羥磷灰石牙本質(zhì)脫敏劑對溫和型通用型粘接系統(tǒng)粘接性能研究

孟雨晨 黃帆 王思霖 黃欣 逯宜 裴丹丹，

1.西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院 陜西省顱頜面精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究重點實驗室，西安 710004；2.西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科，西安 710004

牙本質(zhì)敏感（dentin hypersensitivity，DH）是一種由牙本質(zhì)小管暴露引起的牙齒疼痛癥狀，患病率高[1-2]。在臨床中，優(yōu)先采用家用脫敏劑治療，對于由重度磨耗磨損引起的嚴(yán)重敏感癥狀，在脫敏處理后仍需要進行牙本質(zhì)粘接修復(fù)[3]。羥磷灰石（hydroxyapatite，HA）新型脫敏劑，具有良好的生物相容性和生物活性，可以有效封閉暴露的牙本質(zhì)小管，并取得良好的臨床效果[4-6]。然而，牙本質(zhì)小管的封閉也會改變牙本質(zhì)表面的理化特性，影響牙本質(zhì)粘接界面的質(zhì)量，從而決定粘接修復(fù)的成敗。脫敏處理對牙本質(zhì)粘接的影響尚不明確，已有研究[7-8]認(rèn)為脫敏處理會阻礙樹脂突滲入，可能降低粘接強度。相反，一些研究[9]發(fā)現(xiàn)脫敏治療對后續(xù)粘接無不良影響。通用型粘接劑是第8代新型粘接劑，具有操作簡便、技術(shù)敏感性低等優(yōu)點，適用于多種臨床情況和粘接模式，均表現(xiàn)出良好的粘接效果[10-11]。通用型粘接劑可根據(jù)pH 值分為：強酸型、中酸型、溫和型、超溫和型[12]。本課題組前期成果已證實2 種含HA 脫敏牙膏可封閉牙本質(zhì)小管，但對第7代自酸蝕粘接劑粘接強度產(chǎn)生不利影響[13]；在對于中酸型通用型粘接劑的粘接性能研究中發(fā)現(xiàn)HA 脫敏牙膏處理后，仍可獲得良好的自酸蝕粘接強度[14]。本研究擬進一步觀察評估含HA 脫敏劑對第8 代溫和型和超溫和型通用型粘接劑粘接性能的影響，為臨床含HA 脫敏劑的合理應(yīng)用及樹脂修復(fù)成功提供指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 分組

脫敏處理組：1）空白對照組：不做脫敏處理；2）Biorepair 組：使用含HA 脫敏牙膏Biore‐pair（Dr. K.Wolff 公司，德國）；3）Dontodent 組：使用含HA 脫敏牙膏Dontodent（DM-DrogerieMarkt 公司，德國）；4） HA 組：使用水粉比 1∶1 的HA 糊劑（粒度<200 nm，Sigma-Aldrich 公司，美國）[13]。脫敏后的牙本質(zhì)樣本分別使用3 種通用型粘接劑進行粘接處理，分組如下：1）ABU 組：All-Bond Universal（超溫和型，pH=3.2，Bisco 公司，美國）；2） SBU 組：Single Bond Universal（溫和型，pH=2.7，3M ESPE 公司，美國）；3）CUB 組：Clearfil Universal Bond Quick（溫和型，pH=2.3，Kuraray Noritake Dental 公司，日本）。脫敏劑和粘接劑的主要成分及操作步驟見表1。

表1 本研究使用的試劑Tab 1 Reagents investigated in the present study

1.2 設(shè)備

慢速鋸（Isomet，Buehler 公司，美國）；電動牙刷（型號3756，Oral B 公司，美國）；場發(fā)射掃描電鏡（MAIA3 LMH，TESCAN 公司，捷克）；離子濺射儀（108Auto，Ted Pella公司，美國）；光學(xué)接觸角測量儀（DSA100S，克呂士公司，德國）；微拉伸測試儀（Bisco 公司，美國）；體式顯微鏡（Stemi2000-C，蔡司公司，德國）。

