王林紅 陳云芳 陳建萍 楊帆

牙科通用型粘結(jié)劑（universal adhesive，UA）是迄今為止最新型的牙科粘結(jié)劑類型。瓶裝的UA包含了酸蝕劑、底漆、粘結(jié)劑、引發(fā)劑及溶劑等成分，集酸蝕、偶聯(lián)、粘結(jié)等諸多功能于一體，在臨床上應(yīng)用廣泛[1]。目前臨床上約有14種商品化的UA在使用，但不同品牌粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度差異較大，且其長(zhǎng)期穩(wěn)定性仍有待商榷。根據(jù)臨床操作程序分類，UA可分為兩步法和一步法兩種。與兩步法UA相比，一步法UA的粘結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較弱，長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差[2]。G-Premio Bond（GP）是一種不含2-羥乙基甲基丙烯酸（2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA）的一步法UA。GP的粘結(jié)強(qiáng)度較低主要是因?yàn)樵谶@類不含HEMA的一步法粘結(jié)劑容易發(fā)生相位分離[3]。多項(xiàng)研究表明，可通過兩次應(yīng)用粘結(jié)劑或者附加額外應(yīng)用一層疏水樹脂層的方法來提高一步法UA的粘結(jié)強(qiáng)度[4-6]。另外，在粘結(jié)劑中加入氟離子或者鋅離子等具有生物活性的成分是否會(huì)影響其粘結(jié)性能仍需進(jìn)一步明確；而且氟離子具有抗菌、預(yù)防繼發(fā)齲的發(fā)生及促進(jìn)再礦化的作用[7]，鋅離子能抑制金屬基質(zhì)蛋白酶的活性，減少混合層內(nèi)膠原的降解，抑制脫礦并促進(jìn)再礦化[8]，若粘結(jié)劑中含有的氟離子和鋅離子能夠逐漸緩慢釋放，將大大降低繼發(fā)齲的發(fā)生，在臨床上具有重大的應(yīng)用價(jià)值。因此，本研究旨在觀察在使用GP的基礎(chǔ)上，附加使用一種含有氟化鋅的生物活性疏水樹脂層，觀察其能否提高GP的粘結(jié)強(qiáng)度，為臨床上UA的選擇及應(yīng)用提供參考，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料和方法

1.1 材料和分組 選擇3種商品化的UA為研究對(duì)象，分別為G-Premio Bond（GP，日本GC公司），Scotchbond Universal（SB，美國(guó)3M公司），Clearfil MegaBond2（MG2，日本Kuraray公司）。疏水樹脂BZF21為日本GC公司產(chǎn)品，其主要成分為二甲基丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸縮水甘油酯（bisphenol A diglycidyl methacrylate，Bis-GMA）、氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯（urethane Dimethacrylate，UDMA）、光引發(fā)劑、氧化硅填料以及氟化鋅。本實(shí)驗(yàn)分為4組：GP組、GP+BZF21組、SB組、MG2組，其中GP和SB是一步法UA，MG2是兩步法UA，SB、MG2在本實(shí)驗(yàn)中用作對(duì)照。

1.2 標(biāo)本制備和粘結(jié) 選擇32顆健康無齲壞的第三磨牙（在浙江省人民醫(yī)院牙科門診拔除，拔除后立即保存在0.5%氯胺溶液中，在3個(gè)月內(nèi)使用）用于本實(shí)驗(yàn)。將32顆牙齒隨機(jī)分成4組，每組8顆，其中6顆用于微拉伸試驗(yàn)，2顆用于觀察樹脂-粘結(jié)劑-牙本質(zhì)界面。用石膏打磨機(jī)去除牙釉質(zhì)及表淺的牙本質(zhì)層，確認(rèn)沒有牙釉質(zhì)的殘留，再用600目碳化硅砂紙?jiān)诹魉鋮s下拋光60 s，預(yù)備出統(tǒng)一的牙本質(zhì)粘結(jié)面玷污層。按照各組粘結(jié)劑的使用說明書操作，其中GP+BZF21組的操作方法為根據(jù)操作說明在使用GP后，附加涂布一層BZF21，輕吹均勻后光固化10 s，最后在牙本質(zhì)表面用復(fù)合樹脂(Clearfil AP-X,日本Kuraray公司)修復(fù)。所有的標(biāo)本光固化后儲(chǔ)存在蒸餾水中，并放于37℃恒溫箱24 h后分別進(jìn)行各項(xiàng)檢測(cè)。

