二氧化锆烤瓷牙与蓝宝石单晶体托槽的粘结实验研究

孙海媛 赵一松 孙芳

[摘要]目的：为临床上选择蓝宝石单晶体托槽与二氧化锆烤瓷牙粘结剂提供理论依据。方法：选择72颗二氧化锆烤瓷前牙在两种瓷面处理方式下分别用3M光固化树脂、3M化学固化树脂及3M流动纳米树脂粘结蓝宝石单晶体托槽，测试剪切力及粘结剂残留指数（ARI），探讨粘结强度及对烤瓷牙面的影响。结果：①不同瓷面处理方式两两比较，瓷面喷砂组与对照组和瓷面酸蚀组比较均有统计学意义（P<0.05）；②不同粘结剂两两比较，3M Z350纳米流动树脂与3M光固化型树脂和3M化学固化型树脂粘结剂比较均有统计学意义（P<0.05）。结论：二氧化锆烤瓷牙面经磷酸酸蚀结合硅烷偶联剂处理使用流动树脂粘结蓝宝石单晶体托槽，既可获得较好的粘结强度，又对瓷面影响小。

[关键词]蓝宝石单晶体托槽；二氧化锆烤瓷牙；粘结强度

[中图分类号]R783 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2014）19-1642-03

随着人们对美观的追求越来越高，口内有瓷修复体的成人正畸患者人数逐年上升，舌侧固定矫治价格高昂，操作复杂；隐形矫治对病例的选择有较大的局限性；而蓝宝石单晶体托槽固定矫治价格适中，医生不需要特殊工具和特别培训，又满足了患者的美观要求，所以近几年发展快，临床应用广泛。将单晶体托槽粘结于二氧化锆烤瓷牙面上，粘结强度既能满足临床需要，去除时又对烤瓷牙面损伤小，成为临床正畸医师所遭遇的难题。本实验旨在为二氧化锆烤瓷牙与蓝宝石单晶体托槽的临床粘结提供理论依据。

1 材料和方法

1.1材料：ROLAND5轴车削仪（日本），NSK笔式喷砂机（日本），LED光固化机，电热恒温水浴箱，万能测试机（SHIMADZU公司，日本），S-4800电镜（日立公司，日本），爱尔创瓷块，德国Kiss全瓷系统。

1.2方法：由本院义齿加工中心加工二氧化锆烤瓷前牙（如图1）72个，用放大镜仔细检查瓷面无隐裂、无气泡、表面没有缺陷。调自凝树脂将其包埋成10mm×10mm×30mm大小的试件，充分暴露二氧化锆烤瓷牙面，经超声清洗，吹干备用。

将试件随机分为3组，每组24个。A组瓷表面不处理，蒸馏水冲洗20s，吹干，再涂硅烷偶合剂，自然晾干30s。B组NSK笔式喷砂机用50μm的氧化铝颗粒在80psi空气压力下喷砂10s，蒸馏水冲洗20s，吹干，再涂硅烷偶联剂，自然晾干30s。C组35%磷酸酸蚀瓷面60s，蒸馏水冲洗20s，吹干，再涂硅烷偶合剂，自然晾干30s。在涂硅烷偶联剂之前各组中随机选取两个试件进行电镜扫描观察二氧化锆烤瓷牙面的变化。将A、B、C三组再随机各分为三组，第1组（A1、B1、C1）用3M ESPE FiltekTM Z350 XT（3M Z350纳米流动树脂），第2组（A2、B2、C2）用3M Unitek TransbondTM PLUS Color Change Adhesive（3M光固化型树脂粘结剂），第3组（A3、B3、C3）用3M Unitek UniteTM Bonding Adhesive（3M化学固化正畸树脂粘结剂）严格按产品说明操作分别粘结好比特蓝宝石单晶体托槽于试件（如图2）上。9组试件粘结10min后置于37℃恒温水浴箱24h，然后冷热循环500次（5℃～55℃）。在日本SHIMADZU公司AG-X<10KN万能测试机上用夹具夹紧包埋试件，用刃状刀具以0.5mm/min速度由下向上加载（如图3），直至托槽脱落，记录每个样本的剪切力值（N），再除以托槽底面积（0.38cm×0.285cm=0.1083cm2），得出的结果为剪切强度值（MPa）。

放大镜观察有无瓷折裂、蓝宝石单晶体托槽有无折裂和粘结面断裂的位置类型，按试件瓷面上的粘结剂残留指数（ARI）分类。0分=瓷面无粘结剂残留；1分=少于1/2残留于瓷面上；2分=多于1/2残留；3分=所有粘结剂均残留于瓷面上。

1.3统计学方法：采用SPSS16.0统计软件包对实验结果进行统计学分析。不同瓷面处理方式和不同粘结剂两两比较，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

各组托槽均无脱落，具体剪切强度均值及标准差详见表1。无论何种粘结剂在何种瓷面处理下均无瓷面折裂现象的发生，统计去托槽粘结剂残留指数（ARI），见表2。由对比可知，二氧化锆烤瓷牙经喷砂处理后的瓷面比磷酸酸蚀处理后的瓷面更粗糙些，产生的微裂孔也较多，喷砂处理对瓷面的损伤也比经磷酸处理的瓷面损伤大，二氧化锆烤瓷牙面其余的显微结构无明显改变（如图4～6）。

