聯合偶聯劑表面處理對金屬托槽與不同瓷修復體黏結強度影響的研究

余濤 王瑾 曹軍

[摘要]目的：研究四種表面處理方法對三種陶瓷修復體表面處理后與金屬托槽間黏結強度的影響。方法：三種不同的瓷粉制作試件并隨機分成四個處理組：①酸蝕；②噴砂；③噴砂+偶聯劑；④酸蝕+偶聯劑。在各組試件表面處理后黏結金屬托槽并測量其黏結剪切強度。結果：①經統計學分析，無論對于噴砂還是酸蝕，結合硅烷偶聯劑處理后都能顯著地提高托槽與瓷修復體表面的黏結強度（P<0.05）；而且這種經偶聯劑輔助處理后黏結強度提高的特點，是不因為瓷修復體的材料的不同而有顯著的差異性的（P>0.05）；②酸蝕不同于噴砂，單獨處理時達不到臨床托槽黏結強度要求，而結合硅烷偶聯劑后，其黏結強度有顯著的提高（P <0.05）；③同一處理方法對不同的陶瓷修復體其黏結剪切強度無統計學差異（P>0.05）。結論：偶聯劑作為一種輔助處理措施，可以提高噴砂或酸蝕處理后托槽與瓷修復體表面的黏結強度；聯合硅烷偶聯劑處理，可使單獨應用達不到臨床托槽黏結要求的酸蝕表面處理方法，達到臨床應用要求。

[關鍵詞]陶瓷偶聯劑；瓷表面處理；剪切強度

[中圖分類號]R783.1 [文獻標識碼]A[文章編號]1008-6455（2012）04-0609-03

Effects of silane coupling agent on the shear bond strength of metal brackets to different ceramic surface porcelain surfaces

YU Tao1, WANG Jin1,CAO Jun2

(1.Department of Stomatology, The 150th Hospital of PLA Luoyang 471000,Henan,China; 2.Deparment of Orthodontics,School of Stomatology,The Fourth Military Medical University)

Abstract:ObjectiveThe effects of various surface preparation methods with coupling agent on the shear bond strength of orthodontic brackets bonded to different ceramic surfaces.MethodsThree kinds of porcelain restoration materials were sampled and produced into specimens. Each material specimens was divided into 4 groups according to the preparation method: SB,HF,SB+CPand HF+CP. Shear bond strength (SBS) was tested and compared to the different groups.ResultsThe results shows that silane coupling agent (CP),which was used as an auxiliary measures for surface treatment, can enhance the SBS either SB or HF significantly (P<0.05), and the characteristics of CP at this point do not depend on the kind of ceramic restoration material (P>0.05). the CP combined with HF surface treatment can improve the SBS to the clinical requirement.ConclusionThese results suggest that the CP as an auxiliary measure can result in the improvement of the SBS for the SB or HF porcelain surface treatment. The HF+CP surface treatment could increase the SBS while the HF preparation is not satisfied with the clinical requirement.

Key words：silane;surface preparation;shear bond strength

目前臨床上面對戴有陶瓷修復體的患者進行正畸治療時，大多采用噴砂、酸蝕或二者結合的辦法來提高托槽與陶瓷表面的黏結強度，本實驗研究了以上兩種表面處理結合硅烷偶聯劑對不同陶瓷材料與托槽間黏結強度的影響，為臨床應用提供一定的理論依據。

1材料和方法

1.1材料和儀器：三種陶瓷體瓷粉：硅酸鹽類陶瓷VITA VMK@95， 氧化鋁陶瓷VITA VM@7和氧化鋯陶瓷VITA VM@9（VITA Zahnfabrik,Germany）；蒸餾水；氫氟酸(Bisco,American)；可樂麗陶瓷偶聯劑(KURARAY MEDICAL INC ,Japan)；下頜前牙鑄網底型標準方絲弓托槽(杭州新亞公司)；烤瓷爐（Vita Vacumat30 Germany）；杜拉菲勒光固化復合樹脂(上海賀利氏-古莎公司)；冷熱循環儀（森日達試驗設備有限公司，天津）；AGS-500萬能材料試驗機(SHIMADZU Corp,Japan)；將軍雙筆式精密噴砂機(賀利氏古莎齒科有限公司)。

1.2 陶瓷試件的制備：將三種瓷粉與蒸餾水調拌后分別充填到高4.0 mm，直徑8 mm的活塞式模具中，用超聲波充分震蕩后用吸水面巾紙吸去水分，輕輕地推出試件置于烤瓷爐內按照各不同材料的操作標準準程序進行第一次燒結，將燒制后的瓷片打磨均勻上釉后再進行第二次燒結，放大鏡下挑選出無表面缺陷的合格試件，得到直徑6mm，高3 mm 圓盤狀瓷片試件96個，將試件用自凝樹脂包埋注入自制的模具中待用。

