含MDP材料對口腔美學修復中氧化鋯陶瓷粘接持久度的影響研究
2021-09-27 14:35:12曲云鵬張凱胡雪婷
中國美容醫學 2021年8期
曲云鵬 張凱 胡雪婷
[摘要]目的：探討含甲基丙烯酰癸基二氫磷酸酯（MDP）材料對口腔美學修復中氧化鋯陶瓷粘接持久度的影響。方法：制備120個氧化釔穩定的四方相氧化鋯陶瓷（Y-TZP）瓷片，氧化鋁表面噴砂處理后隨機分為四組（每組30個）。不含MDP的樹脂水門汀為對照組，其余三組分別應用含MDP的氧化鋯底涂劑（底涂劑組）、含MDP的通用粘接劑（粘接劑組）、含MDP的自粘接樹脂水門?。ㄗ哉辰訕渲T汀組），粘接Y-TZP和復合樹脂，制備粘接試件。試件制成后，每組30個樣本平均分為3份，分別置于37℃恒溫蒸餾水中，水浴時間為24h、30d、12個月，測試試件的粘接強度，觀察分析斷裂模式。結果：水浴24h、30d、12個月，組間粘接強度比較：對照組<底涂劑組<粘接劑組<自粘接樹脂水門汀組（P<0.05）;同組不同水浴時間比較：水浴24h>水浴30d>水浴12個月（P<0.05）;水浴24h，對照組以粘接破壞為主，底涂劑組、粘接劑組、自粘接樹脂水門汀組均以混合破壞為主，水浴30d、12個月，各組粘接破壞的比例均有所增加。結論：口腔美學修復中應用含MDP材料可明顯提高氧化鋯陶瓷的粘接持久度，且不同產品類型的粘接持久度存在差異。
[關鍵詞]氧化鋯陶瓷;樹脂水門汀;甲基丙烯酰癸基二氫磷酸酯;粘接持久度;斷裂模式
[中圖分類號]R783.4? ? [文獻標志碼]A? ? [文章編號]1008-6455（2021）08-0135-03
Effects of MDP-containing Materials on the Bonding Durability of Zirconia Ceramics in Oral Aesthetic Restoration
QU Yun-peng1，ZHANG Kai2，HU Xue-ting1
（1.Department of Stomatology， Liaoyang Central Hospital， Liaoyang 111000， Liaoning，China; 2.Department of Stomatology，Panjin Liaoyou Baoshihua Hospital， Panjin 124000，Liaoning，China）
Abstract：Objective? To explore the effects of methacryloyldecyl dihydrogen phosphate （MDP）-containing materials on the bonding durability of zirconia ceramics in oral aesthetic restoration. Methods 120 yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystals （Y-TZP） ceramic chips were prepared. After sandblasting to alumina surface， they were randomly divided into four groups （30 ceramic chips in each group）. Resin cement without MDP was used as control group， and the remaining three groups were applied with MDP-containing zirconia primer （primer group）， MDP-containing universal adhesive （adhesive group） and MDP-containing self-adhesive resin cement （self-adhesive resin cement group）. The Y-TZP and composite resin were bonded to prepare adhesive specimen. After the specimen was made， 30 samples of each group were divided into 3 parts on average and placed in 37°C constant temperature distilled water for 24h， 30 d and 12months of water bath. The bonding strength of the specimen was tested， and the fracture mode was observed and analyzed. Results After 24h， 30d and 12 months of water bath， the bonding strength between groups showed that control group