1.3 方法

1.3.1 樣本制備 收集由頜面外科門診提供的新鮮拔除、完整無病變的第三磨牙（患者18～30歲，均知情同意并簽字），4 ℃保存于0.02%疊氮化鈉溶液。隨機選取120顆離體牙，慢速鋸于釉質(zhì)牙本質(zhì)界下切取1 mm 厚牙本質(zhì)片，共120個片狀牙本質(zhì)樣本。隨機選取96 顆離體牙，于釉牙本質(zhì)界處切除離體牙咬合面釉質(zhì)，暴露牙本質(zhì)，制備為96個冠中部牙本質(zhì)樣本。600 目SiC 砂紙流水下研磨牙本質(zhì)表面1 min 形成標(biāo)準(zhǔn)玷污層，1%檸檬酸處理20 s 徹底去除玷污層并敞開牙本質(zhì)小管口，建立DH模型[13]。

1.3.2 掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察 選取24個片狀牙本質(zhì)樣本，隨機分入空白對照組、Biorepair 組、Dontodent 組和HA組，每組6 片，電動牙刷分別涂刷2 種脫敏牙膏、脫敏糊劑各2 min，靜置3 min，蒸餾水沖洗30 s。空白對照組不做脫敏處理。樣本于干燥皿內(nèi)自然干燥24 h，離子濺射儀表面噴金，SEM 觀察脫敏處理后牙本質(zhì)小管封閉情況并采集圖像。通過圖像分析軟件Image J（Fiji，NIH 公司，美國）對各組牙本質(zhì)區(qū)域圖像進行測量分析，軟件自動識別開放的牙本質(zhì)小管口（圖1），計算封閉處理區(qū)域的牙本質(zhì)小管開放面積S1（μm2），以空白對照組牙本質(zhì)小管開放面積S2（μm2）為基準(zhǔn)，按照公式計算牙本質(zhì)小管封閉率（occluding ratio，OR），OR= （1?S1/S2） ×100%[9,15]。

圖1 牙本質(zhì)小管封閉率分析 SEM ×1 000Fig 1 The occluding ratio analysis of dentin tubule SEM ×1 000

1.3.3 接觸角觀察 選取72個片狀牙本質(zhì)樣本隨機分入上述4個脫敏處理組，并進行相應(yīng)的脫敏處理。使用光學(xué)接觸角測量儀測定通用型粘接劑在脫敏處理后牙本質(zhì)表面的接觸角。根據(jù)粘接劑種類分為3個亞組，每亞組6個。去除牙本質(zhì)樣本表面多余水分，放置于載玻片上，使用微量注射器分別將3 μL 通用型粘接劑滴加于樣本表面，即刻測量粘接劑液滴邊緣氣、液、固三相點處液面曲線的切線與平面的夾角，即接觸角。剩余24個片狀牙本質(zhì)樣本隨機分入4個脫敏處理組，進行脫敏處理。根據(jù)OWRK 法，使用二碘甲烷（非極性液體）和蒸餾水（極性液體）2種測試液體測量接觸角，確定牙本質(zhì)表面自由能（surface free energy，SFE）。

1.3.4 牙本質(zhì)微拉伸強度測試 將96個冠中部牙本質(zhì)樣本按上述實驗分組隨機分入4個脫敏組，進行脫敏處理。分別使用All-Bond Universal、Single Bond Universal、 Clearfil Universal Bond 通 用 型 粘接劑按照表1 粘接步驟粘接牙本質(zhì)表面（每亞組n=8），光固化機（1 200 mW·cm?2，Sirona Dental公司，德國） 固化10 s。堆塑4mm 高復(fù)合樹脂（Filtek Z-250，3M ESPE 公司，德國），分層固化20 s。粘接樣本儲存于37 ℃蒸餾水24 h，慢速鋸垂直于粘接界面切割為0.9 mm×0.9 mm×8 mm微拉伸樣本，每個粘接試樣選取中央?yún)^(qū)域5個微拉伸樣本。將樣本固定于微拉伸測試儀上，進行拉伸測試，加載速度1 mm·min?1，直至樣本斷裂。記錄加載過程中的最大拉伸力（N），根據(jù)公式微拉伸強度（MPa）=拉力峰值（N）÷粘接面積（mm2），計算微拉伸強度。通過體式顯微鏡觀測并記錄斷裂模式，將斷裂模式分為4類：界面破壞、樹脂內(nèi)聚破壞、牙本質(zhì)內(nèi)聚破壞、混合破壞（以上3種破壞的混合）[16]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 24.0 軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，經(jīng)Shapiro-Wilk檢驗和Levene檢驗驗證數(shù)據(jù)正態(tài)性和方差齊性后，采用單因素方差分析比較不同脫敏處理后牙本質(zhì)小管開放面積、封閉率和SFE差異，采用雙因素方差分析和Tukey檢驗分析比較接觸角和微拉伸強度。檢驗水準(zhǔn)為雙側(cè)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 牙本質(zhì)小管封閉效果

