口腔義齒基托軟襯材料的研究進展

莫娟萍，丁 典，張 煒，鄭 云，王景云

近年來，隨著我國人口的老齡化，老年群體的口腔問題越來越受到重視，其中牙列缺損和缺失較常見，可摘義齒成為修復治療的主體。口腔軟襯材料用于可摘義齒修復，它能均勻分布義齒承載區功能負荷，提高義齒與組織的密合性，減少黏膜損傷，適用于牙槽嵴重度吸收、牙槽骨有較大倒凹或明顯骨突骨尖的患者[1]。臨床常用硅橡膠類和丙烯酸酯類軟襯材料。硅橡膠類軟襯材料能長期使用，具有良好的黏彈性、穩定的硬度及耐老化性能，但該材料很難與基托樹脂獲得足夠的粘接強度[2]。丙烯酸酯類軟襯材料適合短期使用，操作方便，經濟實惠；其主要缺點是增塑劑的快速流失，使材料逐漸硬化，表面粗糙度增加，微生物附著增加[3]，此外殘留單體的刺激可致口腔黏膜的紅腫疼痛[4]。目前，多數軟襯材料存在不少局限性，其表面結構疏松多孔，易被細菌粘附，尤其是白色念珠菌[5]；隨著使用時間的增長，易出現材料彈性降低、硬度改變、撕裂強度下降、褪色、邊緣剝脫等老化現象，且影響材料的細胞毒性[4-7]。因此，強度增強、彈性持久、與義齒基托結合更好、微生物粘附減少以及化學性能持久是軟襯材料研究的重點。本文就軟襯材料機械性能、粘接性能、抗菌性能、清潔與消毒方面的改進及新型材料的研究進展作一綜述。

1 軟襯材料機械性能方面的改進

丙烯酸酯類軟襯材料由粉末和液體組成，粉末通常由聚甲基丙烯酸乙酯及相關共聚物組成；常規液體中含增塑劑和乙醇。由于口腔液體的吸收和增塑劑、未聚合或可溶化合物在唾液中溶解，使其具有較高的吸水性和溶解性；同時，增塑劑的浸出導致材料硬度增加，彈性和粘接強度下降[1，6-8]。Hong等[8]認為聚甲基丙烯酸正丁酯(P-n-BMA)是最合適的粉末，馬來酸雙二乙基己酯(DEHM)是最合適的液體成分，使丙烯酸酯類軟襯具有較好的黏彈性和吸水特性。據報道，表面涂層可作為機械屏障，防止唾液的吸收和增塑劑的浸出，保持軟襯材料的完整性和柔軟性[9-10]。Dayrell等[9]研究發現，老化處理后，經表面涂層處理過的商用丙烯酸酯類比未經處理的同種材料粘接強度提高明顯，其中一種由(1.10±0.20)MPa提高到(2.09±0.86)MPa，另一種由(0.26±0.05)MPa提高到(0.44±0.03)MPa，表面涂層處理可有效保持材料的初始性能。但表面涂層處理對硅橡膠類影響較小，這是由于硅橡膠類的化學和物理性能更穩定，而丙烯酸酯類對吸水性、溶解性和增塑劑的敏感性較高，因此對表面密封涂層的需求更為明顯，然而密封涂層對材料表面粗糙度沒有顯著影響。Raval等[10]的研究也認為表面涂層處理有類似的作用，可以減少丙烯酸酯類軟襯材料硬度和彈性的變化。此外，低溫等離子體(nonthermal plasma，NTP)能在丙烯酸酯類軟襯表面形成一層薄膜，相當于表面涂層，延緩材料老化[11]。有趣的是，Herla等[12]在實驗中發現殼聚糖鹽的添加可能會延緩丙烯酸酯類軟襯材料的硬化。

