孫煒貴，劉 芳，章非敏

近年來(lái)，隨著人們對(duì)美學(xué)需求的提高，全瓷修復(fù)的研究和應(yīng)用越來(lái)越廣泛。陶瓷材料按照加工工藝的不同可以分為燒結(jié)全瓷材料、鑄造陶瓷、熱壓鑄陶瓷、切削陶瓷、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(computer aided design and computer aided manufactureing，CAD/CAM)系統(tǒng)[1]。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)系統(tǒng)簡(jiǎn)化了修復(fù)體的操作步驟，可以在短時(shí)間內(nèi)制作出精密的全瓷修復(fù)體，減少了患者就診次數(shù)，在國(guó)內(nèi)的臨床應(yīng)用逐漸展開(kāi)。研究適合CAD/CAM處理的材料是牙科材料中發(fā)展較快、變化較快的領(lǐng)域之一。目前主要有兩種材料可用于美學(xué)CAD/CAM加工的間接牙齒修復(fù)體：玻璃陶瓷/陶瓷和樹(shù)脂復(fù)合材料。CAD/CAM系統(tǒng)陶瓷可分為長(zhǎng)石質(zhì)陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鋯材料。陶瓷材料強(qiáng)度高，耐化學(xué)腐蝕，色澤美觀，具有良好的生物相容性，導(dǎo)熱率低，不產(chǎn)生CT和MRI的偽影，在口腔臨床上的使用越來(lái)越普遍。但是陶瓷冠硬度高的同時(shí)材質(zhì)較脆，斷裂韌性低，制作流程易發(fā)生故障。相比于陶瓷，樹(shù)脂復(fù)合材料的特性更溫和，有利于材料切削。一套相對(duì)昂貴的CAD/CAM鉆頭(大約20美元/鉆)只能制造5～10個(gè)玻璃陶瓷/陶瓷冠，卻可以制作100多個(gè)樹(shù)脂復(fù)合材料冠?；诩{米技術(shù)的樹(shù)脂納米瓷——CAD/CAM納米復(fù)合材料(LAVA Ultimate)具有與通常使用的CAD/CAM材料相似的抗裂性，抗壓性強(qiáng)，又更容易加工和修整[2-3]，可用作玻璃陶瓷椅旁CAD/CAM的替代品[4-5]，適用于貼面、嵌體/高嵌體。相較于二硅酸鋰、氧化鋯增強(qiáng)硅酸鋰、聚合物浸潤(rùn)陶瓷等CAD/CAM陶瓷修復(fù)材料，樹(shù)脂納米瓷因?yàn)閺椥愿眩赏ㄟ^(guò)變形吸收更多的應(yīng)力，表現(xiàn)出更好的抗疲勞效能[6]。有研究證明LAVA Ultimate在冷熱循環(huán)老化后粗糙度較為穩(wěn)定[7]。無(wú)論是抗彎(接近200 MPa)、抗壓(380 MPa)和抗磨損(每年2～10 μm)性能，樹(shù)脂納米瓷都具有類似于天然牙齒的特征[8]，而且與牙釉質(zhì)相比，具有更好的耐磨性及較低的對(duì)磨物磨損[9-10]。選擇合適的粘接劑及所涉及粘結(jié)界面的預(yù)處理可以使牙體-修復(fù)體之間緊密結(jié)合，提高修復(fù)體的抗折強(qiáng)度。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

LAVA Ultimate(3M，美國(guó))，RelyX Ultimate樹(shù)脂水門(mén)汀(3M ESPE，美國(guó))，Single Bond Universal通用粘接劑(3M ESPE，美國(guó))All-bond Universal(Bisco，美國(guó)),Porcelain Primer(Bisco，美國(guó))，萬(wàn)能測(cè)試機(jī)(Instron，美國(guó)),3M 350光固化樹(shù)脂、冷熱循環(huán)機(jī)(南京先歐儀器制造有限公司)，LED光固化燈(啄木鳥(niǎo)，中國(guó))，KQ-500B超聲波清洗器、噴砂機(jī)(Renfert，德國(guó))，聚氯乙烯PVC管(廣東佛山聯(lián)塑建材貿(mào)易有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 噴砂實(shí)驗(yàn) LAVA Ulimate切削成大小約 6 mm×6 mm,高度約為4 mm的樣本80片,其中40片隨機(jī)數(shù)字表法均分為4組,每組10個(gè)樣本。第1組0.1 MPa+噴砂時(shí)間7 s，第2組0.1 MPa+噴砂時(shí)間14 s，第3組0.2 MPa+噴砂時(shí)間7 s，第4組0.2 MPa+噴砂時(shí)間14 s。按照分組條件分別進(jìn)行噴砂。所有樣本均由同一操作者在室溫下使用噴砂機(jī)距離樣本表面10 mm處用50 μm Al2O3砂粒噴砂，噴砂完成后使用乙醇去除噴砂顆粒，超聲清洗10 min,用無(wú)油無(wú)水氣體進(jìn)行干燥，備用。用硅膠墊片制作直徑為4 mm，高1.5 mm的樹(shù)脂柱。樹(shù)脂柱與陶瓷片的粘接界面膠帶上制作直徑4 mm的圓形小孔，將膠帶的小孔貼在大瓷片的中央，用來(lái)限定將來(lái)粘接的面積。均使用使用3M Single Bond Universal+3M RelyX Ultimate與納米樹(shù)脂柱粘接。

