樹脂牙本質(zhì)粘接在根管充填治療中的應用和展望

凌均棨 林正梅 房俊艷 麥穗

（中山大學光華口腔醫(yī)學院·附屬口腔醫(yī)院 牙體牙髓科，廣州 510055）

樹脂牙本質(zhì)粘接在根管充填治療中的應用和展望

凌均棨 林正梅 房俊艷 麥穗

（中山大學光華口腔醫(yī)學院·附屬口腔醫(yī)院 牙體牙髓科，廣州 510055）

粘接性根管充填材料的應用是根管充填的發(fā)展趨勢，研發(fā)具有粘接性的核心充填材料和封閉劑，使充填材料和根管形成整體是根管充填材料的發(fā)展方向。本文就樹脂牙本質(zhì)粘接在根管充填治療中的應用進行綜述。

牙膠； 封閉劑； 粘接劑； 聚合收縮； 雙酚-A-雙甲基丙烯酸縮水甘油酯

良好的封閉性能是根管充填材料的重要特點之一。傳統(tǒng)的根管充填材料是以聚異戊二烯為基本結構的牙膠類材料，至今仍在臨床廣泛應用。但是，牙膠沒有粘接性，根管充填后在牙膠、封閉劑及根管壁之間存在間隙，可以產(chǎn)生微滲漏，是影響根管治療成功的主要因素之一，也是學者們致力解決的問題。“monoblock”概念由Shipper和Trope等學者首先提出，強調(diào)根管充填材料與根管壁牙本質(zhì)之間形成“一體化”結構，即充填體和牙根融為一個整體。從材料學的角度，這一概念表現(xiàn)為材料與根管壁之間形成彌散性的無結合界面的粘接，從而降低根管微滲漏；同時，根管充填材料應具有增強預備后牙體抗力形的作用。在這一理論指導下，源于冠方牙本質(zhì)樹脂粘接原理的樹脂類根管充填材料由于具有粘接性能，在根管治療中具有廣闊的應用前景。

1 樹脂類根管充填體系的應用

1.1 根管核心充填材料

自采用牙膠作為根管充填材料以來，牙膠在牙髓治療中已應用百余年[1]。牙膠具有理化惰性，硬度低且無粘接性，在壓力作用下易產(chǎn)生移位，可導致充填后的根管內(nèi)形成間隙，產(chǎn)生微滲漏。因此，改進牙膠的表面結構和研制新的根管充填材料成為材料學的發(fā)展趨勢。Haschke[2]將含羥基封端的聚丁二烯和二異氰酸酯樹脂覆蓋在牙膠表面以改變牙膠的惰性，通過起橋梁作用的二異氰酸酯，將疏水性的由聚異戊二烯構成的牙膠與親水性的甲基丙烯酸酯封閉劑連接起來，提高界面的結合力，以降低微滲漏。這一技術改革已獲得美國專利（專利號2004-0202986）。2004年，美國Pentron公司首次推出具有粘接性的樹脂類根管核心充填材料Resilon，亦稱RealSeal軟樹脂材料，目前歐美等發(fā)達國家已開始應用于臨床。Resilon是一種以聚己酸內(nèi)酯為基質(zhì)的熱塑性聚酯類聚合物，樹脂尖的型號和大小與標準牙膠尖一致。該材料可用常規(guī)的充填方法如側壓充填、熱充填等進行根管充填；其再處理特性也與牙膠相似，可溶于氯仿溶劑，或配以手動、機動器械，亦可采用熱處理法取出材料[3]。Resilon改變了樹脂膠的惰性結構，使含極性酯基結構單元（Coo-）和雙功能單體（雙甲基丙烯酸）的核心材料與樹脂類封閉劑（Epiphany和Epiphany SE等）產(chǎn)生相互作用而緊密結合，同時Epiphany等與根管牙本質(zhì)粘接而形成Resilon-Epiphany-牙本質(zhì)的一體化結構，可增強牙根抗折性，降低微滲漏；因此，該材料有取代牙膠充填系統(tǒng)的趨勢[4-5]。但聚己酸內(nèi)酯為生物可降解聚合物，在堿性液、生物酶等物質(zhì)中酯鏈可降解，這一缺點影響其穩(wěn)定性[6]，限制了它在臨床的廣泛應用。

