不同表面处理方式在复合树脂再修复技术中的对比研究

王本材 李海莹 王健平 刘霜 张嘉熙 杨玉娟

[摘要]目的：探讨酸蚀-冲洗、一步法、两步法自酸蚀粘结以及硅烷偶联剂结合以上三种粘结技术对3MZ350老化复合树脂再修复粘结强度的影响，为临床应用提供参考。方法：制作50个树脂条样本，抽取7个为空白对照组不做任何处理，剩余随机分成六个实验组，并进行表面粘结处理，（N=6，n=7）。对完成的试件进行微拉伸检测，并做统计学分析。扫描电镜观察实验组试件表面处理后的粘结面形态。结果:实验组中，硅烷偶联剂+二步法自酸蚀的粘结强度最大（58.73±0.12）MPa，酸蚀-冲洗的粘结强度最小（45.22±0.45）MPa。实验组与对照组比较有统计学意义（P＜0.05）。结论：硅烷偶联剂联合二步法自酸蚀的粘结强度最大，有利于临床老化复合树脂再修复技术的利用。

[关键词]复合树脂再修复；硅烷偶联剂；酸蚀；粘结强度

[中图分类号]R783 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2014）05-0397-05

The comparative study on Different surface treatments in composite resin restoration techniques

WANG Ben-cai,LI Hai-ying,WANG Jian-ping,LIU Shuang,ZHANG Jia-xi,YANG Yu-juan

(The Second Department of Endodontics,Affiliated Stomatology Hospital,Jiamusi University,Jiamusi 154007,Heilongjiang,China)

Abstract: ObjectiveTo investigate the etching-rinse,one-step,two-step self-etching adhesive and bonding silane coupling combining the above three techniques,for 3MZ350 then repair the aging effects of composite resin bond strength to provide reference for clinical applications.MethodsMaking a total of 50 samples of the resin pieces,extracted five blank control group,no treatment,and the remaining were randomly divided into six experimental groups,and surface adhesion treatment,(N=6,n=7).Specimens were completed on microtensile testing,and do statistical analysis. Scanning electron microscope specimens of each group after the surface treatment adhesive surface morphology.Results In the experimental group,a silane coupling agent+two-step self-etching adhesive systems micro surface treatment tensile strength max (58.73±0.12)MPa,etching-surface treatment rinse adhesive systems Micro Tensile strength Min (45.22±0.45)MPa. Experimental group and control group was statistically significant(P＜0.05).ConclusionSilane coupling joint two-step self-etching adhesive surface treatment system maximum bond strength,is conducive to clinical aging composite resin and then repair the use of technology.

Key words:repair composite resin;silane coupling agent;acid;bond strength光固化复合树脂是目前口腔临床上常用的充填材料，但是临床操作过程中存在一些弊端。由于目前树脂的强度较釉质差，以至于随着使用时间延长表面出现磨耗，牙体缺损过多充填的树脂受力折断；也可由于椅旁操作时间长，患者配合欠佳，年轻患者唾液量多并且牙位靠后，修复体外形调牙合过程中磨改过多等。以上问题均导致复合树脂充填失败。因此，对于这些非龋性因素影响的失败的复合树脂充填体，可以不完全去除剩余的树脂材料或者进行局部修补，即为再修复技术。树脂再修复技术能够显著减少健康牙体组织的磨切，减小磨切过程中对牙髓的刺激，缩短椅旁操作时间，较传统的完全去除旧充填体的方法具有明显的优越性[1]。

树脂再修复技术中，老化树脂表面处理方法可能会对树脂间的粘结强度有影响。因此，本实验分别采用酸蚀-冲洗、一步法自酸蚀、两步法自酸蚀以及硅烷偶联剂结合以上3种粘结技术，对经表面处理后的3MZ350老化复合树脂进行粘结修复，检测各自的粘结强度，以探讨树脂再修复治疗中适宜的表面处理方法，为临床操作奠定依据。

