新型单乙烯基丙烯酸树脂单体改性光固化树脂微渗漏的研究

张 娜, 何惠明, 龚 旭*, 李石保*, 张宇涛, 丹睿辰, 谢 超**

(陕西 西安 710032: 1. 军事口腔医学国家重点实验室, 陕西省口腔医学重点实验室，第四军医大学口腔医院: *修复科, **材料科, ***种植科; 2. 第四军医大学学员旅)

新型单乙烯基丙烯酸树脂单体改性光固化树脂微渗漏的研究

张 娜1*, 何惠明1*, 龚 旭1**, 李石保1**, 张宇涛1*, 丹睿辰2, 谢 超1***

(陕西 西安 710032: 1. 军事口腔医学国家重点实验室, 陕西省口腔医学重点实验室，第四军医大学口腔医院:*修复科,**材料科,***种植科; 2. 第四军医大学学员旅)

目的: 评价新型单乙烯基丙烯酸树脂单体改性光固化树脂和传统复合树脂充填体边缘的微渗漏情况。方法：选取新鲜拔除的前磨牙40个，分别在每个牙的颊侧制备牙颈部洞后，将其随机分为2组(n=20)，并分别用新型单乙烯基丙烯酸树脂单体改性光固化树脂和传统复合树脂进行充填。充填后分别经冷热循环、氨化硝酸银染色、颊舌向切片后，在体视显微镜下观察其染料的渗透情况。结果：新型单乙烯基丙烯酸树脂单体改性树脂充填组牙合壁和龈壁的微渗漏程度均显著低于传统复合树脂充填组(P<0.05)。结论：新型单乙烯基丙烯酸树脂单体改性树脂可减小树脂充填体和牙体之间的边缘微渗漏。

复合树脂; 聚合收缩; 微渗漏

[DOI] 10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.12.007

[Chinese Journal of Conservative Dentistry,2015,25(12): 732]

随着材料技术的不断发展，复合树脂因其具有良好的美学特性和物理化学性能，被广泛应用于口腔临床。然而，复合树脂在聚合过程中会发生聚合收缩[1]，同时还会使碳碳双键转变为碳碳单键、分子间由范德华力转变为共价键结合[2]；从而使其体积减小，并导致修复体和牙体之间出现微渗漏，最终会引发继发龋、边缘着色、术后敏感等问题[3]，从而影响修复体的使用寿命。

为此，本课题组在前期实验中研制了一种新型单乙烯基丙烯酸树脂单体，即2-(苯基氨基甲醛基)氧乙基甲基丙烯酸酯(BOCNA)[4]，并将其合成新的复合树脂。本实验中拟采用染料渗入法分别测定此新型复合树脂和传统树脂充填体的边缘微渗漏情况，以探讨此新型复合树脂对充填体边缘微渗漏的影响。

1 材料和方法

1.1 主要材料和仪器

双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯(TEGDMA)、无机填料(BG) (Esstech, 美国)；新型单乙烯基丙烯酸树脂单体、2-(苯基氨基甲醛基)氧乙基甲基丙烯酸酯BOCNA(西北工业大学合成)；樟脑醌CQ、胺活化剂DMAEMA(Sigma,美国)；酸蚀剂、可见光固化机(登士柏, 德国)；全酸蚀粘结剂(3M, 美国)；硝酸银(长沙科怡)；氨水(上海森斐)；体视显微镜(莱卡,美国)；慢速切割机(MTI，美国)；冷热循环仪(第四军医大学研制)；扫描电镜(日立, 日本)。

1.2 方法

1.2.1 实验用复合树脂的制备

1.2.1.1 所用复合树脂的种类

本实验所用复合树脂分别为新型单乙烯基丙烯酸树脂单体改性光固化树脂和传统复合树脂，其具体组成成分见表1。

表1 各树脂的组成成分

1.2.1.2 具体制备方法

首先将树脂主单体Bis-GMA与稀释剂单体(BOCNA或TEGDMA)按70 ∶30的比例混合，置于磁力搅拌机上搅拌30 min后，分别加入引发剂CQ和DMAEMA(两者各占总质量的0.5%)并继续搅拌2 h；然后再加入填料BG，并使其占总质量的75%，同时置于真空搅拌机上搅拌2 h，避光保存备用。

