影響玻璃離子與復合樹脂粘結強度的因素分析 *

黃琛琛 夏 巖

安徽醫學高等專科學校口腔醫學系，安徽省合肥市 230062

復合樹脂和玻璃離子聯合修復牙體缺損的三明治技術，自1985年由Mclean提出的后，被廣泛應用于臨床。1992年Knibbs又提出以三明治技術修復累及根面的二類洞，即首先用玻璃離子體修復二類洞根面部分，然后用復合樹脂粘結技術修復二類洞鄰面和咬合面其他部分。即三明治修復技術有封閉式和開放式兩種。與一類洞相比，在開放式二類洞的充填中，玻璃離子與樹脂缺少洞壁的約束，在剪切力的作用下，存在水平脫位的可能性。所以傳統洞型的制備中，二類洞會制備鷲尾以增強固位力。但是隨著樹脂材料粘結性能的不斷提高，樹脂充填的洞型對固位力的要求越來越低，醫生非常信任來自粘結劑的粘結力，尤其是樹脂材料與牙釉質之間可以形成非常牢固的粘結力。但是在三明治技術中，還存在一個樹脂與玻璃離子的粘結界面，此粘結面受力后會否發生斷裂？不同種類的材料相互作用最終可能會產生不同的結果。本文希望通過實驗，確定玻璃離子—粘接劑—復合樹脂配伍中粘結面粘結力更優者，進一步完善三明治技術的理論基礎，為臨床充填方法和充填材料的選擇提供參考和依據。

1 材料和方法

1.1 實驗材料 具體材料見表1。

1.2 實驗儀器 HP-500N高精度數顯拉壓力測試儀(樂清市艾德堡儀器有限公司)，LED 光固化機(EliparTM 2500，3M-ESPE，美國)。

表1 實驗用材料名稱及文中代號

1.3 實驗方法

1.3.1 樣本制備：以印模膏為模具，制作1cm×1cm×1cm的樹脂塊70個，每個樹脂塊中心制備1mm×2mm×2mm的方孔，隨機分7組，每組10個。其中5組方孔內，充填G1，1組孔內充填G2，1組孔內充填G3。材料均按照產品說明說進行調拌，并用充填器充滿窩洞，洞口用玻璃板壓平，去除飛邊。

1.3.2 粘結樣本制備：分別對每個試件的玻璃離子表面進行處理：使用E酸蝕20s，蒸餾水沖洗20s，吹干后，小毛刷涂粘結劑10s，輕吹5s，光照20s。在玻璃離子表面放置中心孔徑為1mm×2mm，厚3mm的聚四氟乙烯對分模具，中心鏤空處應正對玻璃離子表面，分組充填復合樹脂，光固化30s后拆除模具，再光照10s。其中4組G1使用B2粘結劑，分別同四種復合樹脂進行粘結；其他3組樣本使用B1粘結劑與同一種樹脂進行粘結。固化完全后，外觀為突出于自凝樹脂表面的1mm×2mm×3mm的樹脂立方體。所有試件完成制作后，均放入37℃恒溫蒸餾水中浸泡24h，逐一取出做剪切力粘結強度測試。

1.3.3 剪切粘結強度測試：將粘結樣本分別以配套夾具固定于壓力測試儀上加載負荷，沖壓頭下降速度為1mm/min，記錄試件切斷時力的最大值。按以下公式計算：各試件的剪切粘結強度(MPa)=P/S(式中P為施加的最大載荷，單位：N；S為粘結面積，單位：mm2)

1.4 統計學方法 應用SPSS17.0統計分析軟件，計算樣本均數和標準差，對不同三明治組合的剪切粘結強度進行單因素方差分析，兩兩比較用t檢驗，檢驗水準α=0.05。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同樹脂對粘結強度的影響 使用同樣的玻璃離子和粘結劑，分別與四種復合樹脂配伍使用時，粘結強度測試結果顯示:4組剪切力兩兩比較均無顯著差異(P>0.05)。見表2。

2.2 不同玻璃離子，對粘結強度的影響 分別以三種玻璃離子，與同種粘結劑和樹脂配伍，結果顯示，G1+B1+C3組同另外2組粘結強度均有顯著差異(P<0.05)，G2+B1+C3和G3+B1+C3組差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表2 不同樹脂組別剪切力對比

表3 不同玻璃離子組別剪切力對比

2.3 不同粘結劑對粘結強度的影響 上述兩組數據中，將兩種粘結劑與相同玻璃離子和樹脂配伍后的剪切力進行比較，結果顯示粘結強度有顯著差異(P<0.05) 。在本實驗中，表現出最大粘結強度的是G1+B2+C4組試件。