1材料和方法

1.1 实验材料：美国3MZ350光固化复合树脂，美国3M第七代自酸蚀粘结剂，日本可乐丽菲露树脂粘结剂（处理剂：单体聚甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、三叠氮类乙烯（MDP），精制水，光聚合触媒，着色剂，其他；粘结剂：无机填料，单体，光聚合触媒，其他，可乐丽国际贸易上海有限公司)，酸蚀剂（37%磷酸，广州市桦南齿科器材有限公司），牙本质牙釉质通用粘结剂（双酚A甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)的磷酸盐，广州市桦南齿科器材有限公司），人工唾液（成分：羟甲基纤维素钠10g，山梨醇30g，氯化钾1.2g，氯化钠0.9g，氯化镁0.052g,0.053%磷酸钙200mg，0.2%磷酸钠10ml，尼泊金0.33g蒸馏水加至1000ml）（东莞市科鸿化工有限公司）硅烷偶联处理剂KH570（上海华蓝技术有限公司）。

1.2主要仪器设备：恒温水浴箱（江苏太仓医疗仪器厂），微机控制电子万能实验机（天水红山试验有限公司），JSM-6360LV型扫描电镜（日本电子公司），JFC-1600喷金机（日本电子公司），LED 光固化（Palmlight TM Ⅱ,CAO GROUP INC，美国）。

1.3 试验方法

1.3.1制备试件：在模具中，将3MZ350树脂使用水门汀充填器，逐层充填，每层光照20s，各制做成2mm×2mm×8mm的树脂块50个。制作2mm×2mm×14mm树脂块7个，作为空白对照组。

1.3.2 试件老化及试件表面处理：将50个树脂试件置于人工唾液浸泡3个月，用来模拟人体口腔内树脂老化的环境。对老化完成的试件，流水冲洗，用金刚砂车针磨去老化试件表面1mm，水冲洗15s，气枪吹干。

1.3.3 分组及表面粘结处理：将上述老化处理完的试件随机分为7组，每组7个备用。分组：老化后试件表面处理。

1.3.4树脂充填：将上述表面处理过后的试件，每组用3MZ350树脂逐层充填，每层光照20s，充填至长度为14mm。并打磨、抛光。

1.3.5 微拉伸样本制备-测试粘结强度：以上实验组与对照组再修复后的试件，打磨抛光，置于37℃水浴箱中24h备用。使用电子万能测试机检测每组试件的粘结强度，用强力胶分别将树脂条固定于微拉伸仪上，沿标本台水平长轴放置测试标本，固定标本时，注意防止强力胶污染粘结界面。固定拉伸速度进行测试，记录数据表上的拉力峰值，计算粘结强度。计算公式：微拉伸粘结强度（MPa）=破坏最大力（N）×9.8/横截面积（S），做统计学分析。

1.4 统计学方法：采用SPSS17.0系统进行,配对t检验统计，结果P＜0.05无统计差异。

2结果

七组树脂试件制备完成后微拉伸强度测试结果见表2。对照组的微拉伸强度最大。实验组中，硅烷偶联处理剂+二步法自酸蚀粘结系统表面处理的微拉伸强度最大，酸蚀-冲洗粘结系统的微拉伸强度最小。硅烷偶联剂处理后用酸蚀或粘结剂均比未用硅烷偶联剂的粘结强度大。

2.1实验组均与对照组间有显著性差异（P＜0.01），统计学有意义。

2.2使用硅烷偶联剂组与相对应的非使用硅烷偶联剂组的配对t检验统计结果显示，P＜0.05，统计学有意义。

2.3非使用硅烷组分别两两比较，配对t检验统计结果显示，P＜0.05，统计学有意义。实验组，二步法自酸蚀处理老化树脂粘结强度最大，一步法次之，酸蚀-冲洗最小。

2.4使用硅烷组分别两两比较，配对t检验统计结果显示，P＜0.05，统计学有意义。实验组，二步法自酸蚀处理老化树脂粘结强度最大，一步法次之，酸蚀-冲洗最小。

2.5各组之间粘结面处理后扫描点将观察（如图1～7）。

对老化复合树脂表面以不同方式处理后扫描电镜观察（如图1～7）。图1经金刚砂打磨后表面出现明显凹槽状，图3与图4、图6与图7比较呈现表面处理后的粗糙度逐渐明显，图2与图3、4，图5与图6、7比较粗糙度明显但颗粒较小且夹杂污染层。硅烷偶联剂组（如图5～7）与非硅烷偶联剂组（图2～4）比较粗糙度明显增加。

3讨论

本实验是研究不同方法处理老化树脂表面，如酸蚀-冲洗、一步法自酸蚀、二步法自酸蚀、酸蚀-冲洗+硅烷偶联剂、一步法+硅烷偶联剂、二步法+硅烷偶联剂，这些方法分别处理老化树脂表面后与新树脂粘结，比较它们的粘结强度。其实验结果以供指导临床。