1.2.2 充填体试件的制备

选择正畸减数而拔除的完整、无龋、无隐裂的前磨牙40个，清除其表面牙周膜组织并超声清洗，分别在每个牙的颊侧制备一深2 mm、长4 mm、宽3 mm的牙颈部洞。所有窝洞经彻底冲洗并吹干后，将其随机分为实验组和对照组(n=20)，实验组用新型复合树脂进行充填，对照组用传统复合树脂进行充填；分别经充分光照固化后，打磨抛光并充分暴露洞缘。将充填好的所有离体牙置于37 ℃蒸馏水中储存24 h后，分别进行冷热循环10 000次，每次循环均包括5 ℃的冷水和55 ℃的热水中各60 s。

1.2.3 充填体边缘微渗漏的检测

取上述冷热循环处理后的各组离体牙，用自凝塑料封闭其根尖孔，并于修复体周围1 mm以外的所有牙面涂布两层指甲油。待指甲油充分晾干后，将所有离体牙置于500 g/L的氨化硝酸银溶液中浸泡24 h后；流水冲洗10 s后再置于显影液中浸泡(荧光灯照射)8 h。然后取出各组离体牙，流水冲洗20 s并吹干后，用低速切割机沿牙的颊舌向将其连续切成3片，分别置于体视显微镜下(×14)观察充填界面的渗漏情况并拍照。每个牙测量3个切片共4个切面，取其中的最大分作为该牙的微渗漏情况[5]。记分标准参照Sidhu[6]的评价标准, 0：洞壁无染料渗入；1：染色剂沿洞壁渗入深度不足壁长的1/2；2：染色剂沿洞壁渗入深度超过壁长的1/2但未达到洞底；3：染色剂沿洞壁渗入范围包括洞壁和洞底。

1.3 统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，实验组与对照组的微渗漏程度相比采用非参数Kruskal-Wallis H检验方法；各组内牙合壁、龈壁的微渗漏程度相比采用Mann-Whiteney U检验。检验水准α=0.05。

2 结果

各组龈壁、牙合壁微渗漏的体视显微镜照片如图1～2所示,各组龈壁、牙合壁的渗漏程度如表2所示。经统计学分析，各组龈壁的微渗漏程度均较其牙合壁大，但无统计学差异(P>0.05)；而实验组与对照组相比，无论牙合壁还是龈壁，其微渗漏程度均显著降低，差异均有统计学意义(P<0.05)。

龈壁微渗漏: 1级龈壁微渗漏: 2级龈壁微渗漏: 3级

牙合壁微渗漏: 0级牙合壁微渗漏: 1级牙合壁微渗漏: 2级牙合壁微渗漏: 3级

龈壁微渗漏: 2级龈壁微渗漏: 3级牙合壁微渗漏: 1级牙合壁微渗漏: 2级牙合壁微渗漏: 3级

组别洞壁微渗漏分级0级1级2级3级实验组龈壁0758牙合壁21026对照组龈壁00515牙合壁02810

3 讨论

复合树脂因其色泽美观、操作方便，而备受临床医生的青睐，目前已被广泛用于前牙和后牙的修复。然而，由于复合树脂在聚合过程中会发生聚合收缩[1]，从而使修复体和牙体之间出现裂隙，口腔中的细菌、食物、酶等可通过这种裂隙进入牙体组织，并最终导致充填体周围形成微渗漏。微渗漏的产生受多种因素影响，如光固化的方式、窝洞形态、牙体与修复体热膨胀系数的匹配等，但影响微渗漏的重要原因则是材料的聚合收缩性能[7]。

传统的复合树脂以Bis-GMA单体为主要成分，在光照下其碳碳双键可变为碳碳单键，同时引发聚合反应，从而形成网状聚合物，并使分子间距离减小[8]。由于Bis-GMA非常黏稠，不利于填料的加入，而稀释剂TEGDMA的加入，又会因碳碳双键的含量增加而增加了聚合收缩。目前，人们对树脂材料的研究主要集中于传统树脂的改性研究和新型树脂的开发研究，新型液晶单体虽可改变树脂体系，但由于其合成费用昂贵，进而限制了临床的应用。大多数的商业牙科树脂仍以Bis-GMA为主要成分，如改变Bis-GMA及其配套的引发剂，光照固化系统都需随之改建。由于对主单体(Bis-GMA)的改性耗费成本巨大，故我们从复合树脂的稀释剂入手来减小复合树脂的聚合收缩。

