徐　杰,胡姝娥，楊麗麗，張學(xué)兵

(1.河北省滄州市人民醫(yī)院口腔科　061000；2.河北省滄州市鹽山縣人民醫(yī)院口腔科　061300)

納米復(fù)合樹脂由于其美學(xué)和粘合特性及其優(yōu)良的保持牙齒結(jié)構(gòu)的能力而被普遍用于牙科[1]。納米復(fù)合樹脂材料的修復(fù)成功取決于表面特性、化學(xué)粘結(jié)劑的潤濕性及復(fù)合材料的化學(xué)組成。除了機械力粘結(jié)外，還需要通過化學(xué)鍵來提高復(fù)合材料修復(fù)的粘結(jié)強度。目前的復(fù)合材料除了傳統(tǒng)的玻璃和陶瓷填料之外還含有氧化鋯顆粒，硅烷劑的應(yīng)用可以增加填料與有機樹脂基體之間的粘合強度。粘結(jié)劑同時也對復(fù)合材料修復(fù)粘結(jié)強度產(chǎn)生影響。該作用是增加機械處理的硅烷化表面的潤濕性。 最近，一種稱為通用粘結(jié)劑的新型粘結(jié)劑得到應(yīng)用，除了常規(guī)的功能性單體之外還含有磷酸酯單體(MDP)和硅烷[2]。然而，文獻[3]中關(guān)于這種粘結(jié)劑對復(fù)合材料修復(fù)粘合強度影響的研究還不足。因此，本研究旨在評估不同的表面處理和各種粘結(jié)材料對納米復(fù)合樹脂修復(fù)后的粘結(jié)強度的影響，進而可以在臨床應(yīng)用中選擇更為合適的組合。

1　資料與方法

1.1一般資料本研究使用A2納米復(fù)合樹脂材料進行填充(Filtek Supreme Ultra，3M ESPE)，共制備了144個截頭圓錐形樣品(頂部直徑7.5 mm，底部直徑4.5 mm，厚度3.0 mm)。根據(jù)拋光方式(A為單獨拋光，P為拋光后給予空氣摩擦)、硅烷偶聯(lián)劑(CP硅烷偶聯(lián)劑，MDP硅烷偶聯(lián)劑)、粘結(jié)劑(H為疏水性粘結(jié)劑，U為通用粘結(jié)劑)的不同分為12組：AH組、ACH組、AMH組、AU組、ACU組、AMU組、PH組、PCH組、PMH組、PU組、PCU組、PMU組。每組12例。

1.2儀器與試劑研究中使用的材料包括3M ESPE公司的納米復(fù)合樹脂材料 (A2 enamel shade)、通用粘結(jié)劑(Scotchbond)和CP硅烷偶聯(lián)劑(Ceramic Primer)，以及Ivoclar Vivadent公司的疏水性牙釉質(zhì)粘結(jié)劑(Heliobond)和MDP硅烷偶聯(lián)劑(Monobond Plus)。

1.3方法將A2納米復(fù)合材料放置在聚酯薄膜條和兩個玻璃板之間的金屬模具中，運用LED光固化單元(Bluephase，Ivoclar Vivadent，Schaan，Liechtenstein)以800～1 000 mW/cm2的光強度元輕度固化20 s。每固化5個截頭圓錐形樣品后，重新測量并調(diào)整LED光固化單元的光照強度。然后將樣品嵌入在丙烯酸樹脂塑料環(huán)中，其表面至少露出1 mm。將所有樣品用常溫水冷卻后依次用400和600-SiC砂紙研磨，然后在37 ℃蒸餾水中保存14 d。將其中72例樣品在4 bar的壓力下，用10 mm的氧化鋁顆粒空氣磨損10 s。 所有144例樣品的表面均用37%的磷酸蝕刻30 s，用空氣/水噴霧洗滌60 s，并用氣槍吹60 s。

PH組和AH組是在拋光后或空氣中磨損后僅在樣品表面上涂一層疏水性牙釉質(zhì)粘結(jié)劑，并且進行光固化20 s。ACH組和PCH組用CP硅烷偶聯(lián)劑處理60 s，AMH組和PMH組用MDP硅烷偶聯(lián)劑處理60 s，涂布后用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹拂30 s蒸發(fā)溶劑，表面涂疏水性粘結(jié)劑后光固化20 s。AU組和PU組中的樣品分別在拋光或空氣磨損后在表面上涂一層通用型粘結(jié)劑，空氣中干燥20 s蒸發(fā)溶劑后，光固化20 s。ACU組和PCU組用CP硅烷偶聯(lián)劑處理60 s，AMU組和PMU組用MDP硅烷偶聯(lián)劑處理60 s，涂布后用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹拂30 s蒸發(fā)溶劑，表面涂通用粘結(jié)劑光固化20 s。

將各組的復(fù)合物插入到處理過的表面的透明管(直徑1.1 mm和高1.0 mm)中進行修復(fù)，光固化40 s，樣品在37 ℃的蒸餾水中保存48 h，然后使用手術(shù)刀刀片小心地取出塑料管和帶，以暴露圓柱形復(fù)合材料修復(fù)。然后在光學(xué)顯微鏡(Olympus BX60，Olympus Corp)下對其進行分析，以鑒定任何界面缺陷、間隙、氣泡或其他缺陷。有缺陷的標本被排除在研究之外。