使用材料力學(xué)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī), 分別對(duì)各組試樣進(jìn)行剪切強(qiáng)度的測(cè)試。測(cè)試時(shí), 剪切方向與樹(shù)脂納米瓷片粘接面平行,加載速度設(shè)定為方向與樹(shù)脂納米瓷片粘接面平行,加載速度設(shè)定為 0.5 mm/min, 加載方向?yàn)榇怪奔虞d, 直至粘接面斷裂，記錄最大負(fù)荷讀數(shù)。剪切強(qiáng)度=負(fù)載÷粘接面積。

計(jì)算剪切強(qiáng)度，選出剪切強(qiáng)度最高組，第4組0.2 MPa+噴砂時(shí)間14 s。

1.2.2 粘接實(shí)驗(yàn) 選用40片樣本均使用0.2 MPa壓力下噴砂14 s，按隨機(jī)數(shù)字表法均分為A、B兩組,每組20個(gè)樣本。A組使用Single Bond Universal(SBU)粘接劑，B組使用Porcelain Primer(PP)硅烷偶聯(lián)劑后，再使用All-bond Universal(ABU)。所有樣本均使用RelyX Ultimate(RXU)雙固化樹(shù)脂水門(mén)汀粘接。

A組反復(fù)涂抹SBU 20 s,輕吹5 s直至溶劑全部揮發(fā)，光照10 s。B組表面涂一層PP，等待30 s后用氣槍吹干，涂布ABU粘接劑，輕吹5 s，光固化10 s。表面處理結(jié)束后將RelyX Ultimate樹(shù)脂水門(mén)汀填滿膠帶圓孔，然后使用預(yù)制樹(shù)脂柱按壓在圓孔上，清除多余粘接劑后加載50 N靜止壓力。樹(shù)脂水門(mén)汀使用可見(jiàn)光固化機(jī)進(jìn)行投照40 s, 直至樹(shù)脂粘接劑完全凝固。室溫靜置30 min(圖1)。A1,B1置于5 ℃和55 ℃蒸餾水中交替循環(huán)，每隔60 s變換，更換耗時(shí)10 s，總計(jì)循環(huán)5 000次。A2、B2置于37 ℃恒溫蒸餾水水浴24 h。結(jié)束后用自凝樹(shù)脂將制作好的粘接試件包埋在于內(nèi)徑25 mm、高50 mm的聚氯乙烯管中。完成粘接試件的制作。使用材料力學(xué)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī), 分別對(duì)各組試樣進(jìn)行剪切強(qiáng)度的測(cè)試。

圖1 粘接試件

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用 SPSS 27.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析,組間比較使用SNK-q檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。所有的分析為雙側(cè)檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

不同噴砂分組下樹(shù)脂納米瓷(LAVA Ultimate)剪切強(qiáng)度見(jiàn)表1。A、B分組后冷熱循環(huán)與恒溫水浴組的剪切強(qiáng)度的比較見(jiàn)表2。

表1 不同的噴砂分組樹(shù)脂納米瓷(LAVA Ultimate)粘接后剪切強(qiáng)度

表2 A,B分組后冷熱循環(huán)與恒溫水浴組的剪切強(qiáng)度的比較

表1單因素方差分析顯示第4組與第2組的剪切強(qiáng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.037),相同噴砂時(shí)間0.2 MPa壓力下剪切強(qiáng)度值更高。表2單因素方差分析結(jié)果顯示：A組(SBU+RXU)與B組(PP+ABU+RXU)不同粘接方式的剪切強(qiáng)度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),同種粘接方式下恒溫水浴分組明顯高于冷熱循環(huán)分組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3 討 論

