托槽直接粘結技術\\材料的發展與應用

[關鍵詞] 托槽直接粘結技術; 復合樹脂; 玻璃離子; 自酸蝕粘結技術; 濕粘結理論

[中圖分類號] R783.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701(2010)13-17-03

固定矯治是口腔正畸治療的重要組成部分。最初的正畸附件是焊接在帶環上，將帶環粘結在牙面上，周期加力，進行治療。20世紀60年代Newman開始將釉質酸蝕粘結技術應用于正畸附件的直接粘結。該技術使得牙面易于自潔，利于患者保持良好的口腔衛生，對牙齦及軟組織的危害較小，有利于維持牙周健康，在治療結束時牙鄰面不會留下帶環間隙。到70年代末該技術已在全球范圍內得到廣泛應用。隨著托槽粘結技術在臨床上的推廣應用，粘結材料得到迅猛發展。

1 釉質粘結劑

粘結劑按應用類型分類:水門汀，復合樹脂。

1.1 復合樹脂

1.1.1 化學固化復合樹脂 50年代末以及60年代初Newman開始在臨床上以丙烯酸樹脂作為粘結材料，結合50%磷酸酸蝕牙釉質表面，其基本原理是牙釉質經酸處理后出現輕度缺鈣而顯現一多孔的蜂窩狀結構，粘合材料在固化前滲入了釉質表面的蜂窩結構中，待材料固化后便形成大量樹脂突，使粘合材料與牙面間形成了一交互鑲嵌的連接。有研究表明，復合樹脂的抗壓強度是丙烯酸樹脂的2倍，抗拉強度高出25%，而聚合收縮及熱膨脹系統較低。復合樹脂作為優良的粘結材料而被廣泛地應用到口腔正畸臨床實踐中，根據固化方式分為化學固化型和光固化型。至今口腔正畸醫師仍在臨床上廣泛應用化學固化復合樹脂，例如美國3M公司的concise和中國的京津釉質粘結劑等。

1.1.2 光固化復合樹脂 化學固化復合樹脂一經調和，其聚合反應即刻發生，操作時間為1.5~2min，限定了操作者的操作時間，影響托槽在牙面上的準確定位，并且不能徹底去除托槽周邊的粘結劑，為致齲菌的吸附創造了條件。此外，調和過程中產生的氣泡以及調和不均勻都會影響粘結強度，而且粘結后需要一定時間才能到達結扎要求，因此受濕度干擾也較大。70年代末，紫外光固化材料研制成功。它克服了化學固化復合樹脂的缺點，在臨床上被正畸醫師應用。但是經過臨床實踐證明，紫外光固化材料有缺點:輻射危險及固化濃度有限。隨后可見光固化復合樹脂誕生，它作為粘結劑不必調和，有充足時間將托槽放置在正確牙面位置，給操作者帶來方便，可以避免濕度的干擾。可見光具有漫射力，深層固化能力比紫外光強。

1.1.3 含氟樹脂 正畸治療中出現的釉質脫礦是一個不能忽視的臨床問題。國外調查表明，脫礦的好發部位之一是托槽周圍釉質。眾所周知，氟化物可以直接有效地抑制釉質脫礦，促進再礦化。但應用氟化物需要患者良好的配合才能有效。如果粘結材料中含有氟化物，能夠緩慢持續地向托槽周圍釋放氟離子，就有可能在不需要患者配合的情況下預防或減輕釉質脫礦。近年來，氟防齲的良好效果促進了含氟樹脂的發展，例如以三氟化銥(YbF3)作為充填材料加入可見光固化粘結劑中。國外正畸界推出了多種含氟粘結劑，期望通過其緩慢釋放的氟離子作用，達到預防齲齒的目的。目前臨床上普遍使用兩種含氟粘結劑:Rely-a-Bond和Fluorobond/Concise。Basdry等人對使用含氟粘結劑粘結托槽做了進一步的研究，發現這兩種粘結劑在第1個24小時內釋放的氟濃度最高，以后明顯下降，到90天后已測不出氟化物，與不含氟粘結劑相比，托槽周圍的釉質脫礦明顯減少，因此他們提出，使用含氟粘結劑對于防止齲損，在一定時間內是有效的[1]。同時發現含氟樹脂氟的釋放與pH值相關，當局部pH值下降時，釋放氟量相應增多。

