熱凝樹脂、聚合瓷、CAD/CAM樹脂與牙本質粘接的粘接強度比較

劉名，伊哲

（中國醫科大學口腔醫學院·附屬口腔醫院修復一科，遼寧省口腔疾病重點實驗室，沈陽 110002）

暫時修復體具有保護牙髓和牙周組織，促進引導組織愈合，恢復前牙美觀，穩定牙齒到位置和咬牙合關系，預判最終修復效果等作用。暫時修復體在口腔修復、正畸、種植以及牙周等各領域均廣泛使用。臨床上常用熱凝樹脂、聚合瓷、計算機輔助設計與制作（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）樹脂口外間接制作暫時修復體。熱凝樹脂是傳統的暫時修復材料，具有價格低廉、拋光性好、性能穩定等優點［1］。聚合瓷是類瓷樹脂系統，含有部分微細瓷成分，具有樹脂與瓷的雙重優點，抗彎強度高、抗炎、表面拋光性能及邊緣封閉性好、收縮率低，常被作為長期暫時修復體［2］。高溫高壓下制作的CAD/CAM系統專用PMMA樹脂盤具有穩定的物理及機械性能，避免出現修復體孔洞，不易變色，體積變化小的優點，近年來臨床上廣泛應用［3］。暫時修復體不僅應該具有良好的生物學性能、機械性能及美學性能［4］，還應該能夠保證與牙體之間緊密粘接以確保獲得長期理想的治療效果［5］。已有臨床研究［6］發現暫時修復體脫落率較高。目前，暫時修復材料與牙本質間的粘接效果研究鮮有報道。本研究通過剪切粘結強度（shear bond strength，SBS）測試來探討熱凝樹脂、聚合瓷、CAD/CAM樹脂3種暫時修復體與牙本質粘接的粘接強度的差異，旨在為臨床上暫時修復體選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 離體牙來源及分組

選擇2021年6月至9月我院口腔頜面外科38例患者（年齡16～40歲，拔牙原因為阻生）的第3橫磨牙（45顆）。納入標準：牙體完整，頰側、舌側釉質無裂紋，無齲，具有足夠的冠部尺寸。將牙試件隨機分為熱凝樹脂組、聚合瓷組、CAD/CAM樹脂組，每組15個。

1.2 主要材料和器械

主要材料與器械包括Ceramage聚合瓷（日本SHOFU公司），CAD/CAM樹脂盤、熱凝樹脂（日本山八公司），Scotchbond通用型粘接劑、RelyXTMUltimate非自粘接樹脂水門汀（美國3M公司）；Solidilite光聚合器（日本SHOFU公司），120目、400目碳化硅水砂紙（美國Buehle公司），LED光固化燈（美國Kerr Demi Plus公司），數顯恒溫水浴鍋（HH-4，鄭州社甫儀器廠），微機控制電子萬能實驗機（中國MTS E44公司），Hitachi S-3400N掃描電子顯微鏡（美國HITACHI公司），CAD/CAM系統（德國Wieland Dental公司）。

1.3 剪切試件的制備

去除牙體表面殘余軟組織及牙石等，置于4 ℃蒸餾水中備用。用高速渦輪機碳化鎢車針磨除頰側或舌側牙釉質，預備至牙本質面。丙烯酸樹脂包埋牙體制作25 mm×10 mm×15 mm的長方體試件，并暴露牙測試面。流水沖洗下依次使用120目、400目（砂粒分別為125 μm、35 μm）的碳化硅砂紙打磨牙面（各1 min），橡皮杯、浮石粉徹底清潔牙面以獲得均勻的、光滑的標準粘接面，然后儲存在室溫蒸餾水中備用。

熱處理方法制作熱凝樹脂試件，硅橡膠模具制作聚合瓷試件。CAD/CAM樹脂試件由計算機輔助設計及機械加工法直接切割制作完成。試件均為直徑4 mm，高4 mm的圓柱形，超聲清洗試件5 min，并用酒精棉球清洗粘接面，流水沖洗后吹干試件表面。

