暫時修復樹脂材料聚合放熱的體外研究

[摘要]目的：體外測量5種暫時修復樹脂材料聚合過程中的放熱反應。方法：室溫25℃時，將3種Bis-acryl樹脂（Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II）和兩種聚甲基丙烯酸酯樹脂（QuickResin和國產自凝樹脂：Self-curing acrylic resin）按照使用說明混合后，通過與材料接觸的熱電偶記錄材料聚合過程中的放熱反應，獲得峰頂溫度（peak temperature）和到達峰頂溫度的時間，對數據進行單因素方差分析和LSD-t檢驗。結果：5種材料的峰頂溫度在9.5～24.2℃之間，峰頂溫度值排序：QuickResin>國產自凝樹脂>Luxatemp> Protemp 3 Garant> Protemp II，其中Luxatemp、Protemp 3 Garant和Protemp之間沒有顯著性差異（P>0.05）。Protemp 3 Garant最快達到峰頂溫度（119s），國產自凝塑料最慢（442s）。Protemp 3 Garan和Luxatemp到達峰頂溫度時間沒有顯著性差異（P>0.05）。結論：3種Bis-acryl樹脂具有較短的聚合時間和較低的聚合溫度，適合直接法制作暫時修復體，兩種聚甲基丙烯酸酯樹脂應避免直接法制作暫時修復體。

[關鍵詞]暫時修復體；甲基丙烯酸酯樹脂；bis-acryl樹脂；聚合放熱

[中圖分類號]R783 [文獻標識碼]A[文章編號]1008-6455（2007）10-1416-04

In vitro study on polymerization exotherm of provisional resinous materials

XIE Chao，WANG Zhong-yi，HE Hui-ming，HAN Ying，WEN Jing

(Department of Prosthodontics，College of Stomatology，the Fourth Military Medical University，Xi' an 710032，Shaanxi，China)

固定修復治療中，患者在最終修復體完成前需要使用暫時修復體來保護基牙、防止基牙移動、保持牙列和咬合關系正確、行使咀嚼和發音功能、維護牙周衛生、保持美觀性[1]。丙烯酸樹脂是最常見的用于固定暫時性修復的材料，通常分為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙烯乙酯、Bis-acryl復合樹脂以及可見光聚合復合樹脂幾大類。這些材料都有一個共同的問題，即材料聚合過程中存在明顯的放熱反應[1-2]。臨床醫生往往更偏向選擇較省時省力并且經濟節約的直接法制作暫時修復體，這樣基牙和牙髓組織就會暴露于聚合放熱過程中，增加牙髓損傷的幾率[3]。為研究材料聚合升溫對基牙牙髓組織的影響，必須對材料的聚合放熱進行測定。本實驗體外比較了5種暫時修復樹脂材料的聚合升溫情況，為今后的研究打下基礎。

1材料和方法

1.1主要材料(見表1)

1.2 方法

1.2.1 制作熱電偶測試模具：根據YY1042-2003標準[4]制作熱電偶測試器具（如圖1），由聚丙烯底座B和安裝在其上的聚丙烯管A組成。管A長8mm，直徑4mm，壁厚1mm。底座B與管A連接部分直徑4mm，高2mm。底座B主體直徑8mm，高6mm。中央有一直徑1mm通道，其中裝有J型熱電偶C（Omega公司，美國）。熱電偶頂部嵌入管A試樣槽中1mm。將熱電偶與精度為0.1℃的XSTC液晶數顯溫度計（北京朝陽自動化儀表廠）相連，記錄材料聚合過程中的升溫變化。

1.2.2 測量材料聚合升溫：室溫下，測試前在熱電偶C的頂部覆蓋一薄薄的聚乙烯膜，防止材料和熱電偶粘連[5]。QuickResin和國產自凝樹脂屬于粉液型，按照1g粉/0.5ml液的比例混合，充分攪拌15s后填入熱電偶測試模具的管A；Protemp II屬于雙糊劑型復合樹脂，按照使用說明將基質糊劑和催化糊劑混合后，充分攪拌15s填入管A。Luxatemp和Protemp 3 Garant屬于槍混型復合樹脂，基質糊劑和催化糊劑在攪拌頭中混合后直接充填進管A中。為保證各種材料的用量相等。在填入材料過程中防止出現氣泡，多余材料沿管A上開口刮除，玻璃片封口。

從材料填入管A中開始計時，記錄每種材料聚合過程中15min內的升溫變化，每隔1s記錄一次。每種材料重復測量5次。

1.3 數據處理：將XSTC液晶數顯溫度計中記錄的溫度數據用U盤導入計算機中，利用Origin7.0軟件繪制材料聚合過程中溫度-時間曲線圖，獲得每種材料的峰頂溫度（Peak Temperature）和到達峰頂溫度的時間，使用SPSS13.0軟件進行單因素方差分析和LSD-t檢驗，顯著性水平α設為0.05。

2結果

QuickResin具有最高的峰頂溫度（24.2℃），其次是國產自凝塑料（18.4℃）、Luxatemp（10.4℃）、Protemp 3 Garant（10.0℃）和Protemp II（9.5℃）。QuickResin的峰頂溫度顯著地高于國產自凝塑料（P<0.05），而后者又顯著高于Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II（P<0.05）。Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp之間的峰頂溫度均沒有顯著性差異（P>0.05）。Protemp 3 Garant最快達到峰頂溫度（119s），國產自凝塑料最慢（442s）。Protemp 3 Garan和Luxatemp之間沒有顯著性差異（P>0.05）。（如圖2，表2）