對照組牙本質(zhì)表面無明顯玷污層存在，牙本質(zhì)小管口均呈開放狀態(tài)，管腔內(nèi)空虛（圖2A、E）。Biorepair、Dontodent 脫敏牙膏處理后部分牙本質(zhì)小管口被封閉，其余小管口直徑明顯減小（圖2B、C、F、G）。HA組牙本質(zhì)小管口基本被完全封閉，僅個別牙本質(zhì)小管封閉不全（圖2D、H）。牙本質(zhì)小管封閉率的結(jié)果見表2，脫敏處理后HA 組牙本質(zhì)小管開口面積最小，顯著低于Biore‐pair 組和 Dontodent 組 （P<0.05）。HA 組牙本質(zhì)小管封閉率最高，Dontodent 組牙本質(zhì)小管封閉率最低，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

表2 脫敏處理后牙本質(zhì)小管開口面積和封閉率Tab 2 Dentin tubule areas and area ratios for the oc‐cluded dentin tubules after desensitization treatment n=6，

表2 脫敏處理后牙本質(zhì)小管開口面積和封閉率Tab 2 Dentin tubule areas and area ratios for the oc‐cluded dentin tubules after desensitization treatment n=6，

注：不同大寫字母上標(biāo)代表組間牙本質(zhì)小管開口面積差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；不同小寫字母上標(biāo)代表組間牙本質(zhì)小管封閉率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

組別對照組Biorepair組Dontodent組HA組牙本質(zhì)小管暴露面積/μm2 1 246.05±214.58A 550.54±55.24B 670.38±67.01B 210.13±55.49C封閉率/%-55.82±4.43b 46.20±5.38c 83.14±4.45a

2.2 表面接觸角

脫敏牙本質(zhì)表面的通用型粘接劑接觸角見圖3。脫敏牙本質(zhì)表面的接觸角和SFE 結(jié)果見表3，脫敏劑因素對通用型粘接劑的牙本質(zhì)接觸角無顯著影響（P>0.05），而通用型粘接劑類型則顯著影響牙本質(zhì)表面接觸角：ABU 組接觸角最小（P<0.05），SBU 組與CUB 組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。Biorepair 和 Dontodent 脫敏處理后 SFE顯著增加（P<0.05）。

表3 脫敏處理后牙本質(zhì)表面的通用型粘接劑接觸角和SFETab 3 Contact angle on desensitized dentin for universal adhesives and SFE for desensitizers-treated dentin n=6，

表3 脫敏處理后牙本質(zhì)表面的通用型粘接劑接觸角和SFETab 3 Contact angle on desensitized dentin for universal adhesives and SFE for desensitizers-treated dentin n=6，

注：不同大寫字母上標(biāo)代表不同脫敏處理組間接觸角差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；不同小寫字母上標(biāo)代表不同粘接劑組間接觸角差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；*代表與對照組比較SFE差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

SFE 48.67±2.33 63.24±3.55*71.41±5.28*56.95±6.07組別對照組Biorepair組Dontodent組HA組接觸角ABU組41.10±4.56Ab 42.89±7.23Ab 36.24±2.40Ab 42.08±5.12Ab SBU組70.89±5.96Aa 66.07±5.91Aa 70.48±7.60Aa 70.84±5.97Aa CUB組71.77±2.85Aa 75.82±3.12Aa 77.64±7.16Aa 78.73±3.98Aa

圖3 脫敏處理后牙本質(zhì)表面的通用型粘接劑接觸角Fig 3 Contact angle on desensitized dentin for universal adhesives

2.3 微拉伸粘接強度

各組微拉伸樣本粘接強度見表4。雙因素方差分析表明，通用型粘接劑因素（F=25.350，P<0.001）、脫敏劑因素（F=16.136，P<0.001）均顯著影響牙本質(zhì)粘接強度，且兩因素間存在交互效應(yīng)（F=2.832，P=0.011）。對于All-Bond Universal和Single Bond Universal，對照組、Dontodent 組和HA 組的微拉伸粘接強度差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而Biorepair 脫敏牙膏預(yù)處理則可顯著降低粘接強度（P<0.05）。對于Clearfil Universal Bond，Biorepair和Dontodent 組粘接強度均明顯低于對照組和HA組（P<0.05）。對于所有通用型粘接劑，HA 組與對照組粘接強度相當(dāng)（P>0.05）。各組微拉伸樣本的主要斷裂模式為界面破壞，其次為混合破壞和樹脂內(nèi)聚破壞，較少發(fā)生牙本質(zhì)內(nèi)聚破壞。