硅橡膠類軟襯材料主要成分是聚二甲基硅氧烷，不含增塑劑，具有更穩定的硬度、吸水性、溶解性和優異的黏彈性，但緩沖效果差，撕裂強度低[2，13]。其機械性能與填料的粒徑、分子量分布、聚合物鏈之間的交聯程度有關，Santawisuk等[13]發現經疏水性表面處理的二氧化硅填料與硅橡膠軟襯材料共價結合，促進聚合鏈的交聯，使其極限抗拉強度和斷裂伸長率均大于對照組，能承受更高的載荷。晶須作為一種增強材料，四針狀氧化鋅晶須[14]、硼酸鋁晶須[15]已被用來提高軟襯材料的機械性能，但其添加量和分散程度影響增強效果。其中，硼酸鋁晶須經硅烷偶聯劑處理后能與硅橡膠類軟襯形成更好的化學結合，4%含量時拉伸強度達到峰值，比對照組提高了13%[15]。近年來，納米填料、碳納米管、石墨烯等增強填料逐漸被用于口腔醫學領域，有研究報道石墨烯、碳納米管能改善硅橡膠的力學性能，這可能會成為提高硅橡膠類軟襯材料機械性能的可行性方法，有待學者進一步研究[16-17]。

2 軟襯材料粘接性能方面的改進

丙烯酸酯類軟襯材料與傳統基托材料具有化學相似性，粘接強度較佳，而硅橡膠類軟襯與基托材料結構不同，需特殊的粘接劑粘接[2]。軟襯材料必須在丙烯酸樹脂基托上具有良好的粘附性，否則弱結合能使細菌滋生，促進軟襯材料的著色和分層。據報道，0.45 MPa的粘接強度對于臨床使用的軟襯材料是可以接受的[18]。

2.1 噴砂表面處理

Khanna等[19]用250 μm氧化鋁(Al2O3)噴砂處理義齒表面，丙烯酸酯類軟襯噴砂組平均粘接強度為(18.76±0.82) kg/cm2，比對照組(18.27±0.57) kg/cm2高，有統計學意義，歸因于其與基托材料具有化學相似性，噴砂后表面積增大促進材料的滲透及相互作用，但硅橡膠類軟襯噴砂組粘接強度的增加在統計學上不顯著。Nakhaei等[20]報道基托經110 μm Al2O3噴砂處理后，掃描電鏡下其表面不規則，有利于硅橡膠類軟襯與基托材料間的機械鎖合，改善結合能力。然而，部分學者的研究顯示了不同的結果，Akin等[21]和Gundogdu等[22]的研究結果表明50 μm Al2O3噴砂處理降低了硅橡膠類軟襯材料與基托間的粘接強度，Surapaneni等[23]用250 μm Al2O3顆粒處理報道了類似的結果。這種情況可能是因為噴砂處理產生的表面不規則孔隙尺寸較小，不足以讓軟襯材料滲透，導致空氣的無效滯留，降低粘接強度[21-23]。關于噴砂處理基托表面對軟襯粘接強度的影響仍存在爭議，需要更多的研究去證實。

2.2 激光表面處理

激光應用是一種比較安全、有效、簡便的表面處理技術，被認為可以改善基托樹脂的表面形貌，增加粘接的表面積和機械鎖合。有報道用Er：YAG激光處理義齒基托表面，提高了軟襯材料與基托間的粘接強度[20-21，24-25]。Tugut等[24]認為在300 mJ、3 W、10 Hz的Er:YAG激光處理下，基托表面產生小尺寸的凹坑，硅橡膠類軟襯材料可以滲透入內，粘接強度最高，為(37.94±3.54) kg/cm2；而在400 mJ、4 W的Er:YAG激光下形成較大尺寸空洞，破壞粘接表面，粘接強度(26.20±1.82) kg/cm2相對下降，但仍比對照組(25.25±2.09) kg/cm2高。然而，Gundogdu等[22]發現150 mJ、100 μs、10 Hz的Er:YAG激光處理并沒有改善硅橡膠類軟襯與基托間的粘接強度。關于其他激光，Gorler等[25]研究結果顯示Nd：YAG和Ho：YAG激光處理組顯示出較低的鍵強度，粘接強度下降。Akin等[21]報道了Nd：YAG和KTP激光對提高粘接強度無效。這可能與選擇的激光束的類型、能量、脈沖頻率、持續時間和功率等因素有關，在未來的研究中有必要進一步研究確定激光處理的最佳設置，以提供最高的抗拉粘接強度。

2.3 化學表面處理

3 軟襯材料抗菌性能方面的改進

義齒性口炎是由義齒表面粘附的微生物刺激局部黏膜引起的炎癥性損害，感染白色念珠菌被認為是其發生的主要因素[5]。軟襯材料的表面特性、唾液成分、低pH值以及富含碳水化合物的飲食會加速白色念珠菌的定植和粘附，學者們研究通過添加抗菌藥物、載銀材料或其他方式減少微生物對軟襯材料的粘附。