本課題組[7-8]以熱塑性聚烯烴彈性體（thermoplastic elastomer，TPE）和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（ethylene vinyl acetate，EVA）為主要有機成分，以羥磷灰石、納米尺寸的氣相二氧化硅及硫酸鋇為主要填充劑，并對無機填料進行篩選和優(yōu)化，制備出熱塑性的新型樹脂根管核心充填材料（new resinbased root canal filling material，NRCFM）。TPE是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性、在常溫下顯示橡膠高彈性、在高溫下又能塑化成型的高分子材料，也是繼天然橡膠、合成橡膠之后的第3代橡膠[9]，其物理特點使NRCFM具有牙膠優(yōu)良的性能特點。EVA是一種由非極性的乙烯單體與極性的乙酸乙烯酯單體共聚而成的熱塑性樹脂。一方面，利用EVA中非極性的聚乙烯結構單元與非極性的TPE結構類似的特點，可使EVA與TPE間有較好的相容性；另一方面，利用EVA的極性酯基結構與極性無機充填材料間的極性相似原理，可使EVA與無機充填材料和根管壁間產(chǎn)生較好的粘接作用。此外EVA還含有封閉劑中的苯環(huán)和酯基結構，使之具備與封閉劑相互粘接的結構基礎。EVA的加入將TPE與無機充填材料、核心材料與根管封閉劑連為一體，賦予新型根管充填材料良好的粘接性能。

1.2 封閉劑

根管治療中，根管封閉劑在密閉根管系統(tǒng)、包埋殘余的牙髓和細菌、充填不規(guī)則區(qū)域等方面起重要作用。與根管核心充填材料相比，封閉劑更多地與根尖周組織直接或間接接觸，因此應具有良好的密閉性和生物相容性。

目前臨床上使用的樹脂封閉劑主要是環(huán)氧樹脂類（AH 26、AH Plus）和甲基丙烯酸酯類（EndoREZ、Epiphany等）。環(huán)氧樹脂類封閉劑雖能與牙本質(zhì)形成良好粘接，但與牙膠尖之間的惰性結合使其無法避免牙膠尖與封閉劑界面的微滲漏。與之相比，甲基丙烯酸酯類封閉劑因同時具有與根管壁和核心充填材料的粘接性并具有形成混合層的潛能而存在廣闊的發(fā)展空間。近年來，甲基丙烯酸酯類單體，即雙酚-A-雙甲基丙烯酸縮水甘油酯（bisphenol A glycidyl methacrylate，Bis-GMA）成為研制樹脂型的根管封閉劑的發(fā)展方向。

最早的甲基丙烯酸酯類根管充填材料Hydron出現(xiàn)于20世紀70年代中期，是一種親水性、可塑形的以甲基丙烯酸羥基乙酯（2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA）為主要成分的橡膠體，但因相繼的實驗室研究顯示其理化性能、生物相容性及臨床效果均欠佳而逐漸退出臨床[10-11]。進入21世紀，新型甲基丙烯酸酯封閉劑由無酸蝕型的第2代封閉劑（EndoREZ）逐漸發(fā)展至第3代兩步法自酸蝕封閉劑（Epiphany，類似第6代粘接劑）和第4代一步法自酸蝕封閉劑（MetaSeal、Epiphany SE等，類似第7代粘接劑）[12-13]。第2代無酸蝕型樹脂類封閉劑如EndoREZ是一種雙固化型X射線阻射的親水性甲基丙烯酸酯類封閉劑，可利用固化加速劑加速固化[14]。在與NaClO和乙二胺四乙酸、依地酸配合使用去除玷污層后，EndoREZ能進入側副根管和牙本質(zhì)小管形成樹脂突，利于固位和封閉[15]。EndoREZ可與傳統(tǒng)牙膠尖或特制的樹脂覆蓋EndoREZ牙膠尖共同使用，但與傳統(tǒng)牙膠尖共同使用時粘接力較低[16]。

自酸蝕牙本質(zhì)粘接劑的產(chǎn)生同時推動了樹脂類封閉劑的發(fā)展。第3代和第4代樹脂類封閉劑均屬于自酸蝕型封閉劑。第3代自酸蝕封閉劑包括自酸蝕引發(fā)劑和雙固化的樹脂復合體根管封閉劑。自酸蝕引發(fā)劑滲透穿過玷污層并使其下方的正常牙本質(zhì)脫礦，含填料的流動性樹脂復合體封閉劑隨即滲入形成混合層。第3代自酸蝕型樹脂類封閉劑有FiberFill RCS、Epiphany、RealSeal和Smart。這些自酸蝕引發(fā)劑均以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（2-acrylamido-2-methylp-propanesulfonic acid，AMPS）作為功能性酸性單體[17]，其中的樹脂溶劑乙氧基雙酚-A-甲基丙烯酸酯（ethoxylated bisphenol-A-dimethacrylate，EBPADMA）用于調(diào)節(jié)封閉劑的黏度。

