硅烷偶聯劑對瓷面及金屬托槽粘接強度的影響

硅烷偶聯劑對瓷面及金屬托槽粘接強度的影響

網絡出版時間：2015-09-11網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20150911.2317.056.html

楊航

(貴陽市口腔醫院, 貴州 貴陽550002)

[摘要]目的： 研究硅烷偶聯劑(CP)對瓷面及金屬托槽黏接強度的影響。方法： 將100個表面光滑的烤瓷試件按照不同的瓷面處理(噴砂、打磨、氫氟酸酸蝕、磷酸酸蝕、未處理)分為5組，再根據是否使用CP再將各組分為兩組，每個小組10個試件，采用3M UniteTM黏接劑粘接托槽，進行冷熱水溫度循環試驗，采用材料試驗機測量抗剪切強度，并記錄瓷破裂指數。結果： 甲、乙、丙三組剪切強度高于丁組合戊組，差異有統計學意義(P<0.05)；甲2、乙2和丙2瓷面抗剪切強度高于甲1、乙1和丙1，差異有統計學意義(P< 0.05)；瓷破裂指數最高、最低的組別分別為丙2組及丁1組；甲1和甲2 組、乙1和乙2 組以及丙1和丙2組比較，瓷破裂指數的差異有統計學意義(P<0.05)。結論： 對采用車針打磨、噴砂處理后的瓷面使用CP可有效的提高托槽與瓷面的粘結強度。

[關鍵詞]正畸矯正器； 硅烷偶聯劑； 瓷面； 金屬托槽； 黏接強度

[中圖分類號]R783.1

Effects of Silane Coupling Agent on Bonding Strength

of Metal Brackets to Ceramic Surfaces

YANG Hang

(StomatologyHospitalofGuiyangCity,Guiyang550002,Guizhou,china)

Abstract[] Objective: To observe the effects of silane coupling agent (CP) on bonding strength of metal brackets to ceramic surfaces. Methods: One hundred smooth ceramic specimens were divided into 5 groups according to different preparation methods (group A: sandblasting, group B: polishing, group C: hydrofluoric acid pickling, group D: phosphoric acid pickling, group E: untreated). Each group was divided into two groups: with (group 2) or without (group 1) the use of CP (10 specimens in each group). Brackets were bonded to specimens in each group by using 3M Unite TM adhesives. After that, the temperature cycle of cooling bath (5°) and hot bath (55°) was carried out. Shear bond strength (SBS) was tested and compared among different groups. The porcelain fracture rate was recorded. Results: SBS in group A, B and C was higher than that in group D and E (P<0.05). With the use of CP, SBS were greatly enhanced, and the differences were statistically significant (P<0.05). Porcelain fracture rate of group C 2 was the highest, and Porcelain fracture rate of group D 1 was the lowest. Conclusions: The bonding strength of brackets to ceramic surfaces can be improved effectively with the use of CP.

[Key words] onthodontio appliances; silane coupling agent; ceramic surface; metal brackets; shear bond strength

伴隨著烤瓷修復體在臨床上的普遍使用，成年人中正畸患者的比例不斷增加[1]。正畸固定矯治器的重要組成部分就是粘接托槽，矯正的效果與粘接的強度存在著緊密的關系。硅烷偶聯劑(CP)已廣泛應用于瓷表面以及對硅酸鹽系全瓷材料的粘接面處理上，可增加瓷面與樹脂粘接劑的結合強度[2]。本實驗旨在對硅烷偶聯劑(CP)對瓷面及金屬托槽黏接強度的影響進行研究，現報告如下。

1資料與方法

1.1一般材料與設備

VMK95瓷粉、VITA Algent釉粉、釉液、將軍雙筆式精密噴砂機、9.6%氫氟酸、松風金剛砂車針F16R[3]、CP、3M UniteTM黏接劑[4]、電熱恒溫水浴鍋、萬能材料實驗機。