1.2 玻璃離子

1972年Wilson和Kent成功研制了玻璃離子粘固劑，人們發現玻璃離子具有釋放氟的性能，因而提出來以玻璃離子作為牙釉質粘結劑粘結托槽，增加牙齒的抗齲能力。但是以玻璃離子作為粘結劑，其托槽脫落率比以復合樹脂作為粘結劑明顯高。其后，人們對這種材料不斷改進，生產出樹脂改良型玻璃離子粘固劑，即在粘固劑中加入樹脂成分，當玻璃離子發生固化反應時，樹脂單體也發生聚合反應，樹脂基質包裹玻璃離子顆粒，大大改善了其機械性能。玻璃離子粘固劑具有獨特的性能。

1.2.1 玻璃離子粘固劑的粘結性能

1.2.1.1 粘結正畸帶環 磷酸鋅水門汀在未凝固前因其流動性可滲入到牙齒表面的細微結構中，固化后便形成一定的機械嵌合力，因而有醫師用磷酸鋅水門汀粘結帶環，但是發現帶環的脫落率高。Durning等的實驗研究發現，正常狀態下和疲勞試驗中玻璃離子粘固劑比磷酸鋅粘固劑的粘結強度高。事實上磷酸鋅水門汀幾乎不溶于水，但是可被酸性物質所溶解。唾液略帶酸性，進食后的食物殘渣發酵產酸，因此長期在口腔酸性環境中磷酸鋅將逐漸被溶解。Stirrups的臨床研究結果證實，玻璃離子粘結帶環的脫落率明顯低于磷酸鋅的粘結帶環的脫落率。因而在正畸臨床工作中應用傳統型玻璃離子粘固劑粘結帶環不易脫落。

1.2.1.2 粘結正畸托槽 應用復合樹脂粘結正畸托槽前，牙釉質必須被酸蝕處理，治療結束時徹底去除牙面上的剩余樹脂，以上均會造成牙釉質的喪失。玻璃離子因其化學粘結的特性而被應用到托槽的粘結。有研究證實，傳統型玻璃離子的粘結強度低于復合樹脂的粘結強度，樹脂改良型玻璃離子的粘結強度明顯提高，與復合樹脂粘結強度相當[2]。從臨床實際觀察得知，傳統型玻璃離子粘固劑粘結托槽的脫落率明顯高于復合樹脂的脫落率，而且前者隨著治療時間的延長呈遞增趨勢。樹脂改良型玻璃離子粘結托槽的臨床脫落率與復合樹脂粘結托槽的脫落率無顯著差別[3]。學者們仍在探索應用樹脂改良型玻璃離子粘結托槽，其一是粘結前牙釉質表面是否需要酸蝕處理。多數研究表明[4]，釉質經過10%聚丙烯酸(弱酸)處理后粘結劑粘結強度有所增強。Gaworski等研究發現，樹脂改良型玻璃離子粘固劑粘結托槽的脫落率明顯高于復合樹脂的托槽脫落率，這與其粘結前未使用聚丙烯酸酸蝕牙釉質有關。

1.2.2 玻璃離子粘固劑的釋氟性能 玻璃粉中含有氟化物，在粉液聚合時氟游離出來存在于基質中，可以釋放進入口腔內。Kuhn認為玻璃離子釋氟機制為:①表面溶解;②水門汀自體崩解;③從水門汀內部釋放。氟離子的釋放分為兩個階段[5]:首先是氟離子從固化體表面的大量釋放，第1天中第1小時的釋放量最高;第二階段可以連續2~5年的小量氟離子釋放，固化體作為氟的儲備庫在口腔環境中不斷地釋放氟離子。MarcushamerDonly Kindelan Vorhies 在短期實驗研究中證實，玻璃離子能抑制托槽、帶環周圍的釉質脫礦并促進其再礦化。但是Gaworski等為期12~14個月的臨床觀察表明，用玻璃離子粘固劑和復合樹脂粘結托槽，牙釉質脫礦發生率一樣，沒有顯著差別。因而需要開展對這種新材料抗齲和再礦化性能的長期臨床觀察。

此外，玻璃離子固化體可以攝取口腔內含氟溶液中的氟離子，并且能夠將所吸收的氟再釋放出去。外界氟化物濃度越高，玻璃離子的再釋氟量越大。Sepp?覿等的實驗研究發現兩周后玻璃離子粘固劑不能抑制菌斑中pH值降低，應用氟凝膠處理后又恢復了其抑制菌斑pH值降低的能力。在患齲率高的人群中有很高的應用價值。