使用微拉伸强度测定评定老化树脂间表面处理后与新树脂之间的粘结强度。测试拉伸强度时使用的样本粘结面积比较小，能有效的减少粘结面的结构缺陷对测试结果的影响。同时，由于样本较小的粘结面积，作用力可以均匀分布于粘结面，因此，测试的结果比较可靠[1]。Sano 等[1] 提出了微拉伸强度测试的方法, 将粘结样本制成＜2mm2 的粘结界面，使牙本质内聚力破坏率降低接近零，粘结界面的破坏形式几乎都为界面破坏, 能较好地测量真正的粘结强度。至今仍无评价新鲜树脂与陈旧性树脂间是否成功修复的最小粘结强度的标尺，但有关研究阐明树脂与已酸蚀牙釉质的粘结强度大约为15～30MPa[2]；临床上树脂与酸蚀后的牙釉质出现粘结失败较少，这说明新旧树脂间的粘结强度如果能够达到树脂与酸蚀后牙釉质间的粘结强度，这样可以认为修复成功[3]。Yesilyurt等[4]通过实验表明新旧树脂间粘结强度应不低于18～20MPa。

树脂固化过程中，氨基甲酸乙酯与多功能甲基丙烯酸酯单体通过甲基丙烯酸碳-碳共价键形成稳定的四功能化合物立体结构。老化树脂表面由于剩余的甲基丙烯酸酯减少，同时，由于长时间唾液浸泡导致水分的吸收，这些都是降低老化树脂与新鲜树脂间粘结强度的因素。因此，增加未发生反应的甲基丙烯酸酯单体的数量是影响老化树脂与新鲜树脂粘结的因素之一。其次，新旧树脂之间的机械嵌合在复合树脂再修复中发挥着十分重要的作用[5-6]。因此，在实现新旧树脂化学结合之前，对旧树脂表面金刚砂研磨处理很有必要[7]。虽然磷酸对树脂表面仅起到清洁作用，并没有使树脂表面发生任何化学变化[8]，但与氢氟酸和过氧化氢相比，学者们仍选择运用磷酸溶液来获得清洁的树脂表面[8-11]。然而，经过60s磷酸酸蚀清洁树脂表面仍存在部分污染层（见图2），这在一定程度上可能妨碍媒介物质渗入从而影响新旧树脂之间的化学结合。因此在磷酸酸蚀时间上对复合树脂再修复的影响值得进一步研究。

本实验主要研究临床常用的金刚砂车针研磨后，比较磷酸酸蚀及利用多种粘结剂与硅烷偶联剂等媒介物质实现新旧树脂之间的结合效果。实验中，样品涂布粘结剂及硅烷偶联剂修复后的粘结强度明显接近对照组强度。

首先，这是由于树脂是一种粘性材料，渗透性较差，直接将新鲜树脂粘结于研磨后的老化树脂表面固化很难达到较大的有效粘结面积。与树脂比较，粘结剂具有低粘度性，有更强的渗透性，可渗透入树脂内产生稳定的化学连接。同时，由于粘结剂的低粘度可以增加老化树脂表面的润湿性，从而增加与新鲜树脂的粘结强度[12-13]。而且老化树脂表面打磨过程中形成杂质更有利于粘结剂的浸润和渗透，使得新旧树脂间粘结强度增加[14]。实验中用全酸蚀、一步法自酸蚀、二步法自酸蚀三种粘结剂分别处理老化树脂表面，最后比较出对于树脂再修复技术中相对最有效的粘结方法。

其次，硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其粘度及表面张力低，润湿能力较高，对无机材料表面的接触较小，可在其表面迅速延展开，使无机材料表面被硅烷偶联剂润湿。硅烷偶联剂的一端的甲氧基可水解成硅醇基团取向于无机材料表面，与材料表面的羟基发生水解缩聚反应；另一端的有机丙烯酸酯基团则取向于有机材料表面，发生交联固化[15-17]。对复合树脂中无机填料表面硅烷化可以促进填料与有机基质之间的粘结从而提高复合树脂的机械性能。利用硅烷偶联剂的性能结合以上3种粘结剂，观察对新旧树脂的粘结强度是否有显著提高。