1.2實驗步驟

1.2.1制備烤瓷試件將Vita VMK95瓷粉以及蒸餾水進行有效攪拌之后，將其在VB烤瓷鋼一端進行后置,瓷面制成平面后，按照相關的流程進行燒烤，同時上釉。選取100個表面比較光滑的試件進行備用，全部的試件由同一技術人員制作完成。

1.2.2分組按照瓷面處理方式的不同，將烤瓷試件隨機分成5組，甲組為50 mL的氧化鋁微粒在2.5磅壓力下進行噴砂處理3 s，乙組為金剛砂車針打磨直到釉質沒有光澤，丙組為9.6%氫氟酸(HF)進行酸蝕3 min，丁組為37%磷酸進行酸蝕1 min，戊組為未處理組。按照是否使用CP，再將各組分為兩組，每個小組10個試件，見表1。

表1　100個烤瓷試件分組及處理

1.2.3托槽粘接每個烤瓷試件的烤瓷面在進行處理以后，都需要采用無油水氣沖洗15 s，壓縮空氣吹干20 s。CP組在瓷面上需均勻的涂布一層CP之后，采用壓縮空氣將其吹成薄層，在30 s后進行托槽的粘接。托槽的粘接過程中，嚴格的按照要求進行黏接劑的調拌，粘接后輕輕的按壓，直到槽底板與烤瓷的表面均勻接觸，對托槽附近溢出的粘接材料進行有效清除。以上操作均由同一個醫師在室溫下進行。在進行粘接后10 min內，烤瓷試件放置在37 ℃恒溫水箱中，水浴24 h，在進行冷熱水溫度循環實驗時，須在5 ℃和55 ℃水浴箱中進行,各個水浴箱中停留30 s，1 min為1個循環周期，循環1 000次。

1.2.4金屬托槽與瓷面粘接抗剪切強度試件被取出后，采用材料實驗機對其進行抗剪切強度的檢測，采用夾具對試件進行固定，使托槽的槽溝與桌面保持平行。實驗機的運動臂將剪切刀刃進行固定，確保剪切刀刃根據托槽翼[4]，剪切方向與托槽的槽溝保持垂直。以1 mm/min速度勻速向下進行剪切，直至托槽被剪下。托槽在脫落的過程中,剪切力值/托底板面積=抗剪切強度。

1.2.5瓷破裂指數試件被破壞以后，要采用10倍放大鏡對瓷面的破壞程度進行認真的觀察，并對瓷破裂指數進行有效的記錄。瓷破裂指數為0時，瓷面的完整性或者是與粘接前進行比較沒有明顯的變化；當瓷破裂指數為1時，瓷面的破壞主要集中在釉質表層[5]以及瓷表面上；當破裂指數為2時，瓷面的外形存在明顯的破壞程度，需要采用復合樹脂修復、重新更換修復體進行修復；當破裂指數為3時，瓷面被破壞程度更明顯，且金屬冠會直接暴露出來。

1.3統計學處理

采用SPSS 17.0軟件進行有效的統計分析,采用SNK進行檢驗，P< 0.05表明差異具有統計學意義。

2結果

2.1金屬托槽與瓷面粘接抗剪切強度

丁1組與戊1組在進行冷熱循環實驗的過程中托槽會馬上脫落，甲、乙、丙組瓷面處理方法剪切強度高于丁、戊組，差異有統計學意義(P< 0.05)。甲2、乙2和丙2瓷面抗剪切強度高于甲1、乙1和丙1，差異有統計學意義(P< 0.05)。見表2。

2.2托槽脫落后瓷破裂指數

瓷破裂指數最高、最低的組別分別為丙2組及丁1組；甲1和甲2 組、乙1和乙2 組、丙1和丙2組比較，瓷破裂指數的差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

