三種不同的口腔正畸牙用膠粘劑粘接性能比較研究

摘 要：為研究不同材料不同環境下口腔正畸牙用膠粘劑剪切粘接強度，研究西湖巴爾光固化膠、非調拌型樹脂膠與光固化玻璃離子膠3種膠粘劑搭配金屬、陶瓷2種托槽，在唾液、血液以及混合污染、酸腐蝕條件下、不同加載方向下口腔正畸牙用膠粘劑剪切粘接強度。試驗結果顯示，西湖巴爾光固化膠剪切粘接強度最小，唾液環境對于粘接強度影響最大，即使在唾液污染環境非調拌型樹脂膠的剪切粘接強度也最高。增加酸性腐蝕時長會提升膠粘劑的剪切粘接強度，45°加載比90°加載下口腔正畸牙用膠粘劑剪切粘接強度更高，說明外力施加方向也是影響膠粘劑剪切粘接強度的關鍵。

關鍵詞：牙用膠粘劑；剪切粘接；強度測試；非調拌型樹脂；光固化玻璃膠

中圖分類號：R783.5；TQ433.4+3 文獻標志碼：A 文章編號：1001-5922（2024）10-0046-04

Comparative study of the bonding properties of threedifferent orthodontic dental adhesives

ZHOU Lingyu1，XU Feihu1，LI Yitao2

（1. Nantong Stomatology Hospital Affiliated to Nantong University，Nantong 226006，Jiangsu China；2. Nantong Stomatological Hospital，Nantong 226006，Jiangsu China）

Abstract：In order to study the shear bonding strength of adhesives used in orthodontic teeth under different materi?als and different environments，the shear bonding strength of Xihu Bal light curing adhesive，non-mixed resin adhe?sive and light curing glass ionic adhesive combined with two kinds of metal and ceramic supports was studied underthe conditions of saliva，blood，mixed contamination，acid corrosion and different loading directions. The test resultsshowed that the shear bonding strength of Xihu Bal light curing adhesive was the smallest，the influence of saliva en?vironment on the bonding strength was the largest，and the shear bonding strength of non-mixed resin adhesive wasthe highest even in saliva polluted environment. Increasing the acid corrosion time improved the shear bondingstrength of the adhesive. The shear bonding strength of the adhesive used in orthodontic teeth under 45° loading washigher than that under 90° loading，indicating that the direction of external force is also the key to the shear bondingstrength of the adhesive.

Key words：dental adhesives；shear bonding；strength test；non-mixed type resin；light curing glass glue

牙用膠粘劑在口腔正畸過程中發揮連接作用，通過使用膠粘劑，幫助牙齒與矯治器之間成為一個整體。口腔正畸牙用膠粘劑的性能直接關聯口腔正畸的效果，也影響矯治器矯治力發揮的效果[1]。如果口腔正畸牙用膠粘劑粘接性能較差，反而會導致矯治器在口腔中不能發揮正常作用，導致口腔正畸治療不能正常開展[2-4]。大量口腔相關研究顯示，粘接效果經常受到多種因素影響，一方面口腔之中的環境較為復雜，另一方面這種牙用膠粘劑非常容易受到外部各種因素的影響[5-6]。對此大量學者作出研究，有學者采用丙烯酸材料優化牙用膠粘劑，提升牙用膠粘劑的性能，這種優化方式會導致矯治器托槽上的膠粘劑殘留過多，去除難度較大，對于口腔環境造成較大影響[7]；還有學者選擇熱固化樹脂粘接牙齒與托槽，但是這種膠粘劑需要在高溫環境下加熱20 min才能實現膠粘劑的固化，不能適用于陶瓷材料上，不能實現部分陶瓷假牙修復校正[8]。

基于此，本文研究各種條件之下，口腔正畸牙用膠粘劑剪切粘接強度，由此確定最佳口腔正畸牙用膠粘劑的種類和使用環境。

1材料方法

1. 1原料與儀器設備

1. 1. 1原料

離體牙樣本準備：正常正畸治療時，會考慮牙齒調整時的空間需求，拔除較為靠前的第1、第2磨牙，這些拔出的磨牙也就是離體牙。該試驗從口腔醫院收集符合標準的180顆離體牙。

為了驗證不同托槽和不同膠粘劑，實際應用于牙齒矯正時的剪切強度變化情況，因此選取多個托槽和膠粘劑開展試驗，各個托槽膠粘劑和其他原料：金屬托槽，長沙聚眾冶金科技有限公司；陶瓷托槽，上海盈諾實業有限公司；西湖巴爾光固化正畸膠粘劑，廣州安華醫療科技有限公司；非調拌型樹脂膠粘劑，河南登士柏醫療器械有限公司；光固化玻璃離子，河南省佰盛德昌醫療器械有限公司；硫化鈉（工業級），山東國化化學有限公司；氯化鈉（工業級），濟南金永碩化工有限公司；氯化鈣（工業級），壽光學祥化工有限公司；氯化鉀（工業級），江蘇科倫多食品配料有限公司；硫酸氫二鈉（工業級），鞏義市多佳凈水材料有限公司；尿素（工業級），濟南晟旺化工有限公司；磷酸（工業級），濟南博傲化工有限公司。