3 討論

玻璃離子、粘結劑和復合樹脂是構成三明治技術的材料三要素，三種材料的性能無疑都會對最終充填體的強度產生影響。本研究選用了三種玻璃離子，兩種粘結劑及四種復合樹脂進行配伍，對各試件粘結面的剪切粘結強度進行比較，發現各組樹脂對粘結強度的影響無顯著差異，而不同玻璃離子和粘結劑對粘結強度的影響存在顯著差異。以往研究粘結劑和復合樹脂配伍的文獻中，有提到不同樹脂的粘結強度有顯著差異[1]。分析原因，前文獻中研究的是樹脂與牙體組織粘結，在粘結面積更大的情況下[2]測得的剪切強度值仍明顯高于本實驗所測數值，雖然樹脂品牌不盡相同，仍可以推測樹脂通過粘結劑與牙面的粘結比與玻璃離子的粘結要牢固得多。在此類樹脂粘結于牙面的實驗中，斷面多位于粘結劑與樹脂的界面，也有斷于樹脂內聚層者。而本實驗研究的是玻璃離子與樹脂的粘結力，受剪切力作用，斷面多在玻璃離子與粘結劑的交界面，也可見斷于玻璃離子內部者，而鮮有斷于樹脂內聚層者。故實驗目的和設計不同，實驗結果亦有不同。

玻璃離子是以二氧化硅、三氧化二鋁、氟化鈣等為主要成分的粉劑與聚丙烯酸溶液調制而成的水門汀，因其具有一定的粘結強度、釋氟防齲能力及溫和的生物相容性而廣泛應用于牙體充填和修復。玻璃離子材料在半個多世紀的進化過程中，各項性能不斷改進，尤其是通過樹脂強化、添加金屬成分等雜化處理，抗壓強度獲得明顯提高[3]。有學者認為，不同玻璃離子的粘結強度并無顯著差異[4]。在本實驗中，三種玻璃離子顯示出不同的粘結強度，尤其是G1，與另兩種玻璃離子的粘結力呈現顯著差異。G1為納米級玻璃離子，其粉末經過特殊處理，外形為不同粒度的規則多邊形。各種粒度的優化配比，減少了顆粒間的空隙，提高了顆粒堆積密度。與普通的傳統玻璃離子相比，該類型玻璃離子固化后的混合狀態更為理想，在提高了機械性能的同時，或可增加表面的粘結性能[5]。本實驗中試件的粘結斷裂面多為玻璃離子和樹脂的界面，也存在玻璃離子的內聚斷裂，這或許能解釋機械強度高的玻璃離子有可能表現出更好的粘結性能。G3為無液配方玻璃離子，與蒸餾水調拌后使用，是一種快速固化型玻璃離子修復材料，粘接性能較傳統型玻璃離子水門汀要強[6]，在本實驗中，G3的表現略強于G2，但差異無統計學意義。

在三明治技術操作中，玻璃離子表面是否需要酸蝕并未見有明確規定。為降低技術敏感性，樹脂粘結劑在不斷進步，酸蝕—沖洗粘結過程逐漸被自酸蝕系統取代，但仍有很多醫生認為，酸蝕—沖洗能夠獲得更穩定的粘結面。酸蝕—沖洗的作用在于使粘結面形成微孔隙，增大粘結面積，提高表面能，增加粘結劑的潤濕效果，從而提高粘結力。本實驗中的B1粘結劑，屬于第五代粘結劑，全酸蝕—濕粘結系統，單組分；B2粘結劑，屬于第七代單組分自酸蝕粘結系統，但是按產品說明書的建議可以和磷酸類酸蝕劑搭配使用。在本實驗中作者在兩種粘結劑涂布前都對玻璃離子表面進行了磷酸酸蝕。從實驗結果來看，兩種粘結劑的粘結效果存在顯著差異。臨床應用的光固化樹脂粘結劑都含有樹脂基質和粘結性單體等成分，但不同產品成分有所差別。B2粘結劑中含有二磷氫酸-10-甲基丙烯酰氧酯癸烷酯功能單體，其中的磷酸官能團可起酸蝕作用，使玻璃離子基質中的鈣離子溶出，與單體形成非常強的離子化學結合，再聯合物理機械嵌合作用[7]，最終形成更為理想的粘結強度。本研究的樣本量和種類較少，實驗條件也未完全模擬口腔環境，后期應加大樣本量改進實驗條件，更深入研究。

隨著材料學的發展，夾層技術由原來的“玻璃離子+復合樹脂”擴展出“樹脂+樹脂”的方法，其中墊底樹脂具有與牙本質更接近的物理性能，并能釋放氟。盡管如此，玻璃離子溫和的性能依然受到很多臨床醫生的喜愛，并且有實驗表明[8]，玻璃離子充填后牙鄰面齦壁效果好于樹脂充填。國外有學者在6年的臨床觀察中，證明玻璃離子充填系統和雙固化復合樹脂表現出相似的臨床性能[9]。陳娜等的研究也表明，即使是可以釋放氟的樹脂，其釋氟能力也遠不及玻璃離子，而選擇氟釋放能力強的材料無疑對抗齲是更有利的[10]。作者認為在相當長時間內三明治技術仍有其不可替代性。