3討論

暫時修復樹脂材料的聚合過程是一種加成型反應，碳碳雙鍵是這類丙烯酸樹脂的官能團，它是由是由一個碳碳σ單鍵和一個碳碳π鍵組成，在加成反應中π鍵斷開，雙鍵上兩個碳原子和其它原子團結合，形成兩個單σ鍵。由于碳碳雙鍵平均鍵能為610.9 kJ/mol，其中碳碳σ鍵的平均鍵能為343.3 kJ/mol，π鍵的鍵能為263.6 kJ/mol，π鍵的鍵能較σ鍵的小近80 kJ/mol，所以π鍵向σ鍵的轉變是一種放熱反應[5]，這是材料聚合放熱的化學基礎。本實驗體外測定了五種暫時修復樹脂材料的聚合放熱，所用的模具材料為聚丙烯具有較好的保溫性能，能夠防止材料聚合過程中熱量損失，所以材料聚合過程中的溫度能夠被完整地記錄。J型熱電偶插入材料內表面1mm，測量了材料內表面的溫度變化，由于臨床上材料內表面直接與基牙牙體組織接觸，所以材料內表面的溫度變化對基牙影響更重要[6]。

峰頂溫度是指材料聚合過程中測得的實際最高溫度與室溫（25℃）之間的差值[5]。實驗中5種材料均體現了聚合放熱的特性，其中Quckresin的峰頂溫度最高，國產自凝樹脂其次，這兩者的溫度又顯著地高于Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II的峰頂溫度，后三者之間沒有顯著性差異。Quckresin和國產自凝樹脂屬于聚甲基丙烯酸甲酯類（polymethyl methacrylate，PMMA）樹脂，它們的峰頂溫度顯著地高于其他三種bis-acryl樹脂。這個結果同Driscoll等[7]的研究結果一致，他們評價了聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙烯乙酯、可見光固化復合樹脂和Bis-acryl復合樹脂四類材料的放熱特性，結果四類材料都具有聚合放熱，而且聚甲基丙烯酸甲酯類材料聚合放熱顯著地高于其余的3種材料。實驗中Quckresin的峰頂溫度高于國產自凝樹脂，這主要是由于Quckresin比國產自凝樹脂反應速度更快，熱量迅速釋放，導致溫度驟升[5]。

根據Zach和Cohen[8]的組織學研究發現，髓腔內溫度升高5.6℃會導致15%的牙髓會失去活力；升高11.2℃會導致60%的牙髓會失去活力；升高16.8℃會導致所有牙髓會發生不可逆的壞死。本實驗的5種材料的峰頂溫度在9.5～24.2℃之間，這個溫度范圍會影響到基牙及牙周組織。尤其是兩種PMMA類樹脂Quckresin和國產自凝樹脂，它們的實際最高溫度分別為49.9℃和43.4℃，均超過了眾多廠家和學者一致認同的暫時冠橋修復材料聚合放熱的臨界安全溫度（38℃）[1]，用這兩種材料直接法制作修復體可能會導致基牙牙髓的嚴重損害。而3種bis-acryl樹脂的實際最高溫度均低于此臨界安全溫度，可以推薦直接法制作暫時修復體。雖然這3種材料仍然具有9.5～10.4℃的峰頂溫度，但是活體情況下，牙髓具有一定厚度的牙本質層保護，牙本質的導熱系數較低（0.0015℃/cm）[3]，這樣會降低材料對牙髓的溫度影響程度。加之臨床上通常使用噴水處理降溫，或者讓材料初步聚合后在口外完成最終的固化，從而最大程度地降低材料對牙髓的不利影響[9]。令人遺憾的是，本實驗沒有對牙髓腔內的溫度變化進行研究，今后的實驗應模擬載體情況下材料聚合放熱對牙髓組織的影響。

實驗中，Protemp 3 Garant和Luxatemp最快到達峰頂溫度，分別為119s和131s，Protemp II隨后在272s左右達到峰頂溫度（見表2）。Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II的生產商推薦從口內取出的時間分別為混合后95s、120s和240s[1]，從圖2中可以看出材料在達到峰頂溫度的前后放熱量最大，推薦的時間點處于聚合放熱的上升段，此刻取出材料可以避開材料的最大放熱，防止基牙受到熱損傷。因此，3種Bis-acryl樹脂更適合臨床上直接法制作暫時修復體，縮短臨床操作時間。鑒于Quckresin和國產自凝樹脂操作時間較長且放熱量大，在臨床使用中應避免直接在口內操作，防止對基牙和牙周組織產生熱損傷。

4結論

實驗中5種暫時修復樹脂聚合過程中均出現明顯的放熱，3種Bis-acryl樹脂（Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II）的聚合升溫顯著小于兩種PMMA樹脂（Quckresin和國產自凝樹脂），并且達到峰頂溫度的時間較短，因此3種Bis-acryl樹脂更適合直接法制作暫時修復體。

[參考文獻]

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[8]Zach L，Cohen G.Pulp response to externally applied heat[J].Oral Surg Oral Med Oral Pathol，1965，19(4):515-530.

[9]Moulding MB，Loney RW.The effect of cooling techniques on intrapulpal temperature during direct fabrication of provisional restorations[J].Int J Prosthodont，1991，4(4):332-336.

[收稿日期]2007-08-14[修回日期]2007-09-17

編輯/何志斌