通用型粘接劑牙本質粘接強度的評估*

楊宇斌 朱 松

隨著粘接劑的發展，牙色修復體已變得越來越流行。牙科粘接劑提供了復合樹脂與牙齒硬組織的粘接，主要是牙釉質和牙本質。幾十年前就已經建立了對牙釉質的良好和持久的粘接，然而，對牙本質的粘接一直面臨著較多的挑戰[1]。

樹脂復合材料與牙釉質和牙本質基質的粘接機制看起來很相似，但本質上是完全不同的。牙釉質主要是均質的，基本上由羥基磷灰石(HAp)組成，而牙本質是異質的，由HAp、膠原纖維和非膠原的牙本質細胞外基質組成，其中包括生物分子，如磷灰石、骨鈣素、骨細胞素、骨連接素等。此外，HAp 的晶體結構和大小在牙釉質和牙本質之間是不同的：HAp 晶體在牙釉質中是六方柱狀，但在牙本質中是板狀，相對較小。此外，牙本質的含水量比牙釉質高得多，這使得粘接更加復雜[2]。

1.粘接劑的種類及組成成分

粘接劑粘接強度的大小，很大程度上取決于粘接劑的種類及組成成分[3,4]。據報道，10-MDP的磷酸基具有與羥基磷灰石相互作用的能力，并對粘接劑-牙本質粘接界面的長期耐久性有重要作用[5]。

一些通用型粘接劑組分中含有10-MDP 等酸性功能單體，這些粘接劑無論是在全酸蝕和自酸蝕的粘接模式中，還是在即刻和老化后均具有良好且較為穩定的粘接強度。10-MDP 的作用機制主要有兩個[6]：(1)10-MDP 通過與羥基磷灰石晶體中的鈣離子發生靜電相互作用形成難溶于水的穩定的鈣鹽；(2)10-MDP 中的磷酸基團與羥基磷灰石中相應的磷酸基發生化學作用形成難溶性的鈣鹽。這些鈣鹽沉積于羥基磷灰石晶體的外表面，并將此含鹽的粘接劑涂層命名為“納米層”[7]。Yoshida 等[8]報道稱“納米層”的形成限制了牙本質的進一步脫礦，保護膠原纖維不被降解，使得粘接界面產生更牢固的結合，從而提高了粘接界面的機械強度[9]和長期粘接耐久性。

粘接劑中的另一種功能單體聚烯酸共聚物(polyalkenoic acid copolymer，PAC)，可與羥基磷灰石中的鈣發生化學相互作用[10]。PAC 的這種自粘附性與粘接劑具有優異的長期粘接性能密切相關。并且PAC 可改善濕潤牙本質基質表面粘接劑的穩定性[11]，這對于全酸蝕粘接模式是十分重要的。

有研究顯示[12]，All-Bond Universal 粘接劑組分中缺少PAC，與Scotchbond Universal 相比，前者老化后的微拉伸粘接強度只有在自酸蝕粘接模式下較為穩定，而在全酸蝕粘接模式下卻發生顯著下降。另外All-Bond Universal 比Scotchbond Universal 含有更多的溶劑(分別為30-60wt%與10-15wt%)，這導致混合層和粘接劑層中殘留的溶劑更多，阻礙了粘接劑單體的聚合，粘接劑的轉化率和微拉伸粘接強度降低[13]。Prime&Bond Elect不含10-MDP，但其在兩種粘接模式下冷熱循環老化中均表現出較好的粘接強度和耐久性，Prime&Bond Elect 以丙酮做為溶劑，而其他的粘接劑多用乙醇。含丙酮的粘接劑相對容易除去水分，因為它的共沸物含有更多的水分和更高的蒸汽壓。相反，含乙醇溶劑的粘接劑，具有增強與膠原纖維的多肽形成氫鍵的能力，這將導致粘接劑中殘余水分不易清除。并且，Prime&Bond Elect 在自酸蝕模式下形成的混合層中沒有膠原纖維的降解，這也是其粘接強度及耐久性較好的原因[14]。