1. 1. 2儀器設備

本文試驗所用儀器設備：SJ-1高壓水槍，河南順潔清洗設備有限公司；DP-DM壓縮空氣吹風機，山東達普機械制造有限公司；H-UVJ200100-365光固化機，東莞市合凱電子科技有限公司；WDW-2020萬能試驗機，濟南品德試驗機有限公司；MTM-1510M光學顯微鏡，東莞市中特精密儀器科技有限公司。

1. 2材料處理及制備

1. 2. 1離體牙選取及預處理

挑選180顆離體牙，需要保證牙齒表面沒有惡性斑塊，呈現正常形態，沒有異常變形，具有良好牙釉質發育機理，牙釉質未出現裂紋和脫礦情況。不能選取根管治療后的牙、氟斑牙、四環素牙以及已經粘接過托槽的牙、人工美白后的牙齒[9-11]。清理各個離體牙表面，將完成處理后的離體牙浸泡在生理鹽水中備用，為保證浸泡后的離體牙不會發生變化，將浸泡在生理鹽水中的離體牙儲存在溫度為4?的冰箱中，為保證試驗質量，離體牙儲存時間不能超過90 d。

1. 2. 2制備試驗模型

取一個下顎托盤試驗模具，將烤軟且定性之后的紅蠟片固定在模具之上，后的模擬牙弓。分離劑涂抹在模具上的紅蠟片上，確定分離劑呈現干燥狀態以后，向試驗模具之中灌注超硬石膏，在石膏完全凝固之前把每組試驗所用的離體牙固定在石膏之中，待石膏完全凝固以后把試驗模具和紅蠟片都去除，使用砂紙打磨石膏模型的邊緣，獲得帶有牙弓形狀的口腔待正畸牙模型[12]。

1. 2. 3人工唾液制備

試驗過程中需要模擬人工唾液對于口腔正畸牙用膠粘劑剪切粘接強度影響，考慮試驗環境限制，需要制備人工唾液完成試驗[13]。

將5 mg硫化鈉與500 mg氯化鈉混合，充分混合后分別將900 mg氯化鈣以及500 mg氯化鉀添加在混合溶液中，完成混合后，再添加700 mg硫酸氫二鈉以及1 000 mg尿素，確保所有物質充分混合后，向混合溶液中添加1 000 mL蒸餾水。通過酸堿中合法調整人工唾液的酸堿度，確保人工唾液的pH值為中性。

1. 3試驗分組

本文試驗共使用180顆離體牙，每組使用30顆離體牙。試驗組1A：西湖巴爾光固化正畸膠粘劑+金屬托槽；試驗組1B：非調搬型樹脂膠粘劑+金屬托槽；試驗組1C：光固化玻璃離子+金屬托槽；試驗組2A：西湖巴爾光固化正畸膠粘劑+陶瓷托槽；試驗組2B：非調拌型樹脂膠粘劑+陶瓷托槽；試驗組2C：光固化玻璃離子+陶瓷托槽。

1. 4托槽粘接

試驗組1A、2A：使用牙齒處理的專門磷酸酸蝕劑（35%濃度），沖洗離體牙0.5 s，再使用清水沖洗離體牙，使用壓縮空氣吹風設備將離體牙的表面吹干，確保立體牙出現白堊面。在托槽地面涂抹少量膠粘劑同時迅速與離體牙粘接，適當調整位置以后用手微微施力，完成固定以后，將其他位置殘留的膠粘劑去除[14-15]。由于湖巴爾光固化正畸膠粘劑是一種，因此完成粘接以后，在托槽兩側使用光固化機照射粘接托槽之后的口腔正畸模型。

試驗組1B、2B：使用牙齒處理的專門磷酸酸蝕劑（35%濃度），沖洗離體牙0.5 s，再使用清水沖洗離體牙，使用壓縮空氣吹風設備將離體牙的表面吹干，確保立體牙出現白堊面。在托槽地面涂抹少量膠粘劑同時迅速與離體牙粘接，適當調整位置以后用手微微施力，完成固定以后，將其他位置殘留的膠粘劑去除。

試驗組1C、2C：使用牙齒處理的專門磷酸酸蝕劑（35%濃度），沖洗離體牙0.5 s，再使用清水沖洗離體牙，使用壓縮空氣吹風設備將離體牙的表面吹干，確保立體牙出現白堊面。參考光固化玻璃離子說明書上的上的粉、液比例把光固化玻璃混合后涂抹在托槽的底部，涂抹完成后，迅速把托槽與離體牙連接，適當調整位置，后用手微微施力，將多余殘留的膠粘劑清除。由于光固化玻璃離子也是光固化膠粘劑，因此使用光固化機在口腔正畸模型的兩側照射25 s。