3 讨论

Whitlock等[1]认为，6～8MPa就可以满足临床正畸所需要的粘结强度。Lopez[2]建议的正畸粘结强度值为7MPa。林艺华、宋晓萌等[3]和钟瑾、赵莉等[4]的研究表明，氧化锆烤瓷牙使用玻璃离子粘结托槽可获得较好的初期粘结强度及抗剪切强度，但是耐久性粘结强度欠佳。本实验选用的都是树脂粘结剂。本实验A2A3C2C3组的粘结强度不能达到临床有效粘结强度，A1C1组的粘结强度达到了有效粘结强度，在B1组获得了最大剪切强度（12.2260±1.9263）MPa，且A1B1C1组剪切强度均高于A2A3B2B3C2C3组。在相同瓷面处理方法下，三种粘结剂两两比较，第2组和第3组剪切强度比较无统计学意义，即3M光固化复合树脂和3M化学复合树脂的粘结强度无明显差异，这一结论与陈丕修[5]等的研究结论一致。而吴美莲等[6]研究认为，光固化复合树脂粘结剂的粘结强度比化学固化复合树脂高。出现这种结论不一致，可能是由于粘结材料选用的产品不同厂家不同造成的。第1组与第2第3组比较有统计学意义（见表1），说明3M Z350纳米流动树脂的粘结力大于3M光固化树脂粘结剂和3M化学固化树脂粘结剂，可以用于二氧化锆烤瓷牙与蓝宝石单晶体托槽的粘结。Soo-Byung等[7]研究也表明，流体树脂可以达到了临床所要求的粘结强度。电镜扫描结果和Harari[8]一致，提示A组C组瓷面未见明显改变，而B组瓷面经喷砂后在瓷面上形成一定数量的微裂孔，增加了粘结面积，也增加了微机械固位，粘结强度提高了，所以B2B3组的粘结强度大于A2A3C2C3组且可以满足临床需要，此结果符合Schmage[9]和Bourke BM[10]研究。A组与C组比较无统计学意义，B组与A组和C组比较有统计学意义，说明瓷面经喷砂处理可以增加粘结强度。相同粘结剂时B组粘结强度最大，但是瓷面会出现较多的微孔，去除托槽时粘结剂多残留在瓷面上，B组去除托槽后瓷面残留粘结剂残留多，断裂多发生在粘结剂和托槽之间。B组去除时有可能损伤瓷面，影响美观。A组和C组去除托槽后瓷面残留粘结剂少，断裂多发生在瓷面和粘结剂之间，粘结剂主要残留在托槽底面。酸蚀可提高与瓷表面的粘结强度，空白对照组提示仅使用硅烷偶联剂，瓷表面纹理未改变，对瓷面损伤最小，也能够产生一定的粘结强度。C1组既可以满足临床需要，去除时又不损伤牙面，范存晖等研究瓷面处理得出在瓷面经喷砂和磷酸酸蚀时，磷酸对瓷釉面的影响最小，只去除了玷污层，对釉层无破坏[11]。Harari[8]也认为，酸蚀对瓷表面的损伤比喷砂小。结合本实验建议临床上采取二氧化锆烤瓷牙面用35%的磷酸酸蚀牙面联合硅烷偶联剂，用纳米流体树脂粘结蓝宝石单晶体托槽，操作简便、技术要求低，易于在临床广泛开展。

研究托槽粘结强度分为临床实验和实验室研究，两者的研究结论有可能有差异，主要可能是因为口腔环境复杂以及患者个体差异的影响。而本实验为实验室研究，虽然从试件包埋、清洗、瓷面处理以及托槽粘结都是一个人操作，但因为是手工操作，中间肯定存在差异，故应该对研究结果综合分析，才可能有更全面的认识。

[参考文献]

[1]Whitlock B0 3rd，Eick JD，AekenmanRJ Jr，et a1.Shear strength of ceramic brackets bonded to porcelain[J].Am J 0rthod Dento-fac 0rthop，1994，106（4）：358-364.

[2]Lopez JI.Retentive shear strengths of various bonding attachment bases[J].Am J 0rthod，1980，77（6）：669-678.

[3]林艺华，宋晓萌，张玮，等.3种树脂加强型玻璃离子与氧化锆陶瓷粘结性能的研究[J].国际口腔医学杂志，2013，40（3）：305-308.

[4]钟瑾，赵莉，王晓东，等.3种粘结材料与氧化锆陶瓷粘结抗剪切强度的比较[J].广东牙病防治， 2013，21（8）：397-400.

[5]陈丕修，王少安，王聪，等.正畸粘结剂与瓷面粘结剪切强度的实验研究[J].口腔正畸学，2007，14（1）：15-17.

[6]吴美莲，梁莉.光固化与化学固化复合树脂粘结正畸托槽的对比研究[J].广东牙病防治，2005，13（3）：206-207.

[7]Soo-Byung PARK，Woo-Sung SON，Ching-Chang KO.Influence of flowable resins on the shear bond strength of orthodontic brackets[J].Dental MaterJ，2009，28（6）：730-734.

[8]Harari D，Davis SS，Gillis I，et a1. Tensile bond strength of ceramic brackets bonded to porcelain facets[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop，2003，123（6）：551-554.

[9]Schmage P，Nergiz I，Herrmann W，et al. Influence of various surface-conditioning methods on the bond strength of metal brackets to ceramic surfaces[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop，2003，123（5）：540-546.

[10]Bourke BM，Rock WP.Factors affecting the shear bond strength of orthodontic brackets to pocelain[J].Br J Orthod，1999，26（4）：285- 290.

[11]范存晖，陈杰，刘新强，等.瓷面处理对金属托槽与瓷面粘结性能的影响[J].华西口腔医学杂志， 2005，23（4）：341-343.

[收稿日期]2014-06-20 [修回日期]2014-08-15

编辑/何志斌