第4代樹脂類封閉劑將酸性單體與樹脂復合體封閉劑混合為一體，酸蝕和粘接的步驟合二為一，簡化了操作步驟，其代表產(chǎn)品有MetaSeal和RealSeal SE。這類封閉劑中的酸性單體4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐（4-methacryloyloxyethyl trimellitate anhydride，4-META）使其具有酸蝕性和親水性，并促進單體滲透進入牙本質(zhì)聚合后形成混合層，賦予該封閉劑同時與根方牙本質(zhì)和核心充填材料均形成混合層的功能。Hybrid Bond Seal是與MetaSeal相似的在日本上市的另一產(chǎn)品，與非粘接性環(huán)氧樹脂類封閉劑具有相似的封閉能力。4-META作為酸性單體在根管封閉劑的應用同樣可見于可注射的一體式根管充填材料Endoresin-2中。此外，粉液型的根管封閉劑SuperBond RC Sealer的多聚粉劑與Super-Bond C&B Resin含有相同的成分，與傳統(tǒng)根管封閉劑有相似的封閉性能。RealSeal SE是RealSeal的簡化，用4-META作為酸性樹脂單體，可與Resilon核心材料采用側方加壓或熱垂直加壓技術進行根管充填，也可與近年來推出的RealSeal 1配合使用。

隨后的研究發(fā)現(xiàn)，甲基丙烯酸酯類樹脂封閉劑存在較多不足。聚合收縮是影響根尖封閉性的重要因素之一，樹脂單體在聚合過程中不可避免會發(fā)生體積收縮，在封閉劑與牙體組織界面間產(chǎn)生間隙，引發(fā)微滲漏[18]。Paqué等[19]對Gutta-percha/AH Plus和Resilon/Epiphany進行短期和長期封閉性能檢測，結果顯示：2種充填系統(tǒng)短期的根尖封閉性無明顯差異，但16個月后后者的滲漏量明顯高于前者。良好的生物相容性是封閉劑應用于臨床的前提。Susini等[20]通過比較Resilon/Epiphany、Gutta-percha/Roekoseal Automix和Gutta-percha/Sealite的細胞毒性，發(fā)現(xiàn)Resilon/Epiphany系統(tǒng)的毒性最大，其毒性主要來自Epiphany，與Epiphany中未聚合單體的滲出相關。

樹脂封閉劑與核心充填材料及牙體組織的粘接是樹脂類根管充填材料的研究熱點，盡管樹脂根管充填體系Resilon/Epiphany有取代Gutta-percha/AH Plus體系的趨勢，但研究[21-22]顯示：Epiphany與牙本質(zhì)、Resilon的粘接強度較弱，聚己酸內(nèi)酯不能與甲基丙烯酸酯單體形成良好的化學粘接。

為了提高封閉劑的界面完整性，學者們提出增大單體分子量和降低雙鍵含量的方法，以降低聚合收縮、提高單體轉化率、減少殘留單體滲出。Khatri等[23]制備了帶烷基氨基甲酸酯取代基的Bis-GMA新單體，Ge等[24]合成了帶有大取代基團的雙甲基丙烯酸酯類新單體。本課題組針對臨床存在的封閉劑聚合收縮大的問題，對現(xiàn)有封閉劑的主要單體Bis-GMA進行改性，合成一種相對分子質(zhì)量為634、分子體積較大的雙甲基丙烯酸酯類新單體。利用合成的新單體作為封閉劑主體基質(zhì)成分，配以稀釋劑和填料，通過優(yōu)化配比研制出低收縮、理化性能優(yōu)良的新型甲基丙烯酸酯類封閉劑（new resin root canal sealer，NRCS）。

經(jīng)驗證，新型樹脂根管充填體系NRCFM-NRCS呈現(xiàn)出良好的理化穩(wěn)定性、生物相容性和臨床操作性能，符合牙科材料生物學評價國際標準ISO 7405和中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準YY/T 0268-2001的有關要求。經(jīng)粘接性和微滲漏試驗檢測，NRCFMNRCS界面粘接力達到2.860 4MPa，根管壁和封閉劑粘接界面、核心充填材料和封閉劑粘接界面均保持良好的粘接，其抗微滲漏性能優(yōu)于Gutta-percha/AH plus及Resilon/Epiphany根管充填體系。

2 樹脂牙本質(zhì)粘接耐久性的研究

根管充填的粘接概念源自于冠方樹脂牙本質(zhì)粘接的研究，因此關于冠方樹脂牙本質(zhì)粘接耐久性的研究對根方根管封閉劑樹脂牙本質(zhì)粘接同樣有直接的啟迪和推動作用。