1.3 微拉伸試驗(yàn) 將制備好的標(biāo)本用慢速切割機(jī)（I－somet，美國(guó)Buehler公司）在流水冷卻下切割成大約1 mm×1 mm的樹脂-粘結(jié)劑-牙本質(zhì)小棒，每顆牙齒隨機(jī)選取4根位于牙本質(zhì)上方的小棒，并將其用膠水粘在特制的夾具上，用微拉伸測(cè)試儀（EZ-S，日本Shimadzu公司）以1 mm/min的速度做拉伸試驗(yàn)，直到斷裂發(fā)生，記錄數(shù)據(jù)值，用游標(biāo)卡尺測(cè)量斷裂面的長(zhǎng)度和寬度，計(jì)算其截面積，并最終計(jì)算得到其粘結(jié)強(qiáng)度。

1.4 斷面模式分析 收集做完微拉伸后的標(biāo)本，固定在鋁制板上，干燥后噴金150 s（E-1030，日本Hitachi公司），掃描電鏡（SEM，S-4000，日本 Hitachi公司）下觀察其斷面的結(jié)構(gòu)。其斷面失敗模式分為粘結(jié)失敗、牙本質(zhì)內(nèi)或樹脂內(nèi)的內(nèi)聚失敗、混合失敗。

1.5 樹脂-粘結(jié)劑-牙本質(zhì)界面結(jié)構(gòu)分析 每組選擇2顆牙齒，按照平行于牙體長(zhǎng)軸的方向切割成約2 mm厚度的牙片，選取位于牙體中間的兩片牙體組織，分別用600、800、1 000目碳化硅砂紙?jiān)诹魉鋮s下打磨拋光，并用超聲清洗1 min，然后分別用6、3、1 μm的金剛石拋光膏(美國(guó)Buehler公司)在拋光軟布中進(jìn)一步精拋，并每次用超聲清洗3 min，隨后在1 mol/L的鹽酸溶液中處理30 s，清水沖洗后再在5%的次氯酸鈉溶液中處理5 min，并用清水沖洗，標(biāo)本在空氣中干燥24 h后噴金150 s，在掃描電鏡下觀察其微觀結(jié)構(gòu)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以 表示，多組比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組粘結(jié)強(qiáng)度比較 微拉伸試驗(yàn)顯示，GP組、GP+BZF21組、SB組、MG2組粘結(jié)強(qiáng)度比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。GP+BZF21組、SB組、MG2組粘結(jié)強(qiáng)度均大于 GP組（均 P＜0.05），GP+BZF21組與SB組、MG2組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＞0.05）。各組粘結(jié)強(qiáng)度比較見表1。

表1 各組粘結(jié)強(qiáng)度比較（MPa）

2.2 各組斷面模式分析 GP組有87.5%的斷裂發(fā)生在粘結(jié)層。掃描電鏡下可看到GP組中粘結(jié)失敗的牙本質(zhì)部分可見明顯的混合層結(jié)構(gòu)，劃痕上方可見大量大小不一的氣泡，未見牙本質(zhì)小管的暴露。GP+BZF21組牙本質(zhì)內(nèi)或樹脂內(nèi)的內(nèi)聚失敗比例為33.33%，粘結(jié)失敗為58.33%，混合失敗為8.33%，其中牙本質(zhì)部分的粘結(jié)失敗主要發(fā)生在粘結(jié)劑和樹脂之間，斷面可見多個(gè)牙本質(zhì)小管被樹脂突堵塞，很少有氣泡出現(xiàn)。在SB組和MG2組中，粘結(jié)失敗發(fā)生率較低，更多的為混合失敗。SB組中斷裂主要發(fā)生在混合層頂部和樹脂之間，斷面所有牙本質(zhì)小管均被樹脂突所堵塞，氣泡較罕見。MG2組中大部分?jǐn)嗔寻l(fā)生在粘結(jié)層內(nèi)部或粘結(jié)層與復(fù)合樹脂之間，斷面未見牙本質(zhì)小管暴露及氣泡的出現(xiàn)。各組斷面模式牙本質(zhì)部分掃描電鏡下典型表現(xiàn)見圖1。