2.通用粘接劑粘接模式

通用粘接劑是在現有的一步自酸蝕粘接劑的一體化概念下設計的，并結合了臨床情況的多功能性。通用型復合樹脂粘接劑有兩種粘接模式：全酸蝕粘接模式和自酸蝕粘接模式。

在全酸蝕粘接模式中又分為三步或兩步兩種類型，在自酸蝕粘接模式中分為兩步或單步兩種類型[15]。全酸蝕粘接模式通常使用37%的磷酸作用于牙本質表面，去除玷污層[16]，使其下方的牙本質脫礦(約5～8μm)[17]，打開牙本質小管，暴露管間和管內的膠原纖維。在全酸蝕粘接模式下，通用型粘接劑與牙本質的粘接機制體現在兩個方面：(1)在使用濕粘接技術保持膠原纖維網蓬松的前提下，液態的粘接劑滲透進入牙本質脫礦層，固化后包裹暴露的膠原纖維[18]；(2)磷酸的強酸性能有效地使牙本質基質脫礦，并通過形成混合層和樹脂單體滲透到牙本質小管分支的微機械互鎖來促進粘接[19]。相反，在自酸蝕粘接模式中，不需要單獨的酸蝕步驟，玷污層也未被完全去除[20]，而是通過粘接劑中的酸性單體對其進行改性，存在于混合層中，牙本質的脫礦與粘接劑的滲透是同時進行的[21]。粘接機制主要表現為機械鎖結和化學結合的雙重作用。化學鍵發生在HAp 和功能單體之間，機械互鎖可能比全酸蝕模式中的要弱[22]。化學鍵被認為是形成水解穩定的鈣鹽的納米層，以應對酸性挑戰，這在預防繼發性齲齒、密封修復體邊緣和促進修復體耐久性方面發揮了關鍵作用[23-25]。

3.粘接強度

為了分析粘接劑的牙本質粘接效果，需要進行牙本質粘接強度測試。標準化的牙本質粘接強度測試有助于量化粘接劑的牙本質粘接性能，比較不同產品和條件下的牙本質粘接強度值，篩選粘接能力[26]。

3.1 即刻粘接強度 大多數研究已經證明，通用型粘接劑具有較好的即刻牙本質粘接強度，但也受到粘接模式的影響。就牙本質脫礦深度而言，全酸蝕粘接劑中磷酸的脫礦深度大于自酸蝕粘接劑中酸性單體的脫礦深度，因此，全酸蝕粘接劑在牙本質膠原纖維間的滲透更多，形成的樹脂突更長，粘接強度更好。

有文獻[27]對三種通用型粘接劑的牙本質粘接強度進行評估，Scotchbond Universal 在全酸蝕粘接模式下的粘接強度顯著高于自酸蝕粘接模式，而Futurabond U和Prime&Bond Elect 在兩種酸蝕模式下的粘接強度并無顯著差異。該研究的實驗數據表明，某些通用型粘接劑在全酸蝕粘接模式下的即刻牙本質粘接強度更高，但有些粘接劑的粘接強度在兩種粘接模式下并無顯著差異。

3.2 老化后粘接強度 Sezinando 等[28]采用水老化的方法，測得通用型粘接劑Scotchbond Universal、All-Bond Universal 分別在全酸蝕和自酸蝕粘接模式下的微拉伸粘接強度。對于全酸蝕粘接模式，兩種粘接劑在6 個月水老化后的微拉伸粘接強度與24 小時相比，均有顯著降低，分別下降了19.0%和21.7%。而對于自酸蝕粘接模式，兩種粘接劑的粘接強度分別下降了13.1%和0.8%。從該實驗結果可得出，水老化后的粘接強度，全酸蝕模式下降程度大于自酸蝕模式。