影響樹脂牙本質(zhì)界面粘接耐久性的因素有以下幾種。1）聚合收縮的存在。粘接劑聚合過程中單體C=C斷裂形成新的C-C和共價鍵，使分子間距離減小，粘接界面應力分布不均勻，粘接性能下降引發(fā)微滲漏。2）牙本質(zhì)小管表面及空氣中氧分子的存在可抑制單體自由基的聚合，形成固化物表面的氧阻聚層，影響粘接。3）牙本質(zhì)粘接劑中親水性單體的水吸收導致樹脂牙本質(zhì)粘接界面機械穩(wěn)定性能下降和快速降解。4）內(nèi)源性水解酶如牙本質(zhì)基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2、3、8、9等可降解膠原纖維，破壞混合層，甚至與粘接劑形成間隙，導致粘接失敗。

針對以上問題，學者們積極探討，采用不同方法以提高粘接界面的耐久性。Carrilho等[25]將蛋白酶抑制劑氯己定（chlorhexidine，CHX）應用至粘接過程，降低MMP對混合層膠原纖維的降解，保護粘接界面的完整性，延長樹脂-牙本質(zhì)粘接修復的壽命。粘接劑中含有較多親水性單體，亦可導致吸水溶解；增加疏水基團可降低粘接劑的親水性，延長界面穩(wěn)定性。Tay等[26]應用乙醇濕粘接技術引導疏水性樹脂粘接劑與酸蝕后脫礦牙本質(zhì)的粘接，克服了親水性單體吸水分解的弱點，引導單體形成良好的滲透。

本課題組與佐治亞大學合作，將擬生態(tài)再礦化系統(tǒng)應用于樹脂牙本質(zhì)粘接，即采用擬生態(tài)再礦化系統(tǒng)模擬體液（simulated body fluid，SBF）及多聚電解質(zhì)擬生態(tài)類似物、聚丙烯酸（poly acrylic acid，PAA）和聚乙烯基膦酸（poly vinyphosphonic acid，PVPA）誘導牙本質(zhì)樹脂粘接界面的擬生態(tài)再礦化，結果顯示：擬生態(tài)再礦化對樹脂牙本質(zhì)粘接界面混合層的裸露膠原纖維和粘接劑層的潛在空隙有再礦化的潛能[27-28]。再礦化的膠原纖維再現(xiàn)了正常礦化膠原纖維磷灰石晶體的迭序排列，擬生態(tài)再礦化系統(tǒng)具有保護全酸蝕牙本質(zhì)粘接劑的樹脂牙本質(zhì)粘接界面混合層膠原纖維的作用，再礦化12個月的樣本的混合層保持完整，微拉伸粘接強度維持穩(wěn)定，具有延長粘接耐久性的作用。

3 展望

應用具有粘接性能的根管充填材料是根管充填的發(fā)展趨勢，其發(fā)展前景廣闊。對于根管充填材料，可改變牙膠基體聚異戊二烯的結構或在牙膠中增加軟樹脂成分，形成具有粘接性的改性牙膠；將疏水性單體或疏水基團引入根管封閉劑，提高單體疏水性能，抑制封閉劑吸水后的溶解，進一步提高粘接界面的長期穩(wěn)定性；增加封閉劑流動性使其充分滲入脫礦的牙本質(zhì)層形成緊密粘接，提高粘接的基礎研究水平，進一步完善粘接系統(tǒng)，為形成持久性的高強度粘接提供依據(jù)和方法。擬生態(tài)再礦化尚處于實驗研究階段，將擬生態(tài)再礦化誘導物引入牙本質(zhì)粘接系統(tǒng)及樹脂材料中的研究將為其臨床應用奠定基礎。

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（本文編輯 胡興戎）

App lication and prospect on the resin-dentin adhesion in the root canal therapy

LING Jun-qi,LIN Zhengmei,FANG Jun-yan,MAI Sui.（Dept.of Conservative Dentistry and Endodontics,Guanghua School of Stomatology, Sun Yat-Sen University,Guangzhou510055,China）

The application of adhesive root canal filling materials is the tendency in root canal obturation.The orientation is to develop the adhesive core material and sealer making a whole structure.In this review,we summarized the researches on the resin-dentin adhesion in the root canal obturation.

gutta-percha； sealer； adhesive； polymerization； bisphenol A glycidyl methacrylate

R 781.05

A

10.3969/j.issn.1000-1182.2011.01.001

1000－1182（2011）01－0001-04

2010-03-23；

2010-10-20

凌均棨（1953—），女，四川人，教授，博士

凌均棨，Tel：020-83862621

·臨床研究·