3.1 抗菌藥物

制霉菌素、咪康唑、酮康唑、醋酸氯己定(chlorhexidine diacetate，CHX)和伊曲康唑是常用的抗菌藥物，Bueno等[28]確定了這5種藥物在丙烯酸酯類軟襯材料中的最小抑菌濃度分別為0.032、0.256、0.128、0.064、0.256 g/mL，這些藥物通過改變細胞膜通透性而起到殺菌作用。其中，最小抑菌濃度的制霉菌素、酮康唑和CHX在14 d內對材料的表面粗糙度、硬度、拉伸強度及粘接強度無不利影響[3，29-30]。此外，Albrecht等[31]報道了1% CHX的抗菌作用，但對不同組分的軟襯材料的粘接強度影響不同。在臨床條件下，這些特性與材料的孔隙率、顆粒尺寸以及藥物的組分、濃度和釋放有關。苯扎氯銨(benzalkonium chloride，BAC)是一種陽離子表面活性劑，能降低硅橡膠軟襯材料的表面自由能，減少白色念珠菌和變形鏈球菌的粘附，考慮到力學性能的影響，認為含2% BAC的軟襯具有潛在的應用價值[32]。抗菌藥物能減少微生物的定植和附著，然而，長期使用易產生耐藥性。

3.2 載銀材料

銀納米顆粒(silver nanoparticles，AgNPs)具有較高的抗菌性能，可穿透細胞膜，導致DNA損傷和細胞死亡。AgNPs與假牙材料如丙烯酸樹脂、組織調理劑等的結合可以解決微生物定植，尤其是口腔白色念珠菌感染的問題[33]。Jabońska-Stencel等[34]研究將載銀磷酸鋯加入硅橡膠軟襯材料中，當填料濃度為2%～10%時，抗菌效果達56.6%～68.5%，其力學性能與參考材料相似，吸附性和溶解度在可接受的水平。Kreve等[35]將不同濃度的AgVO3摻入硅橡膠軟襯中，采用瓊脂擴散法測定其抗菌活性，5%和10%濃度對白色念珠菌的抑菌效果明顯。載銀軟襯材料抗菌性能較佳，長期使用不易產生耐藥性，但會因內源性及外源性因素致顏色穩定性差，且會對其與義齒丙烯酸樹脂的拉伸粘接強度產生不利影響[36]。

3.3 其他

殼聚糖及其衍生物具有良好的抗真菌活性，殼聚糖鹽改性后的軟襯材料的硬度和表面粗糙度均改變，但仍符合ISO的標準[12]。不少學者將具有抗菌性能的天然提取物加入軟襯材料中，如百里香精油和黑種草、種子油、天然香芹酚等均顯示出對白色念珠菌較佳的抑制作用[37-39]。不過，關于抗菌物對軟襯材料的力學性能、吸水性和溶解性、美觀性以及顏色穩定性等的影響有待進一步研究。

4 軟襯材料清潔與消毒方面的改進

理想的義齒清潔劑應易于使用，可抑菌或殺菌，無毒，對牙齒結構無害，能有效去除有機和無機沉積物。一般商用義齒清潔劑會影響軟襯材料的性能，改變材料硬度和彈性，顯著增高其吸附性和溶解性，但對粘接強度影響不顯著[40-41]。次氯酸鈉溶液具有較強的殺菌和清潔作用，是常用的清潔劑，然而，隨浸泡時間的延長會影響軟襯材料的顏色穩定性，降低拉伸剪切強度[42]。

蓖麻具有生物相容性、抗菌、抗炎等特點，它能破壞病原酵母細胞膜上的糖分子，Badaró等[43]發現使用含蓖麻的義齒清潔劑后，抗菌效果顯著，且軟襯材料耐磨性、硬度和顏色變化在可接受的范圍內。臭氧可以有效地殺滅細菌和真菌，Nakhaei等[41]的實驗中，臭氧對軟襯材料的粘接強度影響不顯著，對硬度的影響小于次氯酸鈉溶液。近年來，微波能量已被建議用來克服義齒清潔的相關問題。微波輻射對義齒中的金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌去除效果良好，使用壽命長，消毒效果穩定，但關于微波輻射用于義齒消毒的頻率、義齒口炎的控制和預防程度以及對口腔黏膜生物膜的影響還有待研究[44]。

