鉆針類型對自酸蝕牙本質粘接強度的影響

張玉瑋 王文潔 栗 智 李冬雪 伍小臻

全冠、嵌體等各類固定修復體的最終目標是在修復體和牙體預備體之間建立一個長久的粘接固位。牙體預備的器械對牙本質的表面特性發揮重要作用，進而對修復體的粘接固位產生影響[1]。隨著材料與技術的發展，用于牙體預備的鉆針類型越來越多。臨床上常用的鉆針類型分為鎢鋼鉆針和金剛砂鉆針[2]。當使用鉆針進行牙體預備時，牙本質表面通過研磨作用產生粗糙的碎片，形成玷污層[3]。使用各種儀器預備牙本質表面產生厚度和性質不同的玷污層[4]。本課題組既往研究證實，比較金剛砂鉆針預備牙本質，鎢鋼鉆針預備后的牙本質表面潤濕性更強，觀察到更均勻的玷污層和更少的玷污層碎片[5]。

全酸蝕粘接系統去除玷污層和玷污層碎片，而自酸蝕系統侵蝕性弱，使玷污層部分脫礦并使其殘留物并入混合層[6]。在牙本質自酸蝕粘接系統中，薄的玷污層表面比厚的玷污層表現出了更強的樹脂滲透[7]。自酸蝕粘接的有效性可能受到玷污層的厚度、密度或質量的影響[8]。因此推測，牙本質自酸蝕粘接強度可能會受到鉆針類型的影響。

本研究選擇3種渦輪鉆針在制備的牙本質表面模擬牙體預備，分別測量自酸蝕樹脂粘接水門汀和自粘接樹脂水門汀與牙本質表面的粘接強度。探討牙體預備鉆針類型對牙本質粘接性能的影響，以期為臨床提供參考。

材料與方法

1.牙本質表面試件制備：離體牙的選擇：新鮮拔除的牙冠完整、無齲壞、無修復體、無明顯磨耗及牙本質裂紋的人第三磨牙30顆，浸泡于含0.02%(質量分數)疊氮化鈉的0.9%氯化鈉溶液中4℃保存，拔除后1個月內使用。

2.離體牙的包埋與去釉：將離體牙用紅色打樣膏(中國上海榮祥齒科材料有限公司)包埋，使用低速精密切割機(Isomet，美國Buehler公司)，在25℃水冷卻下去除牙合面釉質，暴露淺層牙本質。

3.實驗分組：采用隨機數字表法將30顆離體牙試件分為3組(表1)：牙體預備用鎢鋼鉆針組、磨光用金剛砂鉆針組、牙體預備用金剛砂鉆針組，每組各10顆(圖1)。同一操作者使用電動手機(Optima MCX-LED，瑞士Bien-Air公司)，相同轉速(150000r/min)、相似輕壓力的條件下，沿同一個方向磨除牙合面牙本質，重復20次，每預備一顆牙使用1個新的鉆針。預備完成后，將離體牙試件在低速精密切割機下縱切+橫切，切得1mm厚度的半圓形牙本質片。1顆離體牙可制得2片牙本質試件，分別使用自酸蝕粘接水門汀Panavia F2.0(日本Kuraray公司)或自粘結樹脂水門汀SAC(日本Kuraray公司)完成粘接，試件共分為6組，每組10個試件，具體分組詳見表2。

表1 牙體預備的鉆針類型

圖1 本研究選擇的3種鉆針A.牙體預備用鎢鋼鉆針；B.磨光用金剛砂鉆針；C.牙體預備用金剛砂鉆針

表2 粘接實驗分組(n)

4.粘接步驟：(1)制作樹脂試件：使用3mm×5mm的聚四氟乙烯管制作成內徑3mm、高度3mm的模具，將樹脂材料(日本Kuraray公司)填入聚四氟乙烯模具中壓實，并用光固化燈(美國3M公司)固化，得到直徑3mm、高度3mm的圓柱形樹脂試件，其中一端噴砂處理，無水乙醇和去離子水分別超聲清洗5min，氣槍吹干備用。(2)自酸蝕樹脂水門汀Panavia F2.0粘接過程：各取1滴A液和B液在混合調合板上混合，并用小刷頭涂布于牙本質面，放置30s后吹干，將調合好的復合樹脂A、B膏涂布于樹脂試件的噴砂面，輕輕將樹脂試件放在牙本質粘接面上，使牙本質試件的中心與樹脂試件中心相對，再用1個500g的砝碼壓在樹脂試件上，并讓砝碼的重心盡可能通過樹脂試件的重心。去除多余的水門汀，光固化燈均勻照射20s。將已經制作好的試件放置于37℃恒溫去離子水中保存24h。(3)自粘接樹脂水門汀SAC粘接過程：將調合好的復合樹脂A、B糊劑涂布于樹脂試件的噴砂面，輕輕將樹脂試件放在牙本質粘接面上，讓樹脂試件的中心與牙本質試件中心相對，再用1個500g的砝碼慢慢壓在樹脂試件上，并讓砝碼的重心盡可能通過樹脂試件的重心。去除多余的水門汀，LED光固化燈均勻照射20s。將已經制作好的試件放置于37℃恒溫去離子水中保存24h。