2 自酸蝕粘結技術

傳統的酸蝕粘結過程分為酸蝕+prime+粘結劑3個步驟，自酸蝕粘結技術簡化了臨床操作。自酸蝕理論是1989年Chigira等提出的，最初僅限于牙本質粘結。它的突出特點是，操作中省略了獨立的酸蝕步驟，牙齒表面脫礦和偶聯作用同時發生，而且處理劑不需要沖洗，避免了傳統操作過程中可能出現的錯誤，降低了人為因素所致的效果不統一性。TEM顯示，利用自酸蝕粘結方法修復的樹脂與未脫礦的牙本質呈現連續穩定的轉換，無空隙等不良結構。在口腔正畸方面，因其在某些特殊環境下(輕度水、唾液、血液、手機潤滑油的污染)可以提高托槽粘結的效率和成功率，1998年Bishara首次將酸性封閉劑應用于托槽粘結，初步引進了自酸蝕粘結技術的概念。自酸蝕封閉劑是一種磷酸化的甲基丙烯酸酯，當加壓涂布作用于釉質表面時，在釉質表面同時發生了兩種反應:一方面其磷酸成分使羥基磷灰石脫鈣，并與分離出來的鈣離子形成一種穩定的復合體沉積于隨后形成的粘結網架內;另一方面甲基丙烯酸樹脂突深入酸蝕后的釉質內中，形成一種鎖結關系。由于酸蝕和封閉這兩個過程是同時進行的，固化后兩者所達到釉質內的深度是一致的[6]。自酸蝕粘結系統也存在著許多的不足:因為省略了沖洗吹干，界面殘留部分細菌和薄膜，水的不完全清除使得樹脂滲透固化不全，導致雜化層內網狀微滲漏的出現，影響粘結效果的長期穩定性。應用自酸蝕粘結系統粘結正畸托槽，缺少長期臨床實驗觀察，對其性能的評價不很完善。

3 濕粘結理論

酸蝕粘結技術存在著操作程序多且易受污染的不足。如何在一些易受污染的粘結環境下有效地提高托槽粘結的效率和成功率，是每個正畸醫生都感興趣的課題。濕粘結理論是由Nakabayashi提出來的，是牙本質粘結的重要理論。經酸蝕脫礦的牙本質在強烈而持久的干燥氣流下易塌陷而使牙本質小管口關閉，導致粘結強度降低，因此牙本質保持一定的含水量避免了基質崩塌，維持膠原基質的疏松結構，使牙本質小管處于開放的狀態。第四代牙本質粘結劑通常溶于乙醇或丙酮類親水性溶劑，此類溶劑分子可將牙本質表面膠原網狀結構中的水分子置換出來，粘結劑中的兩歧性單體親水性基團一端，與濕性牙本質有較好的相容性，進入牙本質小管進行網狀聚合;疏水性基團一端與樹脂進行聚合效應[7]。涂布此類粘結劑后必須用微風干燥，僅僅使處理劑中的溶劑揮發，留下活性單體與粘結面。濕性粘結法因粘結劑單體與牙本質基質的充分接觸大大增加了修復材料的粘結強度。不少正畸學者指出，托槽粘結強度的大小主要取決于粘結面積，粘結材料的滲透能力愈強，就越容易滲入到酸蝕后牙釉質表面所形成的不規則小孔深部，形成樹脂突，它的固位作用就越強，粘結強度就越大。口腔有大量的唾液生成和存在，酸蝕后干燥的釉質表面在此濕潤的環境下會再次受潮，有水分子滲入到里面。在其表面涂親水性的底漆，底漆能很容易地與其中的水分混溶，含有的有效單體滲入釉質中，然后輕吹牙面，底漆中所含的揮發性溶劑帶著水分揮發，最終釉質結合了底漆中的表面活性單體，此時再涂疏水性粘結劑，由于粘結劑與表面活性單體都是甲基丙烯酸酯類有機物，互溶性好，因而粘結劑也能滲入到釉質中，與釉質形成緊密的接觸[8]。3M公司的Transbond MP耐濕性處理液就是此類粘結劑。但如果水分過多而未能充分被單體置換，則會影響粘結強度。

科技的發展使得正畸臨床操作簡便、省時，也使患者受益不淺，正畸事業才能蓬勃發展。

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(收稿日期:2010-03-08)