Key words：zirconia ceramics; resin cement; methacryldecyl dihydrogen phosphate; bonding durability; fracture mode
氧化釔穩定的四方相氧化鋯陶瓷（Y-TZP）是口腔美學全瓷修復中常用的材料，具有高強度、高韌性、耐化學腐蝕、生物相容性好及美觀性良好等優點，其優越的力學性能可延長修復體使用壽命，同時也對粘接材料提出了更高的要求[1-2]。粘接失敗是口腔全瓷修復中常見的并發癥，對于單純依賴粘接固位或機械固位力較弱的修復體而言，氧化鋯陶瓷粘接的持久度尤其重要，對最終的修復效果有直接影響[3]。為提高氧化鋯陶瓷粘接的持久度，臨床公認的處理辦法是以較低的氣壓對陶瓷表面進行氧化鋁噴砂，也可借助甲基丙烯酰癸基二氫磷酸酯（MDP）與氧化鋯的化學結合進一步加強粘接強度[4-5]。MDP在多種產品中均有應用，不同產品的粘接強度可能存在一定差異，而材料老化也會影響粘接的持久度。本研究采用恒溫水浴的方法模擬材料老化，評估含MDP的底涂劑、粘接劑及自粘接樹脂水門汀對氧化鋯陶瓷粘接持久度的影響，為臨床治療提供參考，現報道如下。
1? 材料和方法
1.1 材料和設備：Y-TZP瓷片（德國，Kavo，Everest ZS-B42/16），光固化復合樹脂（美國，3M ESPE，Filtek Z250），光固化燈（美國，3M ESPE，Elipar FreeLight 2），萬能測試機（美國，ElectroPuls，Instron Model 3365），掃描電鏡（德國，Carl Zeiss supra55）。粘接材料：光固化樹脂水門?。绹?，3M ESPE，Relyx Veneer），主要成分為三縮四乙二醇二甲基丙烯酸酯、雙酚A-甲基丙烯酸縮水甘油酯（Bis-GMA）;底涂劑（美國，Bisco，Z-Primer Plus），主要成分為MDP、聯苯二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯;粘接劑（美國，3M ESPE，Single Bond Universal），主要成分為MDP、玻璃體鍵共聚物、硅烷;自粘接樹脂水門?。ㄈ毡荆琄uraray，Panavia SA Luting Plus），主要成分為MDP、Bis-GMA、二甲基丙烯酸三甘醇酯、疏水性芳香族二甲基丙烯酸酯及甲基丙烯酸羥乙酯。
1.2 分組設計：設計一個對照組，使用不含MDP的傳統樹脂水門?。≧elyx Veneer）。設計三個觀察組，底涂劑組：使用含MDP的氧化鋯底涂劑（Z-Primer Plus）聯合Relyx Veneer;粘接劑組：使用含MDP的通用粘接劑（Single Bond Universal）聯合Relyx Veneer;自粘接樹脂水門汀組：使用含MDP的自粘接樹脂水門汀（Panavia SA Luting Plus）。本研究持續時間為2019年2月-2020年2月。
1.3 粘接試件制備
1.3.1 復合樹脂柱：將復合樹脂填充至尼龍圓環模具（內徑6mm、高3mm）中壓實，使用光固化燈在兩端各照射20s，共制備120個復合樹脂柱。
1.3.2 瓷片：制備120個Y-TZP瓷片，尺寸為10.0mm×10.0mm×1.0mm，
在距離瓷片表面10mm處垂直于粘接界面，使用氧化鋁噴砂顆粒（直徑為50μm）進行噴砂處理，壓強為0.2MPa，持續時間20s，完成后將瓷片置入無水乙醇中，超聲波清洗10min。使用計算機隨機數字法將120個瓷片分為四組，每組30個，各組瓷片進行表面處理前使用打孔后的膠帶限制粘接面積，孔徑為6mm。
1.3.3 底涂劑組粘接試件：在瓷片粘接面涂布一薄層底涂劑進行預處理，空氣中揮發10～20s后無油空氣吹干15s。使用不含MDP的樹脂水門汀粘接復合樹脂和瓷片。將2kg砝碼加壓于復合樹脂上，砝碼重心線盡可能通過復合樹脂柱重心，去除表面多余樹脂水門汀和限制膠帶，使用光固化燈進行光照固化，瓷片的4個粘接側面以及復合樹脂柱頂面各光照40s。
1.3.4 粘接劑組粘接試件：在瓷片粘接面涂布一薄層粘接劑進行預處理，空氣中揮發10～20s后無油空氣吹干15s，使用光固化燈光照10s。預處理后制備粘接試件方法同上。
1.3.5 對照組和自粘接樹脂水門汀組粘接試件：瓷片進行噴砂處理后不需進行表面預處理，分別使用不含MDP的樹脂水門汀和含MDP的自粘接樹脂水門汀制備粘接試件，方法同上。
1.4 實驗過程
1.4.1 粘接強度測試：各組粘接試件制備完成后，將30個樣本平均分為3份，分別置于37℃恒溫蒸餾水中，水浴時間為24h、30d、12個月，期間不更換水介質。使用萬能材料試驗機對試件進行粘接抗剪切強度的測試，試件用自凝樹脂包埋固定在測試夾具上，剪切方向與陶瓷粘接面相平行，加載速度為1.0mm/min直至粘接面斷裂，記錄最大載荷。粘接強度（MPa）=最大載荷（N）/粘接面積（mm2），本研究中粘接面積固定為復合樹脂柱底面積（28.26mm2）。