5.剪切粘接強度實驗：將試件固定于特制的剪切強度測試夾具上，再將夾具固定于萬能力學試驗機(日本Shimadzu公司)上(圖2)，剪切應力的加載速度為1mm/min，試件斷裂的載荷記為最大載荷(F)。剪切粘接強度(shear bond strength, SBS)計算為最大載荷除以樹脂試件的橫截面積(S)：SBS=F(N)/S(mm2)，單位為兆帕(MPa)。

圖2 剪切粘接強度實驗模式圖

6.斷裂模式觀察：使用體視顯微鏡(日本Nikon公司)觀察斷裂模式。斷裂模式有如下3類：①粘接斷裂：斷裂發生在粘接界面；②樹脂內聚斷裂：斷裂發生在復合樹脂或粘接樹脂內；③混合斷裂：斷裂部分發生在界面、部分發生在樹脂或者牙本質。

結 果

1.不同鉆針組粘接強度差異：將試件按不同鉆針類型分為3組，牙體預備用鎢鋼鉆針組的的牙本質表面粘接強度為13.06±1.35MPa，磨光用金剛砂鉆針組的牙本質表面粘接強度為10.45±1.69MPa，牙體預備用金剛砂鉆針組的牙本質表面粘接強度為10.36±1.35MPa。經過單因素方差分析，3組之間整體比較差異有統計學意義(F=19.63，P<0.001)。經組間兩兩比較，鎢鋼鉆針組的牙本質表面粘接強度與兩金剛砂鉆針組之間比較差異有統計學意義，但金剛砂兩組之間牙本質表面粘接強度比較差異無統計學意義(P>0.05)，牙體預備用鎢鋼鉆針組的牙本質粘接強度大于磨光用金剛砂鉆針組和牙體預備用金剛砂鉆針組。

2.不同樹脂粘接水門汀組粘接強度差異：將試件按不同樹脂粘接水門汀分為兩組，Panavia F2.0組試件的牙本質表面粘接強度為11.48±2.09MPa, SAC組的牙本質表面粘接強度為11.09±1.75MPa。經過獨立樣本t檢驗，兩組之間整體比較差異無統計學意義(t=0.748，P>0.05)。

3.鉆針類型和樹脂粘接水門汀雙因素分析：6組牙本質表面粘接強度詳見圖3。經過雙因素方差分析，不同鉆針類型之間粘接強度整體比較差異有統計學意義(P<0.05)，不同樹脂粘接水門汀之間粘接強度整體比較，差異無統計學意義(P>0.05，表3)。

圖3 不同組牙本質剪切粘接強度

表3 雙因素方差分析結果

4.斷裂模式結果：6組試件的斷裂模式情況詳見圖4。各組主要斷裂模式均為粘接斷裂，其次為混合斷裂，少部分為樹脂內聚斷裂。

圖4 斷裂模式分布圖

討 論

在臨床上，牙本質表面的特征外觀影響因素較多，比如牙體預備的步驟、牙體組織的硬度、使用的渦輪手機及其轉速、鉆針類型和冷卻水的強度等[9]。本研究在處理牙本質的過程中，控制了預備步驟，渦輪手機及轉速和25℃水冷卻等因素，同一操作者使用不同類型但直徑、錐度和尖端設計相同的鉆針，測量操作者進行牙本質預備過程中牙本質牙合面受到的壓力。在牙體預備精修過程中，鉆針對牙體組織牙合面施加的適宜壓力為0.20～0.40N[10]。

金剛砂鉆針研磨牙本質在表面產生細槽，鎢鋼鉆針對牙本質表面發揮切割作用。當使用鉆針進行牙體預備時，切削牙體組織產生的熱使有機質變性，變性的有機質和切削出的牙體組織粉末與牙本質小管溢出液、唾液和細菌等，覆蓋在牙本質表面形成玷污層[11]。研究者發現，比較磨光用金剛砂鉆針及牙體預備用金剛砂鉆針，牙體預備用鎢鋼鉆針預備的牙本質表面玷污層更薄、更均勻光滑、玷污層碎片更少，由此推測使用不同類型鉆針進行牙體預備會影響自酸蝕牙本質粘接強度，這也與本試驗研究得到的結果一致。