本实验的结果表明：未使用硅烷偶联剂的三组比较：二步法的自酸蚀粘结强度优于其他两组；使用硅烷偶联剂的三组比较：硅烷偶联剂与两种自酸蚀粘结的粘结强度在原来的基上均有提高，并且硅烷偶联剂+二步法自酸蚀优于其他两组。因为在溶剂挥发过程中水:HEMA比例降低导致疏水成分的相分离，从而影响了界面的粘结[18]。两步法自酸蚀粘结剂用处理剂将老化树脂表面亲水性转变成疏水性，并且粘结剂润湿性好，能充分润湿老化树脂表面，渗入老化树脂表面形成的凹槽中，形成微机械嵌合，并与老化树脂中残留的单体发生化学粘结，从而完成与旧树脂之间的粘结。但老化树脂的污染层等因素对于新旧树脂间的粘结强度的影响，以及修复后的长期效果，仍有待进一步实验研究。

[参考文献]

[1]Sano H,Shono T,Sonoda H,et al.Relationship between surface area for adhesion and tensile bond strength--evaluation of a micro-tensile bond test[J].Dent Mater,1994,10(4):236-240.

[2]Craig RG,Powers JM.Restorative dental materials[M].11th ed.St..Louis:Mosby Inc,2002.

[3]Shahdad SA,Kennedy JG.Bond strength of repaired anterior composite resins:an in vitro study[J].J Dent,1998,26(8):685-694.

[4]Yesilyurt C,Kusgoz A,Bayram M,et al. Initial repair bond strength of a nano-filled hybrid resin:effect of surface treatments and bonding agents[J].J Esthet Restor Dent,2009,21(4):251-260.

[5]Rathke A,Tymina Y,Haller B.Effect of different surface treatments on the composite-composite repair bond strength[J].Clin Oral Investig,2009,13(3):317-323．

[6]Nilsoon E,Alaeddin S,Karlsson S,et al.Factors affecting the shear bond strength of bonded composite inlays[J].Int J Prosthodont,2000,13(1):52-58.

[7]Bonstein T,Gariapo D,Donarummo J Jr,et al.Evaluation of varied repair protocols applied to aged composite resin[J].J Ashes Dent.2005 Spring,7(1):41-49.

[8]Shen C，Mondragon E，Gordan VV,et al.The effect of mechanical undercuts on the strength of composite repair[J].J Am Dent Assoc,2004 Oct:135(10):1406-1412.

[9]Cavaleant AN,De Lima AF,Peris AR,et al.Effect of surface treatments and bonding agents on the bond strength of repaired composites[J].J Esthet Restor Dent,2007:19(2):90-98.

[10]Padipatvuthikul P,Mair LH.Bonding of composite to water aged composite with surface treatments[J].Dent Mater.2007 Apr;23(4):519-525.

[11]Lastum?ki TM,Kallio TT,Vallittu PK.The bond strength of light-curing composite resin to finally polymerized and aged glass fiber-reinforced composite substrate[J].Biomaterials,2002,23(23):4533-4539.

[12]Lucena-Martín C,González-López S,Navajas-Rodríguez de Mondelo JM.The effect of various surface treatments and bonding agents on the repaired strength of heat-treated composites[J].J Prosthet Dent,2001,86(5):481-488．

[13]Cavalcanti AN,Laviqne C,Fontes CM,et al.Microleakage at the composite-repair interface:effect of different adhesive systems[J].J Appl Oral Sci,2004,12(3):219-222．

[14]Hamano N,Chiang YC,Nyamma I,et al.Effect of various surface treatment on repair strength of composite resin[J].DentMater J.2011;30(4):537-545.

[15]张凌，方明.自酸蚀粘结系统的研究进展[J].国外医学口腔医学分册，2004，31(5)：394-396.

[16]Kinloch AJ.Adhesion and adhesives scince and technology[J].Chapman and Hall Ltd,1987, 154.

[17]沈玺，高雅男，徐政.硅烷偶联剂的研究与应用[J].上海生物医学工，2006，26(l)：14-l7.

[18]Yiu CK,Pashley EL,Hiraishi N,et al.Solvent and water retention in dental adhesive blends after evaporation[J].Biomaterials,2005;26(34):6863-6872.

[收稿日期]2014-01-05[修回日期]2014-02-10

编辑/何志斌