CAD/CAM整體式修復(fù)是快速可靠的，但不同的塊體材料不具備普遍應(yīng)用于臨床的理想特性。樹(shù)脂納米瓷結(jié)合了陶瓷與樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)，并且普通陶瓷通過(guò)樹(shù)脂水門(mén)汀與牙體粘接需要特殊處理，表面的處理方法包括噴砂、酸蝕、硅烷偶聯(lián)劑處理等，而LAVA Ultimate CAD/CAM修復(fù)材料是一種樹(shù)脂納米陶瓷，它含有大約 80%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))納米陶瓷顆粒結(jié)合在樹(shù)脂基質(zhì)中。填料是非團(tuán)聚/不凝聚的20 nm二氧化硅填料、非團(tuán)聚/不凝聚的4～11 nm氧化鋯填料、聚合的氧化鋯/二氧化硅群聚填料(由20 nm二氧化硅和4～11 nm氧化鋯顆粒組成)的組合。其中樹(shù)脂基質(zhì)與樹(shù)脂水門(mén)汀成分近似，更易形成化學(xué)結(jié)合[11]。本次研究在于尋找哪種處理方法能提高樹(shù)脂納米瓷與樹(shù)脂水門(mén)汀間的剪切強(qiáng)度，為臨床實(shí)際操作選擇更簡(jiǎn)單高效的方案提供參考依據(jù)。

大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)了噴砂對(duì)修復(fù)體粘接效果有加強(qiáng)作用[12]。有研究證實(shí)樹(shù)脂納米瓷在50 μm Al2O3和110 μm Al2O3噴砂處理后剪切強(qiáng)度顯著性增高,并且改變了復(fù)合物陶瓷的表面形貌,有利于復(fù)合物陶瓷與牙體組織粘接時(shí)形成微機(jī)械嵌合與化學(xué)結(jié)合作用。但大顆粒氧化鋁噴砂后易造成復(fù)合物機(jī)械性能降低[13-14]，誘發(fā)陶瓷表面微形態(tài)變化[15],所以本次實(shí)驗(yàn)均使用50 μm Al2O3。單因素方差分析結(jié)果表明不同噴砂條件的分組對(duì)剪切強(qiáng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。第4組在0.2 MPa壓強(qiáng)下噴砂14 s剪切強(qiáng)度值最高，僅第2組和第4組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。通用粘接劑的粘接強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間推移而下降[16]，所有分組在冷熱循環(huán)后剪切強(qiáng)度均有顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

有研究認(rèn)為氫氟酸處理對(duì)樹(shù)脂納米瓷與牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度無(wú)明顯影響[17]。氫氟酸可以選擇性地溶解二氧化硅的玻璃相或晶體相[18]，從而形成表面微孔結(jié)構(gòu)，獲得不規(guī)則機(jī)械固位表面[19]。但氫氟酸處理后樹(shù)脂納米瓷的微孔為納米級(jí)空隙，僅有少量樹(shù)脂水門(mén)汀滲入，對(duì)粘接強(qiáng)度沒(méi)有明顯改善，并且陶瓷顆粒一部分為氧化鋯，氫氟酸處理對(duì)氧化鋯不產(chǎn)生影響。所以本次實(shí)驗(yàn)排除了氫氟酸的處理方法。

B組添加了Porcelain Primer，其主要成分是一種以醇和丙酮為基料的單組分硅烷偶聯(lián)劑，有研究證實(shí)硅烷偶聯(lián)劑可以對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行改性，提高樹(shù)脂水門(mén)汀的粘接[20-21]。硅烷偶聯(lián)劑可以緩解納米氧化鋯的團(tuán)聚現(xiàn)象，使粒子間均勻分布[22]，但有實(shí)驗(yàn)證實(shí)硅烷化并不會(huì)顯著提高LAVA Ultimate的粘接強(qiáng)度[23]。本次實(shí)驗(yàn)A、B組恒溫水浴與冷熱循環(huán)后均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。A組SBU作為新一代粘接劑，因其含有多種功能成分，包括硅烷和MDP(10-甲基丙烯氧癸基—磷酸二氫酯)，與可切削材料的不同成分化學(xué)結(jié)合，增加粘接強(qiáng)度[24]。也有研究認(rèn)為單獨(dú)使用硅烷并不會(huì)改變樹(shù)脂基陶瓷的微剪切強(qiáng)度，使用含硅烷的通用粘接劑更佳[25]。相較B組，A組操作更為簡(jiǎn)單，無(wú)需另外添加硅烷偶聯(lián)劑，減少了臨床操作步驟和時(shí)間，降低了技術(shù)敏感性，簡(jiǎn)化粘接步驟。

綜上所述，0.2 MPa壓力下噴砂14 s可明顯提高樹(shù)脂納米瓷與樹(shù)脂水門(mén)汀的剪切強(qiáng)度。通用粘接劑與硅烷配合使用與單獨(dú)使用含硅烷的通用粘接劑相比，兩者之間的剪切強(qiáng)度并無(wú)明顯差異。Single Bond Universal通用粘接劑與RelyX Ultimate樹(shù)脂水門(mén)汀配合使用臨床操作更簡(jiǎn)單快捷。冷熱循環(huán)可顯著降低樹(shù)脂納米瓷與樹(shù)脂水門(mén)汀的剪切強(qiáng)度。