本研究將離體牙試件一分為二制得的2個半圓形中層牙本質試件，粘接過程中盡量使樹脂試件的中心與牙本質試件的中心相對，以保證同一顆牙粘接部位一致，可以減少牙本質本身性質引起的誤差，并且在實驗過程中采用自身對照的方法將同一顆牙分別與兩種自酸蝕樹脂水門汀粘接，最大程度上減小了離體牙本身對實驗結果的影響。粘接系統對牙本質的粘接機制是微機械的，通過單體浸潤和聚合進入表面，形成樹脂-牙本質混合層[12]。實驗中選擇的粘接水門汀為自酸蝕樹脂粘接水門汀和自粘結樹脂粘接水門汀[13]。Panavia F2.0屬于兩步法自酸蝕、雙重固化型樹脂粘接水門汀。SAC屬于一步法自酸蝕粘接樹脂水門汀，又可以稱為自粘接樹脂粘接水門汀，可將酸蝕、牙本質處理、粘接一步完成，簡化了操作步驟，并且方便臨床使用。

在當前條件下，剪切和拉伸實驗測試得出的對應剪切粘接強度和拉伸粘接強度在一定程度上均可以較好地反映粘接強度的情況[14]。本部分實驗選擇剪切強度測試而沒有選擇微拉伸強度測試的原因為對于粘接樹脂水門汀，剪切強度測試是用于評價粘接樹脂水門汀粘接性能的常用方式，其優點為操作簡單、技術敏感度小、測試結果可靠，并且微拉伸強度測試的步驟較多，導致在實驗過程中可能造成偏移的因素增多，技術敏感度高，測試結果誤差可靠性略差。在剪切粘接實驗中，萬能力學試驗機的加載速度將會影響測量得到的粘接強度數值，測定牙本質粘接試件時，加載速度過小或者過大都會明顯降低剪切粘接強度[15]。本實驗選擇了普遍使用的加載速度1.0mm/min，并且在實驗設計過程中，使加載頭盡量接近粘接界面，減小扭矩，使結果能更真實地反映出SBS。

完成實驗分組、操作、測量后，在對結果進行數據分析的過程中，本研究首先將結果按照不同鉆針類型分為3組，統計使用不同類型鉆針牙體預備對于即刻粘接強度的影響，然后將數據結果按不同樹脂水門汀分為兩組，統計不同樹脂粘接水門汀對于即刻粘接強度的影響，最后對不同鉆針和不同粘接水門汀兩個因素進行6組間比較，使用雙因素方差分析方法，結果表明，當控制樹脂粘接水門汀因素時，鉆針類型對即刻自酸蝕粘接強度的影響差異有統計學意義；而當控制鉆針類型因素時，兩種樹脂粘接水門汀對即刻粘接強度的影響差異無統計學意義。無論使用Panavia F2.0自酸蝕樹脂水門汀還是SAC自粘接樹脂水門汀，牙體預備用鎢鋼鉆針組的即刻粘接強度均大于牙體預備用金剛砂鉆針組和磨光用金剛砂鉆針組。

粘接性能的評價指標除了粘接強度外，還有斷裂模式。本研究中出現的斷裂模式有：粘接斷裂、混合斷裂和樹脂內聚斷裂。樹脂內聚斷裂代表斷裂的區域位于樹脂水門汀內部，此時樹脂柱和牙本質表面均可以觀察到殘留的樹脂水門汀，此時測得的粘接強度取決于樹脂內聚強度的大小，并不能代表真實的粘接強度。混合斷裂表示斷裂的位置部分在粘接界面，部分在樹脂水門汀內部，可能是由于粘接界面中存在著不同的應力，產生應力不平衡，從而呈現出混合斷裂的結果。粘接斷裂表示斷裂的區域在粘接界面。嚴格地說，樹脂牙本質界面發生粘接斷裂時測得的粘接強度最真實。本實驗中每組最主要的斷裂方式均為粘接斷裂模式，說明本部分實驗的結果接近真正的即刻剪切粘接強度，可靠性較強。

綜上所述，在本實驗的條件下，比較兩種金剛砂鉆針，鎢鋼鉆針預備的牙本質表面與自酸蝕類樹脂粘接水門汀的粘接強度更高。