表4 粘接強度測試及斷裂模式結(jié)果Tab 4 Microtensile strength andfailuremodedistributionof each group n=40，

表4 粘接強度測試及斷裂模式結(jié)果Tab 4 Microtensile strength andfailuremodedistributionof each group n=40，

注：同一行上標(biāo)大寫字母不同表示粘接劑組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；同一列上標(biāo)小寫字母不同表示脫敏處理組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。A：界面破壞；M：混合破壞；CD：牙本質(zhì)內(nèi)聚破壞；CC：樹脂內(nèi)聚破壞。

斷裂模式（A/M/CD/CC）27/9/1/3 24/16/0/0 20/15/2/3 14/10/8/8組別ABU組粘接強度51.55±4.79aB 47.62±6.68bB 51.89±4.75aB 51.89±5.47aB對照組Biorepair組Dontodent組HA組斷裂模式（A/M/CD/CC）28/7/0/5 12/16/0/12 15/9/5/11 27/3/1/9 SBU組粘接強度56.30±5.21aA 51.62±5.56bA 57.47±5.93aA 58.39±5.11aA斷裂模式（A/M/CD/CC）15/10/3/12 20/10/4/6 16/10/2/12 20/10/0/10 CUB組粘接強度56.80±5.00aA 50.77±5.54bAB 50.80±5.59bB 56.10±5.36aA

3 討論

DH 發(fā)生于暴露的牙本質(zhì)表面，表現(xiàn)為在外界刺激激發(fā)下產(chǎn)生的一過性疼痛，具有發(fā)作迅速、疼痛尖銳的特點，嚴(yán)重影響患者日常生活。脫敏牙膏使用方便、療效顯著，是臨床治療DH 的首選方法[3]。SEM觀察是目前使用最為廣泛的脫敏性能評估方法，根據(jù)圖像計算封閉率能夠較為準(zhǔn)確地反映牙本質(zhì)小管的封閉程度。HA 具有高SFE 和高表面活性，易于進入牙本質(zhì)小管內(nèi)，并能結(jié)合沉積于牙本質(zhì)表面，小管封閉效果良好[17]。本研究發(fā)現(xiàn)HA 脫敏糊劑能夠封閉83%牙本質(zhì)小管區(qū)域，Biorepair 和Dontodent 脫敏牙膏能夠封閉約50%區(qū)域。牙本質(zhì)小管半徑的4次方與小管內(nèi)液體流動速率呈正比，當(dāng)小管半徑縮小1/2 時，液體流速約降低至1/16，可以推測2種脫敏牙膏均可有效改善敏感癥狀，該結(jié)論與臨床研究結(jié)果一致[18-19]。

通用型粘接劑具有多種功能單體，能夠為臨床醫(yī)生提供酸蝕-沖洗模式和自酸蝕模式等多種粘接應(yīng)用模式[11]。臨床操作中為避免刺激牙髓組織，減少術(shù)后敏感，對DH 患牙進行粘接修復(fù)時常選擇自酸蝕模式。然而，粘接前的脫敏治療是否會影響粘接效果仍有待探究。因此，本研究采用3種通用型粘接劑的自酸蝕模式評價含HA 脫敏劑應(yīng)用對牙本質(zhì)粘接性能的影響。粘接強度由3種基本粘接機制共同決定，包括表面潤濕性、微機械鎖扣和化學(xué)結(jié)合[11]。表面潤濕性是影響粘接劑與牙本質(zhì)表面接觸的主要因素。當(dāng)牙本質(zhì)表面潤濕性較強時，粘接劑易滲透到膠原纖維間隙和牙本質(zhì)小管中，與牙本質(zhì)表面建立緊密接觸，粘接強度顯著提高[20]。本研究發(fā)現(xiàn)含HA 脫敏劑的應(yīng)用會引起牙本質(zhì)SFE 升高，但脫敏劑處理并未影響通用型粘接劑在牙本質(zhì)表面的潤濕性。含HA 脫敏劑處理會使牙本質(zhì)表面礦物質(zhì)成分增加，礦物質(zhì)與有機物比例升高，SFE升高，表現(xiàn)為較強的潤濕性和較小的接觸角[21]。然而，脫敏劑能夠有效封閉暴露的牙本質(zhì)小管，脫敏后牙本質(zhì)表面具有較低的粗糙度，可表現(xiàn)出較弱的潤濕性和較大的接觸角[22]。因此，脫敏組與對照組顯示出相當(dāng)?shù)慕佑|角和潤濕性。同時，粘接劑中的填料可能會削弱粘接劑在牙本質(zhì)表面的鋪展能力，從而影響樹脂單體的牙本質(zhì)滲透[21]。All-Bond Universal 具有較少的納米填料和較低的黏性，因此表現(xiàn)出更低的接觸角和更優(yōu)異的樹脂滲透性。