Chen 等[29]的研究評估了Prime&Bond Elect、Scotchbond Universal、All-Bond Universal、Clearfil Universal Bond 和Futurabond U 五種通用型粘接劑在全酸蝕和自酸蝕粘接模式下冷熱循環老化后的微拉伸粘接強度，除Futurabond U 外，其余四種通用型粘接劑的微拉伸粘接強度在全酸蝕粘接模式下的下降程度均較自酸蝕粘接模式的下降幅度大。但老化后的微拉伸粘接強度值在全酸蝕和自酸蝕兩種酸蝕模式下的差異并不顯著(P=0.786)。

3.3 模擬髓腔壓力 牙本質內充滿牙本質滲出液。在正常生理條件下，受髓腔壓力影響(約為25～30mmHg)[30]不斷向粘接劑-牙本質粘接界面流動，阻礙了粘接劑向脫礦牙本質的滲透，進而影響牙本質的粘接強度。

研究表明[31]，通用型粘接劑Scotchbond Universal，兩種粘接模式在模擬髓腔壓力作用下6 個月后，全酸蝕模式粘接強度的下降幅度(59.7%)高于自酸蝕模式(18.4%)。另一項對通用型粘接劑Scotchbond Universal 的研究[32]為比較1 年后兩種粘接模式下微拉伸粘接強度，發現下降幅度仍為全酸蝕模式(8.3%)大于自酸蝕模式(2.4%)。

就酸蝕模式而言，即刻微拉伸粘接強度所受影響較小，而在老化后與即刻相比，粘接強度均有所下降，特別是在全酸蝕粘接模式下降低更為明顯。由于牙本質結構的特殊性，磷酸較強的酸蝕作用使牙本質膠原纖維間和膠原纖維內的羥基磷灰石晶體完全溶解，在牙本質表面形成較厚的脫礦層，且無自限性，這使得混合層中脫礦深度與粘接劑滲透能力不匹配，成為全酸蝕粘接所面臨的最大問題。牙本質脫礦的深部區域存在未完全滲入的含水微小空隙，為外界物質(離子和分子)的擴散和滲透提供通道，從而形成納米微滲漏。全酸蝕模式下牙本質脫礦程度較深，粘接劑未能充分滲透并包裹裸露的膠原纖維，這些暴露的膠原纖維易被蛋白酶所降解。特別是在髓腔壓力作用下時，不斷滲出的牙本質滲出液取代了粘接劑未滲透到膠原纖維中的區域，水將沿此通道從混合層向粘接劑層擴散形成“水樹”[33]，加速了未聚合粘接劑單體的溶解析出，這對粘接劑單體的滲透性產生負面影響，進一步損害粘接劑與牙本質間的相互做用，影響粘接強度[34]。進而使得全酸蝕模式下的粘接強度受到更大影響。

4.小結

綜上所述，通用型粘接劑的粘接強度及粘接耐久性受到多種因素的影響，包括酸蝕模式、髓腔壓力、粘接劑種類及其組成成分等多種因素。多數研究已經證明全酸蝕粘接模式有利于牙釉質的粘接，但對于牙本質而言，全酸蝕粘接模式在即刻粘接中較自酸蝕粘接模式表現出較好的粘接強度，而老化后兩種粘接模式的粘接強度雖未表現出統計學差異，但全酸蝕粘接模式下的粘接強度下降程度更為明顯。從長遠來看，酸蝕可能對樹脂-牙本質粘接的壽命產生不利影響[35]。與全酸蝕模式相比，自酸蝕模式簡化了粘接步驟，降低了操作和術后敏感性。此外，相較于全酸蝕模式，自酸蝕粘接模式細胞毒性水平較低[36]、不易受到牙齒自身結構的影響(例如：粘接強度隨著牙本質小管的密度增加而降低)[37]、直接蓋髓或根管治療過程中可確保邊緣密封[38]。因此，通用型粘接劑臨床使用時建議使用自酸蝕粘接模式，以確保長期粘接效果。