3討論

在對托槽進行臨床粘接的過程中，瓷表面的處理要經過打磨、酸蝕以及CP處理等方式。本研究通過CP作為紐帶作用，使無機陶瓷與有機樹脂之間形成化學結合。CP為預水解型，其化學穩定性存在局限性[6]，必須要將水解反應的速度與效率進行很好的控制，才能延長其使用期限；此種偶聯劑活性中的單體成分的濃度相對比較低，單一的化學連接不能滿足臨床的相關要求。有研究顯示，將偶聯劑與HF酸蝕聯合使用，可有效彌補偶聯劑在化學連接中存在的不足。有研究發現，CP對磷酸處理的瓷表面的效果不顯著，而其與HF酸蝕進行結合使用后，可使瓷與樹脂粘接的表面密合度得到有效的提高。本研究中，HF進行酸蝕以后，瓷面的均勻程度比較一致，機械固位力也是最大的，CP使用后,其粘結強度達到最大，但是因為托槽在進行粘接的過程中，瓷面的處理必須在口內進行，而HF毒性較大，如若處理的不當，就會發生醫源性損傷，因此在口內進行使用的過程中必須要小心謹慎。

表2　金屬托槽與瓷面粘接抗剪切強度

(1)與甲1比較， P<0.05； (2)與乙1比較， P<0.05； (3)與丙1比較， P<0.05

瓷表面的處理是對樹脂與瓷面粘結強度的關鍵性因素。本研究丁1組與戊1組的樣本在進行冷熱循環試驗的過程中，出現全部脫落的現象，磷酸處理的瓷表面與瓷面沒有處理的粘結強度過小，所以要必須要對瓷面進行相關形式的預處理。過去的研究中顯示，足夠的正畸力會產生剪切應力6～8 MPa，通過采用CP進行瓷面的處理以后，磷酸處理與沒有處理的剪切強度都有著明顯的提高，但是還沒有達到臨床標準的粘結強度，CP與瓷面、樹脂之間產生的化學固位力顯示不足。

磨除瓷釉質表面與噴砂處理瓷面有利于表面粗糙度的增加，從而形成微孔，與樹脂粘結劑之間形成有效的機械內鎖作用，促進粘接強度的不斷增加。本研究中噴砂組的抗剪切強度要明顯高于金剛砂車針組，與沒有使用CP組進行比較，存在明顯差異，但是只依靠微機械固位則不能達到臨床要求。本研究中，在CP使用以后，金剛砂車針打磨處理組與噴砂處理組中的粘接強度能夠有效的滿足臨床中的相關要求，與沒有使用CP組進行比較存在差異。臨床中，金剛砂車針打磨與噴砂處理瓷面的方法比較簡單，再將CP的使用有效結合，可實現粘結強度達到滿意的程度。

綜上所述，對瓷面采用車針打磨與噴砂處理后，再使用CP，可有效的提高托槽與瓷面粘結強度。

4參考文獻

[1] 余濤.不同表面處理方法對金屬托槽與不同瓷修復體黏結強度影響的研究[D].西安：第四軍醫大學, 2010.

[2] 米宇菁.不同表面處理方式對金屬托槽與瓷面粘結效果的影響[D].山西：山西醫科大學, 2011.

[3] 米宇菁,馮云霞,鮑萍萍，等.不同表面處理方式對金屬托槽與瓷面黏結效果的影響[J].山西醫藥雜志, 2013(13):750-751.

[4] 余濤,王瑾,曹軍，等.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[J].中國美容醫學, 2012(4):609-611.

[5] 關玲,彭惠,柳宏志，等.金屬托槽與復合樹脂修復材料黏結抗剪切強度的實驗研究[J].山西：黑龍江醫藥科學, 2010(4):3-4.

[6] 王春華.瓷修復體與金屬托槽粘接強度的實驗研究[D].山西：哈爾濱醫科大學, 2011.

[7] 王春曄,邵玶,趙媛，等.瓷修復體與金屬托槽粘接強度的實驗研究[J].中國美容醫學, 2012(2):257-260.

(2015-04-03收稿，2015-08-17修回)

中文編輯： 文箐潁； 英文編輯： 周凌