微機械鎖扣的形成是成功修復(fù)的關(guān)鍵。All-Bond Universal （pH=3.2）、Single Bond Universal（pH=2.7）和 Clearfil Universal Bond（pH=2.3） 屬于超溫和型和溫和型粘接劑[12]，粘接劑中酸性單體易被脫敏劑中的礦物質(zhì)成分中和，僅能使封閉牙本質(zhì)表面部分脫礦，從而限制后續(xù)粘接劑樹脂滲透進入脫礦的牙本質(zhì)區(qū)域以及樹脂突的形成，最終導(dǎo)致粘接強度降低[13]。Yang等[23]通過激光共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，在牙本質(zhì)表面應(yīng)用含鈣脫敏劑后粘接劑樹脂突數(shù)量明顯減少、長度明顯縮短。Arisu等[27]也在粘接界面的SEM 觀察中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用脫敏劑后樹脂突長度縮短。據(jù)此推測HA 脫敏后可以封閉牙本質(zhì)小管，從而限制后續(xù)粘接劑樹脂滲透進入脫礦的牙本質(zhì)區(qū)域以及樹脂突的形成。這種微機械鎖扣的缺陷可能是Biorepair 脫敏牙膏降低粘接強度的主要原因。

然而，本研究發(fā)現(xiàn)HA 脫敏劑并未對通用型粘接劑的牙本質(zhì)粘接強度產(chǎn)生不利影響，同時Don‐todent 脫敏牙膏處理后在All-Bond Universal、Sin‐gle Bond Universal 兩組也未出現(xiàn)粘接強度降低，這可能歸因于粘接劑中所含的功能單體與牙本質(zhì)表面間的化學(xué)結(jié)合作用。10-MDP 單體對于化學(xué)結(jié)合的形成具有至關(guān)重要的作用，能夠作為酸性單體提供適度的酸蝕程度、形成充足的微機械鎖扣作用，還能與Ca2+相互作用，形成穩(wěn)定的自組裝納米層[11,24]。這種納米層已被證明可以保護粘接界面免受生物降解，提升牙本質(zhì)粘接性能[25]。Yoshi‐hara等[26]通過透射電鏡觀察到 10-MDP 與 HA 反應(yīng)形成納米層狀結(jié)構(gòu)，呈約4 nm 的周期性；掃描透射電鏡能譜分析證實該納米層中存在鈣和磷元素；X 射線衍射測試顯示10-MDP 與HA 反應(yīng)形成的3個特征峰，表明納米層的存在。溫和型通用型粘接劑的酸性較弱，應(yīng)用于牙本質(zhì)表面后會殘留大量HA 晶體，HA 晶體與含HA 脫敏劑共同形成富含HA 的混合層[27]。相比于脫敏牙膏，HA 脫敏糊劑不包含牙膏常用添加劑成分（如保濕劑、表面活性劑和防腐劑），可能會提供更多潛在的Ca2+結(jié)合位點，與10-MDP發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而抵消脫敏處理對粘接強度微機械鎖扣的不利影響[2,15]。本實驗局限在于未能進行粘接的長期效果測試，在后續(xù)實驗中將會進一步開展對粘接老化和耐久性的研究。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)含HA 脫敏劑能夠形成牙本質(zhì)小管封閉，有效緩解牙本質(zhì)敏感。在使用溫和型和超溫和型通用型粘接劑進行后續(xù)樹脂修復(fù)時，含HA 脫敏牙膏降低牙本質(zhì)粘接強度，而HA 糊劑的脫敏處理未對粘接性能產(chǎn)生不利影響。對于使用含HA 脫敏產(chǎn)品后的患者進行樹脂充填治療時，應(yīng)意識到脫敏劑對于粘接效果的不良影響，并謹(jǐn)慎選擇粘接劑類型。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。