圖1 各組斷面牙本質(zhì)部分掃描電鏡下典型表現(xiàn)（a為GP組；b為GP+BZF21組；c為SB組；d為MG2組；×3 000）

2.3 各組樹脂-粘結(jié)劑-牙本質(zhì)界面結(jié)構(gòu)分析 GP組粘結(jié)層厚度不均勻且較薄，樹脂突數(shù)量較少，且大部分都很短。GP+BZF21組可見粘結(jié)層厚度增加且較均勻，樹脂突數(shù)量也增加了。在SB組中，在樹脂-牙本質(zhì)界面處可以觀察到致密的粘結(jié)層和較長(zhǎng)的樹脂突。在MG2組中，樹脂突長(zhǎng)且多。各組樹脂-粘結(jié)劑-牙本質(zhì)界面結(jié)構(gòu)掃描電鏡下典型表現(xiàn)見圖2。

3 討論

圖2 各組樹脂-粘結(jié)劑-牙本質(zhì)界面結(jié)構(gòu)掃描電鏡下典型表現(xiàn)（a為GP組；b為GP+BZF21組；d為SB組；d為MG2組；×1000）

牙科粘結(jié)劑是各種化學(xué)成分、單體形成的復(fù)雜的混合物，粘結(jié)性能取決于其化學(xué)成分和粘結(jié)對(duì)象、臨床操作方法等，特別是某些特殊功能單體的配方，在鍵合效能、耐久性和生物相容性方面起著重要的作用[9]。相較于第五代、第六代粘結(jié)劑，UA因簡(jiǎn)化了臨床操作步驟、減少了術(shù)后牙本質(zhì)敏感、擴(kuò)大了粘結(jié)適用范圍等優(yōu)勢(shì)，在臨床上應(yīng)用越來越廣泛。但就目前臨床應(yīng)用效果而言，不同品牌的UA其粘結(jié)強(qiáng)度差異較大[10]。在本實(shí)驗(yàn)中，GP、SB、MG2都是含10-甲基丙烯酸二氫甲酰氧基磷酸酯（10-methacryloyloxydecyl dihydrogenphosphate，10-MDP）單體的通用型粘結(jié)系統(tǒng)，GP和SB為一步法UA，MG2是兩步法UA并且是目前被認(rèn)為是臨床效果最好的UA之一，在各類粘結(jié)研究實(shí)驗(yàn)中通常被用來作為研究對(duì)照的金標(biāo)準(zhǔn)[11]，因此本實(shí)驗(yàn)選擇了SB和MG2作為對(duì)照。

GP是一種以丙酮和水為溶劑的且不含HEMA的通用型粘結(jié)體系，含有10-MDP和4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三甲酸（4-methacryloyloxyethyl trimellitic acid，4-MET）單體，其與牙本質(zhì)表面的鈣離子發(fā)生化學(xué)結(jié)合形成穩(wěn)定牢固的Ca-4-MET和Ca-10-MDP結(jié)構(gòu)[12]。但相較于SB和MG2，其親水性較強(qiáng)，在這種不含HEMA的粘結(jié)體系中，在粘結(jié)過程中往往會(huì)發(fā)生相位分離而導(dǎo)致粘結(jié)失敗，因?yàn)樵谕坎颊辰Y(jié)劑的時(shí)候需要強(qiáng)烈的空氣促使粘結(jié)劑中溶劑揮發(fā)，而溶劑揮發(fā)的時(shí)候由于粘結(jié)界面中大量的疏水性單體的存在往往會(huì)導(dǎo)致大量氣泡產(chǎn)生并且很難清除。而這些大量存在的氣泡會(huì)成為粘結(jié)界面里最薄弱的地方而導(dǎo)致粘結(jié)失敗。在本研究中亦是如此，在GP粘結(jié)失敗的斷面在掃描電鏡下可看到大量大大小小的氣泡的存在。