微剪切力粘合強度測試是在通用的測試機(EMIC 2000)，十字尖端以0.5 mm/min的速度逐漸加載直到粘結(jié)劑發(fā)生斷裂脫落，自動對力值進行記錄(單位：N)，并通過相關(guān)公式計算將其轉(zhuǎn)化計算為剪切強度(MPa)，將折裂區(qū)域放置在光學(xué)顯微鏡(Olympus BX60，Olympus Corp)下鑒定破壞類型，如在粘結(jié)劑表面破壞或在復(fù)合樹脂中的破壞，或兩種類型混合。

2　結(jié)　　果

2.1一般樣品資料結(jié)果共制備144例樣品，其中72例給予氧化鋁顆?？諝饽p，按照分組涂布硅烷偶聯(lián)劑及粘結(jié)劑后，有4例在光學(xué)顯微鏡下發(fā)現(xiàn)有斷裂，重新補做。 拋光后空氣磨損樣品除AH組外，修復(fù)粘合強度均高于單獨拋光樣品(P<0.05)。在空氣磨損樣品中，ACH組修復(fù)粘合強度與僅用疏水性粘結(jié)劑處理的AH組相比，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。但ACH組與AMH、AU、AMU組之間的粘合強度差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。此外，AU組的粘合強度與其他在空氣磨損的組合比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。相比之下，PH組與所有組相比修復(fù)粘合強度最低(P<0.05)。PMH組與PMU組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。本研究PU組的結(jié)合強度與AH、PCU、PCH、PMH組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，粘合強度相同。 見表1。

2.2樣品折裂情況復(fù)合材料修復(fù)中空氣磨損樣品中的大多數(shù)斷裂是發(fā)生在粘結(jié)劑表面(P<0.05)，大多數(shù)拋光樣品中折裂類型是混合型(P<0.05)。在PH組(用疏水性粘結(jié)劑處理的拋光樣品)中，超過80%的粘結(jié)劑斷裂(P<0.05)。見表2。

表1　　各組樣品的粘合強度

注：a修復(fù)粘合強度均較單獨拋光樣品顯著升高，P<0.05；bPH組與所有組相比修復(fù)粘合強度最低，P<0.05；-表示無數(shù)據(jù)

表2　　各組樣品折裂情況百分比(%)

3　討　　論

復(fù)合修復(fù)是一種微創(chuàng)技術(shù)，保留了良好的牙齒結(jié)構(gòu)，牙齒修復(fù)后增加了使用的壽命。然而，新舊復(fù)合材料之間的表面處理和化學(xué)結(jié)合必須達到最優(yōu)，以確保有效的修復(fù)。因此應(yīng)進行針對不同復(fù)合材料、粘結(jié)劑和表面處理的研究，進而改善修復(fù)技術(shù)，提高臨床醫(yī)生對治療方案的選擇。本研究的目的是評估牙齒表面不同的處理方案和粘結(jié)材料對納米復(fù)合樹脂修復(fù)強度的影響。

在本研究中使用的是具有填料的納米復(fù)合樹脂材料，包含非聚集20 nm二氧化硅填料，非聚集的4～11 nm氧化鋯填料，聚集氧化鋯/二氧化硅團簇填料(包含20 nm二氧化硅和4～11 nm氧化鋯顆粒)。填料加載的非透明陰影約為質(zhì)量的78.5%和體積的63.3%[4]。無機部分的質(zhì)量由60%～80%的陶瓷和1%～10%的二氧化硅/氧化鋯組成。既往研究中使用相同的復(fù)合材料并且在粘結(jié)劑之前使用硅烷，結(jié)論與本研究的粘合強度相似[5]。在本研究中，在疏水性粘結(jié)劑之前應(yīng)用CP或MDP硅烷偶聯(lián)劑時粘合強度高于僅僅使用粘結(jié)劑。原因是由于經(jīng)空氣磨損后暴露的顆粒與復(fù)合樹脂之間具有良好的化學(xué)鍵結(jié)合。

有研究表明，應(yīng)用硅烷偶聯(lián)劑增加了要修復(fù)表面的潤濕性，促進樹脂基體和二氧化硅或玻璃填料顆粒之間的化學(xué)鍵結(jié)合[6]。硅烷偶聯(lián)劑具有雙重功能，一方面因為它們具有雙重碳鍵的基團，具有不可水解的功能，可與樹脂復(fù)合材料有機基體中含有雙鍵的單體聚合，另一方面可以水解烷氧基，在二氧化硅基材料的無機表面形成氧橋的羥基。由于其具有高度結(jié)晶性和惰性，氧化鋯僅在有限程度上與復(fù)合樹脂材料結(jié)合，有研究通過不同的表面處理、清潔方法和陶瓷底漆等方法試圖克服這種局限性。最常用于改善氧化鋯的表面處理是用氧化鋁顆粒進行空氣磨損和二氧化硅涂層[2]。最近，一些研究已經(jīng)證明，納米樹脂與氧化鋯結(jié)合比與CP硅烷偶聯(lián)劑結(jié)合具有更高的粘結(jié)性[7]。