1.4.2 斷裂模式分析：完成粘接強度測試的試件表面已經斷裂，用體式顯微鏡（日本，Nikon，C-DSS230）觀察并分析斷裂模式。斷裂模式分為3種：粘接破壞，完全暴露陶瓷粘接面，沒有殘余樹脂水門汀;混合破壞，部分暴露陶瓷粘接面，有殘余樹脂水門汀或復合樹脂;內聚破壞，沒有暴露陶瓷粘接面，破壞產生于復合樹脂柱或樹脂水門汀內部。使用掃描電鏡對典型的粘接面斷裂模式進行微觀形態學的觀察，工作電壓10kV，工作距離43mm，放大倍數為11倍。
1.5 統計學分析：用統計學軟件SPSS 21.0進行數據分析，計數數據以（%）表示，計量數據以（x?±s）表示。用K-S正態性檢驗和Levene方差齊性檢驗證實粘接強度數據符合正態分布且方差齊性，用雙因素方差分析檢驗組別和水浴時間對粘接強度的影響，用單因素方差分析比較組間差異和同組間水浴時間差異。以P<0.05提示有統計學意義。
2? 結果
2.1 各組粘接試件粘接強度比較：雙因素方差分析結果顯示，組別因素對粘接強度有顯著影響（F=175.263，P<0.001），水浴時間對粘接強度有顯著影響（F=197.234，P<0.001），兩個因素間存在交互作用（F =15.328，P<0.001）。單因素方差分析結果顯示，水浴24h、30d、12個月，組間粘接強度比較：對照組<底涂劑組<粘接劑組<自粘接樹脂水門汀組（P<0.05）;同組不同水浴時間比較：水浴24h>水浴30d>水浴12個月（P<0.05）。見表1。
2.2 粘接試件斷裂模式分析結果：水浴24h，對照組以粘接破壞為主，水浴30d、12個月，粘接破壞比例明顯增加。水浴24h，底涂劑組、粘接劑組、自粘接樹脂水門汀組均以混合破壞為主，水浴30d、12個月，各組粘接破壞的比例有所增加。所有試件均未出現內聚破壞。見表2。
3? 討論
氧化鋯陶瓷是口腔全瓷修復的常用材料，樹脂是臨床常用的粘接劑，在粘接面積和機械固位的有限條件下，提高陶瓷與樹脂的粘接強度和持久性有利于達到更好的修復效果[6]。本研究使用的底涂劑、粘接劑及自粘接樹脂水門汀均含MDP材料，MDP可溶解切削微粒子層并通過自身擴散滲透至陶瓷，在陶瓷表面形成樹脂浸潤層并與粘接劑結合成一個整體，從而提高陶瓷的粘接強度[7]。同時，MDP分子可與陶瓷表面氧化鋯發生化學作用，進一步加強了粘接強度[8]。本研究結果顯示，對照組粘接強度明顯低于含MDP的底涂劑組、粘接劑組及自粘接樹脂水門汀組，證實了上述觀點的正確性。其中自粘接樹脂水門汀組的粘接強度最大，分析原因認為該產品含有Bis-GMA材料，具有較強的粘合作用。
評估氧化鋯陶瓷的粘接持久性需考慮材料老化的影響，既往研究認為[9-10]，水的長期滲透作用可使粘接界面的樹脂基質降解，降低粘接強度，因此，本研究采取水浴的方式模擬材料的老化效果。張夏雪[11]等學者的報道認為，氧化鋯陶瓷表面進行噴砂處理可有效提高其剪切強度，本研究中各組均采取了噴砂處理，結果顯示，水浴30d后，各組陶瓷粘接強度雖有所下降但幅度不大，得益于噴砂處理的效果。但水浴12個月后，材料出現了明顯老化，各組粘接強度下降較為明顯，其中對照組降低幅度最大，其粘接強度明顯低于含MDP材料的三組，與陳冰卓[12]等學者的研究結果一致。雖然MDP能明顯抵抗水浴對粘接強度的降低效果，但三組不同產品的抵抗效果存在一定差異，自粘接樹脂水門汀組具有最好的粘接持久性，粘接劑組次之。粘接劑含有多種成分單體有相互抑制的作用，如硅烷一定程度上可抑制MDP對氧化鋯粘接強度的提高效果，但目前并無確切的表征分析檢測到相應的互斥作用，因此，在粘接持久性上仍強于其他產品。本研究也發現，水浴12個月后粘接劑組粘接強度明顯高于底涂劑組，但略低于自粘接樹脂水門汀組，證實了上述結論。
本研究使用顯微鏡對粘接面的斷裂模式進行了細微觀察和分析，結果顯示，水浴24h，對照組以粘接破壞為主，底涂劑組、粘接劑組及自粘接樹脂水門汀組均以混合破壞為主，表明含MDP材料粘接強度更好。水浴30d、12個月，各組粘接破壞的比例均有所增加，其中自粘接樹脂水門汀組老化后粘接破壞的比例最低，結合其粘接強度的檢測結果，可以判斷含MDP的自粘接樹脂水門汀具有良好的粘接效果和持久性。既往有學者提出[13-14]，自粘接樹脂水門汀具有較高的親水性和溶解度，可能降低粘接效果，但本研究結果則表明，水浴12個月后，含MDP的自粘接樹脂水門汀仍具有較高的粘接強度，且制備粘接試件過程中陶瓷表面不需進行底涂劑預處理，節省操作時間。分析原因認為，自粘接樹脂水門汀因為具有酸性單體而增加了吸水性，但酸性單體也有助于水門汀與牙本質羥基磷灰石在甲基丙烯酸樹脂基網絡中形成穩定的結合，因此能達到良好的粘接效果[15]。
綜上所述，口腔美學修復中應用含MDP材料可明顯提高氧化鋯陶瓷的粘接持久度，且不同產品類型的粘接持久度存在差異，含MDP的自粘接樹脂水門汀具有較高的粘接強度和較好的持久性，可臨床推廣應用。
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[收稿日期]2020-06-11
本文引用格式：曲云鵬，張凱，胡雪婷.含MDP材料對口腔美學修復中氧化鋯陶瓷粘接持久度的影響研究[J].中國美容醫學，2021，30（8）：135-138.