本研究發(fā)現(xiàn)使用GP后附加應(yīng)用BZF21其粘結(jié)強(qiáng)度明顯提高。已有相關(guān)文獻(xiàn)證實(shí)附加應(yīng)用的疏水性樹脂層能顯著提高UA的粘接性能[13]。分析其原因，首先，附加使用的疏水樹脂層可能增加了單體向聚合物的轉(zhuǎn)化率和交聯(lián)量，而交聯(lián)量的增加與粘結(jié)強(qiáng)度顯著相關(guān)[14]。Bis-GMA、UDMA是疏水樹脂層BZF21中的主要成分，也最常被用作交聯(lián)劑，可以給粘結(jié)劑提供優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度并與復(fù)合樹脂形成緊密連接，及減少聚合收縮[9]。從斷面模式分析可觀察到斷裂界面的氣泡明顯減少，認(rèn)為疏水樹脂層BZF21可以滲透到牙本質(zhì)混合層劃痕上方的氣泡區(qū)，與牙本質(zhì)上的氣泡區(qū)混合，從而顯著減少氣泡的數(shù)量，并形成致密的粘結(jié)層從而增加粘結(jié)強(qiáng)度。其次，附加使用疏水樹脂層可以顯著地增加粘結(jié)層的厚度，增厚的粘結(jié)層可以有效的緩解分散樹脂聚合收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，減少粘結(jié)劑-樹脂界面之間縫隙的形成。在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用BZF21明顯增加了粘結(jié)層的厚度，這種均勻、致密、較厚的粘結(jié)層能顯著降低復(fù)合樹脂在固化過程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，并能顯著地吸收樹脂聚合收縮的應(yīng)力及咬合應(yīng)力[15]。最后，在使用親水性極強(qiáng)的UA后再使用一層疏水的樹脂層可以顯著稀釋粘結(jié)界面親水性單體的濃度和酸性組分，降低其吸水率[16]，增加其疏水性并促進(jìn)其與樹脂的粘合[5]。同時(shí)，附加的疏水樹脂層可以阻止牙本質(zhì)小管中殘留的水通過混合層滲透到樹脂-粘結(jié)界面，減慢樹脂-粘結(jié)界面的水解反應(yīng)，促進(jìn)修復(fù)體的長(zhǎng)期穩(wěn)定[17]。當(dāng)然，上述的結(jié)果取決于各種粘結(jié)劑的不同品牌及所添加的樹脂單體成分，不同品牌不同成分的粘結(jié)劑效果可能相差甚遠(yuǎn)。

另外，從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，BZF21中含有的氟和鋅離子成分對(duì)其粘結(jié)性能并沒有影響，有既往研究表明，鋅可能與10-MDP相互作用形成Zn-10-MDP混合物，降低了Ca-10-MDP鹽的形成，從而影響粘結(jié)強(qiáng)度[18]。本研究表明，在疏水樹脂層中加入的鋅離子，并不會(huì)影響其粘結(jié)強(qiáng)度。此外，鋅離子和氟離子的釋放對(duì)長(zhǎng)期粘結(jié)強(qiáng)度的影響及抗齲效果等需要更進(jìn)一步的研究。

綜上所述，在應(yīng)用GP后，附加使用生物活性的疏水樹脂層BZF21，可顯著提高其粘結(jié)強(qiáng)度。在臨床上可以根據(jù)不同的臨床情況，選擇性地應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，以提高一步法UA的粘結(jié)強(qiáng)度。