6組試驗組的粘接方式除了光照條件以外基本一致，根據實際操作時所遇到的問題，適當調整粘接步驟。

1. 5試驗環境設置

1. 5. 1污染環境對牙用膠粘劑剪切粘接強度影響

（1）唾液污染：該試驗為形成對比，分別設置干燥與濕潤兩種環境。干燥試驗環境無需對安裝托槽的口腔正畸模型作任何處理。濕潤環境之中的試驗設置；在離體牙為安裝托槽之前使用牙齒處理的專門磷酸酸蝕劑（35%濃度），沖洗離體牙0.5 s，利用高壓水汽在沖洗牙面15 s，沖洗完畢后使用吹風設備將離體牙的表面吹干，出干時間控制在10 s以內。使用醫用棉球蘸取本文所制備的人工唾液，均勻涂抹在粘接托槽之后且酸蝕處理的各個試驗模型上，確保離體牙表面足夠濕潤。完成唾液涂抹后再安裝托槽；

（2）血液污染：該環境下也分為干燥環境與濕潤環境，除污染物為血液以外，其余操作步驟與唾液污染基本一致；

（3）混合污染：試驗過程也包含干燥與濕潤兩種環境，干燥環境無需對試驗樣品作出任何操作。混合污染的污染物主要為血液與唾液的污染物，其他步驟與上述類似。

1. 5. 2酸蝕時間對牙用膠粘劑剪切粘接強度影響

為了驗證酸蝕時間對于各個膠粘劑剪切強度影響，將不同膠粘劑、不同托槽的口腔正畸模型剪切強度影響，將各個口腔正畸模型分別置于正磷酸溶液中浸泡，浸泡時長分別為10、20、40和60 s，完成酸蝕浸泡后，將各個口腔正畸模型取出并使用水氣槍沖洗10 s，通過壓縮空氣吹風設備把口腔正畸模型吹干，置于室溫環境中備用。

1. 6剪切性能測試

在室溫環境之下，選取直徑為0.3 mm的不銹鋼絲將離體牙上的各個托槽結扎起來，完成結扎以后，借助夾具的力量，上方夾具夾住上部的結扎鋼絲，下方夾具主要夾住口腔正畸模型的底部，發揮固定作用，確保利用萬能試驗機施加剪切力的時候，托槽的平面與剪切力處于同一個水平面上。萬能試驗機的加載速度為2.5 mm/min，逐漸升高加載荷載，直至使用各個膠粘劑粘接的托槽從離體牙上脫落就可以停止加載荷載，將該狀態的剪切力與托槽底部的面積記錄下來，利用這些參數計算各個口腔正畸牙用膠粘劑的抗剪強度。

為了測試不同酸蝕時間對于口腔正畸牙用膠粘劑剪切粘接強度的影響，從45°、90°這2個方向向各個浸泡過口腔正畸模型施加荷載，托槽與荷載之間的方向不再保持平行。萬能試驗機在這一階段的加載速率為0.1 mm/s，同樣待托槽從離體牙上脫落后，停止施加荷載。

2結果與分析

2. 1不同托槽對牙用膠粘劑剪切粘接強度影響

不考慮口腔中出現的其他污染因素，僅測試口腔環境中最常見的唾液污染環境下和干燥環境下，這2種不同托槽材料對于牙用膠粘劑剪切粘接強度影響，試驗結果如表1所示。

由表1可知，不論是干燥環境中還是唾液環境中，使用西湖巴爾光固化正畸膠粘劑粘接托槽后，抗剪強度最低，說明使用該膠粘劑不能保證較高粘接效果。

2. 2污染環境對牙用膠粘劑剪切粘接強度影響

不考慮托槽種類，僅考慮污染環境對于牙用膠粘劑剪切粘接強度影響，只考慮膠粘劑種類與污染環境，使用金屬托槽模型開展試驗分析，試驗結果如表2所示。

由表2可知，血液污染對于口腔正畸模型膠粘劑剪切粘接強度影響并不大，但是唾液污染環境與混合污染環境下，各個口腔正畸模型的抗剪強度相對較低，說明唾液會影響牙用膠粘劑的粘接剪切強度。

2. 3酸蝕時間對牙用膠粘劑剪切粘接強度影響

使用金屬托槽制備的口腔正畸模型開展試驗，使用唾液污染環境作為試驗背景環境，測試不同酸蝕時間、不同外力加載角度下各個口腔正畸模型的剪切粘接強度情況，結果如表3所示。

由表3可知，相同酸蝕時間之中，90°施力荷載的模型抗剪強度明顯低于45°施力荷載。非調拌型樹脂膠粘劑在各種試驗條件下抗剪強度最佳，說明該種牙用膠粘劑具有良好的剪切粘接強度，適合應用于口腔正畸治療工作之中。

3結語

本研究測試了口腔正畸牙用膠粘劑剪切粘接強度，分別選取西湖巴爾光固化正畸膠粘劑、非調拌型樹脂膠粘劑與光固化玻璃離子膠粘劑粘接托槽，經過試驗分析發現，西湖巴爾光固化正畸膠粘劑粘接強度較低，非調拌型樹脂膠粘劑粘接效果較佳。在今后口腔校正治療中，可以推廣使用非調拌型樹脂膠粘劑作為正畸膠粘劑，以獲得較為理想的口腔矯正效果。

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