1.3表面粗化處理：將三種陶瓷試件隨機分成四組，每種陶瓷按照噴砂、酸蝕、噴砂+偶聯和酸蝕+偶聯四種不同的表面處理方法進行處理，具體操作過程分別如下（見表1）。

1.4黏結托槽：用杜拉菲勒光固化復合樹脂將下頜前牙金屬托槽黏結在陶瓷試件表面，手指輕輕按壓托槽底板使其與陶瓷試件面均勻穩定地接觸,探針刮除托槽四周溢出的黏結材料，使用可見光固化燈分別從陶瓷試件的上方和左右兩側進行時間為40s的光照固化，以上所有操作均由一人在室溫下操作完成。

1.5 冷熱循環：將所有黏結托槽后的陶瓷試件置于37℃恒溫水浴箱中水浴24 h,之后在溫度為5℃與55℃的循環儀中進行冷熱水溫度循環實驗,在每個水浴箱中停留時間30s,一循環周期60s,循環1000次。

1.6強度測試：用AGS-500萬能材料試驗機上一夾具固定陶瓷試件,使金屬托槽槽溝與水平面平行，剪切刀刃的剪切方向與試件表面平行。設定刀具以0.5mm/min的速度勻速向下剪切,當托槽被剪切脫落時所受到的力值會被機器自動記錄,單位為N。用游標卡尺測量出金屬托槽底板面積，單位為mm2,從而得出出抗剪切強度,單位為MPa。

1.7統計學分析：運用SPSS 14.0軟件對所得各個實驗處理組的剪切強度及標準差做多因素方差分析,用LSD-T檢驗因素分組比較，α=0.05。

2結果

結果見表2。從表2可以看出，當聯合硅烷偶聯劑作為表面處理措施時，可顯著提高單一使用噴砂或酸蝕處理后的托槽黏結強度（P<0.05），但該特點不因為陶瓷材料的不同而有顯著差異（P>0.05）。

3討論

3.1 目前噴砂或酸蝕處理都是通過粗化平整光滑的陶瓷表面，形成不規則的微觀裂孔和倒凹，增加了陶瓷表面的粗糙度，從而提高黏結劑和陶瓷的黏結性能[1-3]。而聯合偶聯劑進行陶瓷表面處理，其作用在于硅烷偶聯劑的分子一端為可聚合的甲基丙烯酸酯基團,能與樹脂中的機質發生共聚反應,另一端含有水解的硅氧基團,能與瓷表面吸附的水形成Si-O鍵,從而將瓷與樹脂牢固的結合在一起,繼而獲得較大的黏結強度。[4-5]。也有研究表明偶聯劑還可以通過潤濕陶瓷表面，促使樹脂更深更完全地穿透陶瓷表面微孔來輔助提高黏結強度[6-7]。

3.2 盡管該實驗中VITA VM@7和VITA VM@9 均比V ITA VMK@95具有更高的密度，更小的晶體體積和更高的硬度，但由于陶瓷體瓷屬于飾瓷材料，其主要成分仍屬于傳統烤瓷材料中的長石類結構和組成，作用是堆塑成形于氧化鋁或氧化鋯內冠的外部形態，與內核的材料組成有著明顯的不同，所以當同一種處理方法作用于不同陶瓷材料時結果顯示出了黏結接強度沒有統計學差異。

3.3 文獻研究表明，有效正畸黏結強度為6～8Mpa[8-9]。本試驗中僅以噴砂處理后托槽的黏結強度均可達到臨床應用要求，若再采取偶聯劑輔助處理，雖然黏結強度有了顯著提高，但是將會增加治療結束后去除托槽時修復體表面破碎的風險。而當采用酸蝕處理后的黏結強度均未達到臨床應用的要求，此時若采用對酸蝕聯合偶聯劑處理是適宜的。另外，本實驗還發現噴砂+偶聯和酸蝕+偶聯的黏接強度明顯高于噴砂組和酸蝕組(P<0.05)，而且前兩組之間的黏結強度在經過統計學上分析后也有顯著差異(P<0.05)，說明結合偶聯劑處理是可以增強金屬托槽與陶瓷表面之間的黏結強度。

3.4 本研究的獨到之處在于當正畸醫生對不同材料的陶瓷修復體時可以不必過多的考慮因材料本身的不同而去選擇針對性的表面處理方法。而在去除托槽后如何恢復陶瓷體表面的光潔度則是下一步需要進行的研究內容，因此以上實驗結果的分析具有一定的臨床應用指導意義，

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[收稿日期]2011-11-17[修回日期]2012-01-28

編輯/張惠娟