯(lián)劑表面處理對(duì)金屬托槽與不同瓷修復(fù)體黏結(jié)強(qiáng)度影響的研究[J].中國美容醫(yī)學(xué), 2012(4):609-611.

[5] 關(guān)玲,彭惠,柳宏志，等.金屬托槽與復(fù)合樹脂修復(fù)材料黏結(jié)抗剪切強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)研究[J].山西：黑龍江醫(yī)藥科學(xué), 2010(4):3-4.

[6] 王春華.瓷修復(fù)體與金屬托槽粘接強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)研究[D].山西：哈爾濱醫(yī)科大學(xué), 2011.

[7] 王春曄,邵玶,趙媛，等.瓷修復(fù)體與金屬托槽粘接強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國美容醫(yī)學(xué), 2012(2):257-260.

(2015-04-03收稿，2015-08-17修回)

中文編輯： 文箐潁； 英文編輯： 周凌