5 新型軟襯材料的研發

軟襯材料的耐久性與義齒的類型、靜息唾液的pH值、義齒清潔劑的使用、睡覺時義齒的佩戴、吸煙等因素有關[45]，具有一定的局限性。因此，開發性能穩定、抗菌的新型材料成為目前軟襯材料臨床研究的主要方向之一。

5.1 含氟軟襯材料

含氟軟襯材料表現出很有前途的材料特性，Hayakawa等[46]開發的一種商用氟聚合物軟襯材料KP(Kurepeet，Kurecha公司，日本東京)，具有極低的吸水率和極好的丙烯酸樹脂附著力。KP含氟氯碳化物，生產過程會產生四氯化碳(CCl4)，而《蒙特利爾議定書》禁止CCl4的產生，因此，需要開發不產生CCl4的含氟軟襯材料。實驗發現，含甲基丙烯酸十三氟辛酯(tridecafluorooctyl methacrylate，13FMA)的實驗材料可以在不生成CCl4的情況下合成，與商業產品相比，具有更大的黏彈性、低吸水性、低溶解度和良好的耐染色性能[47-48]。其中，Hoshino等[47]制備了含不同含量13FMA和甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯(methoxy diethylene glycol methacrylate，MDGMA)的新型氟化軟襯材料，隨MDGMA含量增加，材料與基托間的粘接強度變大。Inoue等[48]發現13FMA的增加以及MDGMA的減少會降低吸水性和溶解性，且經冷熱循環后黏彈性改變小，具有較好的耐久性。

5.2 聚氨酯類軟襯材料

聚氨酯是一類含有許多重復氨基甲酸酯基團的有機高分子材料，具有良好的機械性能、耐磨性和耐水解性，Kanie等[49]制備了以聚氨酯丙烯酸酯低聚物為基礎原料的新型光固化軟襯材料，其具有較高的粘接強度，硬度與硅橡膠類和丙烯酸酯類相近。聚膦腈是一類由主側鏈構成的無機高分子材料，具有優異的生物相容性和熱穩定性能，范銳等[50]通過在聚氨酯中添加1%、5%聚膦腈納米球形成新型聚氨酯基復合軟襯材料，其拉伸強度和撕裂強度均高于對照組，同時5%實驗組表面更為光滑，擁有較低的表面粗糙度。

5.3 其他高分子軟襯材料

因丙烯酸酯類軟襯材料中增塑劑的浸出，學者們利用不同彈性體取代增塑劑，與甲基丙烯酸酯單體結合開發新的軟襯材料[51-52]。Riggs[51]制備了一種含異戊二烯-苯乙烯共聚物的新型軟襯材料，發現其具有較好的機械性能，但需要進一步開發，降低其吸水特性和氧化傾向。Hayakawa等[52]開發了一種新型聚異丙苯基光固化軟襯材料，與硅橡膠類和丙烯酸酯類相比，具有較低的吸水性與溶解性、中等的柔軟度、較好的粘接強度和耐染性。杜仲膠與天然橡膠互為同分異構體，具有優異的物理化學性能，羅恒等[53]制備了一種新型高彈性杜仲膠復合義齒軟襯材料，可獲得適宜力學性能，在細胞毒性研究中初步認為其生物相容性良好，其抗菌性能尚未研究。

6 總結與展望

綜上所述，軟襯材料因其獨特的理化性能，顯著提高了義齒佩戴者的舒適度和適合性，然而，這些材料在臨床條件下的耐用性是有限的。軟襯材料能通過表面密封涂層或增強填料改善機械性能；不同表面處理能改善基托與軟襯材料間的粘接強度；添加抗菌劑、載銀材料、天然抗菌化合物及清潔消毒等方式能減少細菌的粘附，但對軟襯材料的性能影響有待繼續研究；開發的新型軟襯材料尚未進入臨床試驗階段。理想的軟襯材料應具有穩定的理化性能、良好的粘接強度、優異的抗菌性能、較佳的耐用性及生物相容性，現階段實驗研究的軟襯材料尚未完全達到要求，研制理想的軟襯材料仍是國內外學者的研究熱點。