本研究中研究了含磷酸單體的硅烷在復(fù)合材料修復(fù)中的功效，結(jié)果表明，MDP硅烷偶聯(lián)劑不能產(chǎn)生比CP硅烷偶聯(lián)劑與陶瓷粘結(jié)劑更高的粘合強度。這是由于本研究中使用的納米復(fù)合填充材料的氧化鋯含量較低，約10%。通用粘結(jié)劑除了常規(guī)的甲基丙烯酸酯單體之外還含有10-MDP，一種功能單體，其功能單體已知具有將化學(xué)鍵結(jié)合到鈣的能力，并使粘結(jié)劑界面對生物降解更加耐受，磷酸酯也可以直接鍵合到不含二氧化硅的陶瓷羥基表面上，如氧化鋯，并且比硅烷偶聯(lián)劑提高粘結(jié)的水解穩(wěn)定性。此外，通用粘結(jié)劑(Scotchbond)含有預(yù)水解硅烷，具有至少1年以上的穩(wěn)定性。在最近的一項研究中，將通用粘結(jié)劑(Scotchbond)作為修補納米復(fù)合填充材料的粘結(jié)劑，結(jié)果表明空氣磨損與使用磷酸蝕刻和未修復(fù)樣品之間具有相似的粘合強度[8]。在另一項研究中，在粘結(jié)劑應(yīng)用于復(fù)合材料修復(fù)的3個月至6年內(nèi)，使用通用粘結(jié)劑(Scotchbond)與使用硅烷偶聯(lián)劑結(jié)合常規(guī)粘結(jié)劑(Heliobond)的粘合強度一樣[9]。

由于本研究的目的是評估不同硅烷和表面處理的方式對粘結(jié)度的影響，所以所有樣品在修復(fù)前均使用了粘結(jié)劑。本研究結(jié)果表明，通用粘結(jié)劑(Scotchbond)的有效性是取決于使用硅烷的類型，但是當這種類型的粘結(jié)劑與空氣磨損一起用作表面處理時，由于復(fù)合材料表面較大程度的暴露，增加了粘結(jié)范圍，進而增加了粘合強度。在原料樹脂和修復(fù)復(fù)合材料之間使用粘結(jié)劑會增加表面的潤濕性，因為樹脂滲透并在表面聚合產(chǎn)生微機械力。有研究對比分析了在不同復(fù)合材料中使用和不使用粘結(jié)劑進行修補，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用粘結(jié)劑增加了復(fù)合材料的粘合強度[10]。但是，兩種粘結(jié)劑在黏度、組成成分和應(yīng)用模式等方面具有差異。疏水性粘結(jié)劑(Heliobond)是基于雙GMA/TEGDMA的材料，不會促進化學(xué)鍵結(jié)合，當復(fù)合材料表面在使用疏水性粘結(jié)劑(Heliobond)之前在空氣磨損會最大程度增加粘合強度。 PH組(單獨使用疏水性粘結(jié)劑的拋光樣品)的破壞最為常見，由于僅使用疏水性粘結(jié)劑，導(dǎo)致在本研究中粘合強度最低。

本研究為了更好地模擬臨床情況，將修復(fù)后的樣品放置在蒸餾水中儲存14 d。一般在第1周吸水程度達到最大，并且完成化學(xué)成分的浸出和樹脂基體的塑化。雖然一些關(guān)于修復(fù)粘合強度的研究使用熱循環(huán)模擬老化進程[11]，但放入蒸餾水中足以模擬臨床老化，因為它會導(dǎo)致水被吸收，從而減少與修復(fù)復(fù)合材料的化學(xué)鍵所需的未反應(yīng)的甲基丙烯酸酯碳雙鍵。

目前評估復(fù)合材料修復(fù)粘結(jié)效果的體外模擬實驗最常用的是靜態(tài)加載試驗和抗疲勞試驗2種，靜態(tài)加載試驗是給予樣品單一方向的恒速加載，從而反映牙齒的最大承載力，但是有學(xué)者認為其中粘合強度的剪切試驗存在沿著界面不均勻分布[12]。在本研究中，空氣磨損樣品的粘結(jié)斷裂比拋光式樣品的比例更高。這可能歸因于將金屬刀片無法精確地定位在樣品的界面處，導(dǎo)致壓力偏離原來的復(fù)合材料。

本研究的缺陷在于為體外研究，不能真實模擬臨床情況。但可以得出以下結(jié)論：用氧化鋁顆粒進行空氣磨損增加了納米顆粒復(fù)合材料的修復(fù)粘合強度時，使用含MDP硅烷偶聯(lián)劑不影響結(jié)果?？諝饽p樣品中，單獨使用通用粘結(jié)劑(Scotchbond)與任何硅烷和粘結(jié)劑組合同樣有效。因此有利于簡化納米填充復(fù)合材料的修復(fù)，并根據(jù)患者情況個體化使用，值得臨床推廣應(yīng)用。