1.4 粘接

參照文獻［7］的方法，用不透明膠帶（孔徑4 mm）覆蓋牙本質測試面來限定粘接面積，涂抹一薄層Scotchbond通用型粘接劑，反復涂擦20 s，氣槍吹干5 s，光照10 s，然后在牙本質測試面的不透明膠帶環內注入RelyXTMUltimate樹脂水門汀，將試件中心與膠帶環中心重合就位，保持手指恒定壓力（10 N）下垂直向加壓［8］，LED燈光照20 s。

1.5 SBS測試和掃描電鏡觀察

試件存于（37±2）℃蒸餾水中，24 h后將試件固定在萬能實驗機上（圖1）。將加載頭平行并緊密貼合粘接面，加載速度為1 mm/min，記錄剪切斷裂時最大負荷數。按照公式P=F/S（P為試件的SBS，F為試件脫落時所承受的剪切力，S為試件的橫截面積；單位為MPa）計算SBS。掃描電子顯微鏡下觀察3種試件處理前、牙本質粘接斷面及試件粘接斷面的形態。

1.6 體視顯微鏡觀察

使用體視顯微鏡（20 倍）觀察試件粘接界面斷裂模式。粘接界面斷裂模式［9］主要表現為3種，包括：（1）界面破壞，剪切后試件表面無粘接劑殘留；（2）內聚破壞，樹脂內聚斷裂；（3）混合破壞，既有界面破壞，又有內聚破壞。統計3組試件破壞形式及數量并計算百分比。

1.7 統計學分析

采用SPSS 20.0統計軟件進行統計分析，計量數據采用±s表示，3組間比較采用單因素方差分析，P＜ 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組SBS比較

結果顯示，熱凝樹脂、聚合瓷、CAD/CAM樹脂的SBS分別為（4.84±0.95）MPa、（11.20±1.49）MPa、（5.93±1.81）MPa。與熱凝樹脂組和CAD/CAM樹脂組比較，聚合瓷組的SBS顯著增高（P＜ 0.05）；而熱凝樹脂組與CAD/CAM樹脂組SBS比較差異無統計學意義（P＞ 0.05）。

2.2 3組掃描電鏡觀察結果比較

結果顯示，熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂粘接前表面均較光滑；而聚合瓷粘接前表面有一定粗糙度，可以看到微孔、打磨痕跡。聚合瓷表面粗糙可增加其與樹脂粘接劑的機械鎖合，可見聚合瓷粘接強度較高。熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂牙粘接斷面表面粗糙，局部略呈波紋狀，未見牙本質小管結構；而聚合瓷牙粘接斷面表面粗糙，可見牙本質小管被粘接劑斑塊封閉。熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂試件粘接斷面表面略粗糙，分布裂紋，可見片狀粘接劑殘留或簇狀粘接劑斑塊殘留；而聚合瓷試件粘接斷面表面粗糙，可見微孔、突起及粘結劑殘留。見圖2。

圖2 3組掃描電鏡觀察結果比較×500

2.3 3組粘接界面斷裂模式比較

結果顯示，聚合瓷組粘接界面斷裂模式表現為內聚破壞和混合破壞，而熱凝樹脂組和CAD/CAM樹脂組表現為界面破壞、內聚破壞和混合破壞，見圖3。

圖3 3組粘接界面斷裂模式比較

3 討論

暫時修復體是向最終修復體移行前，用于改善前牙區美觀、保護牙髓免受機械物理刺激和細菌污染、維持修復空間和恢復咀嚼功能的修復體［10］。暫時修復體在口腔修復以及其他領域均有重要的臨床意義，咬牙合重建患者行永久固定修復之前，需長期的暫時冠恢復咬牙合，維持顳下頜關節的穩定和協調，牙周冠延長術后應用暫時冠輔助軟組織成形，誘導齦乳頭再生；正畸治療的患牙牙體缺損時應用暫時冠恢復牙齒解剖形態，便于粘接托槽。因此，暫時修復體的材料選擇與穩定粘接具有重要意義，可增強邊緣密合性，防止微滲漏，并顯著降低修復體破裂的風險［11］。評估修復體粘接強度的實驗有拉伸粘接強度實驗、微拉伸粘接強度實驗、SBS實驗及撓曲粘接強度實驗等。其中SBS實驗最能代表口腔咀嚼實際情況，是最常用的測試方法［12］。因此，本研究采用SBS實驗來測量熱凝樹脂、聚合瓷和CAD/CAM樹脂與牙本質間的粘接強度。

聚合瓷屬于樹脂基陶瓷，與樹脂水門汀有相似的基質成分，兩者之間能夠形成良好的化學結合，同時牙本質粘接劑在潤濕的牙本質表面可進入膠原纖維網和牙本質小管中，與牙本質產生微機械鎖結，故產生較高的粘接強度。諸多研究［13-14］表明聚合瓷與樹脂水門汀具有較高的SBS。熱凝樹脂、CAD/CAM樹脂的主要成分均為聚甲基丙烯酸甲酯，難以形成化學結合，相較聚合瓷很難獲得較高的粘接強度，本研究結果顯示，與熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂比較，聚合瓷的SBS顯著增高（P＜ 0.05）；而熱凝樹脂與CAD/CAM樹脂的SBS比較差異無統計學意義（P＞ 0.05），與STAWARCZYK等［15］研究結果一致。

已有研究［16］表明，樹脂基陶瓷材料和全瓷托槽的剪切粘接力較聚甲基丙烯酸甲酯類暫時冠修復材料高。因此，盡管CAD/CAM樹脂修復體與熱凝樹脂的SBS比較差異無統計學意義（P＞ 0.05），但CAD/CAM樹脂的粘接強度略高于熱凝樹脂。另外，RAYYAN等［17］研究表明與手工制作的暫時修復體相比，CAD/CAM暫時修復體表現出更好的顏色穩定性，更高的機械性能，適用于長期的暫時修復；而且CAD/CAM技術制作出的修復體精度已經超過了傳統手工加工出的修復體，邊緣密合度更好［18-19］。因此，CAD/CAM樹脂暫時修復體在很多方面均優于熱凝樹脂，臨床應用更廣泛。但研究［15］顯示CAD/CAM樹脂暫時修復體與樹脂水門汀間粘接強度較差，與本研究結果一致。

掃描電鏡結果顯示，聚合瓷表面有一定的粗糙度，存在可用于機械固位的凹陷有利于樹脂水門汀產生微機械鎖結，從而產生了較高的粘接強度。而熱凝樹脂與CAD/CAM樹脂表面較光滑，機械固位力差，故粘接強度均低于聚合瓷。剪切測試中試件的界面破壞能較準確地反映粘接界面的真實信息，內聚破壞或混合破壞為粘接所期望的斷裂形式，說明粘接強度超過了粘接劑或被黏體的內聚能［9］。本研究結果顯示，聚合瓷的斷裂方式主要為內聚破壞和混合破壞，無界面破壞，與SBS實驗結果一致。可見聚合瓷粘接界面表現出較理想的斷裂形式，推測試件表面形態與粘接強度可能存在一定程度的關聯。

綜上所述，與熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂比較，聚合瓷表面粗糙，具有較高的粘接強度，可作為長期的暫時修復材料應用于臨床。但也有研究［20-22］顯示，CAD/CAM樹脂具有成本低、顏色穩定、加工周期短等特點，臨床應用也越來越廣泛，可通過對表面進行預處理來提高粘接強度［23］。本研究未對3種材料進行預處理，哪種預處理方法既能提高粘接強度又不影響修復體的美學性能和長期穩定性，有待進一步的臨床觀察和實驗驗證。