本实验从复合树脂体系中的基质单体出发，研究了一种新型单乙烯基丙烯酸树脂单体[4]，并将其作为树脂基质中的稀释单体加入到复合树脂体系中，旨在降低Bis-GMA的黏度，以便于临床操作和填料的加入。由于此单体只有一个碳碳双键的官能团，较传统的稀释单体TEGDMA少一个官能团，因此不会因碳碳双键变为碳碳单键而使分子间的距离减小，可以宏观上减少树脂的体积收缩。

本实验中体视显微镜观察结果显示，此新型复合树脂充填组的微渗漏程度小于传统的复合树脂充填组，两者之间具有统计学差异；提示，该新型的复合树脂相对于传统复合树脂，具有较低的聚合收缩性能，可提高修复体和牙体界面的封闭性，从而减小了微渗漏的发生。

微渗漏实验能够直观形象反映临床树脂充填后细菌、食物残渣渗入的情况[9]，从而结合临床反映树脂的聚合收缩情况。本实验中所采用的冷热循环老化实验可更好的模拟口腔的温度变化，是一种检查树脂材料在口腔中长期使用的基本方法[10]。根据ISO标准，树脂样本在5 ℃和55 ℃的冷热水中循环500次即可，而De Munck J等则认为，冷热循环500次只是老化试验的最低标准，5 000 次以上才有意义[11]。本实验进行了10 000次冷热循环，可模拟复合树脂在口内使用1年的情况[12]。目前，检测修复体边缘微渗漏的方法有很多，其中以染料渗透法最为常用。这种方法有利于观察修复体边缘的封闭性，并可明确染料渗入的深度[13]。而且银离子经显影后有较高的稳定性，不会出现后续的微渗漏[14]。另外，由于氨化硝酸银呈微碱性，不会引起牙本质脱矿[15]，所以对粘结界面无明显影响。

综上所述，新型单乙烯基丙烯酸树脂单体改性光固化树脂相对传统复合树脂，不仅可提高牙体组织和修复体界面的稳定性，同时还可减小复合树脂和牙齿界面的微渗漏，具有一定的临床应用价值。

[1]Bowen RL,Rapson JE,Dickson G. Hardening shrinkage and hygroscopic expansion of composite[J] .JDentRes,1982,61(5):654-658.

[2]Peutzfeldt A. Resin composites in dentistry: the monomer systems[J] .EurJOralSci,1997,105(2):97-106.

[3]Giachetti L,Scaminaci Russo D,Bambi C,etal. A review of polymerization shrinkage stress: current techniques for posterior direct resin restorations[J] .JContempDentPract,2006,7(4):79-88.

[4]Y Han ,C Xie. Synthesis and characterization of an experimental light-curing dental resinous monomer[J] .AdvMaterRes,2014,893:337-340.

[5]Ghavamnasiri M,Moosavi H,Tahvidarnejad N. Effect of centripetal and incremental methods in class II composite resin restorations on gingival microleakage[J] .JContempDentPract,2007,8(2):113-120.

[6]Sidhu SK. Sealing effectiveness of light-cured glass ionomer cement liners[J] .JProsthetDent,1992, 68(6):891-894.

[7]Gray GE,Mann RS,Mitsiasis E,etal. Human ligands of the notch receptor[J] .AmJPathol,1999,154(3):785-94.

[8]Ferracane J. Developing a more complete understanding of stresses produced in dental composites during polymerization[J] .DentMater,2005,21(1):36-42.

[9]秦颖，葛化冰，李金陆，等.两种光固化模式对复合树脂微渗漏的影响[J] . 北京口腔医学, 2013,21(5):274-276.

[10]Nikaido T,Kunze Lmann KH,Chen H,etal. Evaluation of thermal cycling and mechanical loading on bond strength of a self-etching primer system to dentin[J] .DentMater,2002,18(3):269-275.

[11]De Munck J,Van Landuyt K,Peumans M,etal. A critical review of the adhesion to tooth tissue:methods and results[J] .JDentRes, 2005,84(2):118-132.

[12]黄鹂，陈吉华，沈丽娟，等.冷热循环后4种双固化树脂粘结剂与根管内牙本质粘结性能的对照研究[J] . 口腔医学研究,2008,24(3):325-328.

[13]Heintze SD. Systematic reviews: I. The correlation between laboratory tests on marginal quality and bond strength. II. The correlation between marginal quality and clinical outcome[J] .JAdhesDent, 2007,9(6):77-106.

[14]Krifka S, Federlin M, Hiller K,etal. Microleakage of silorane- and methacrylate-based class V composite restorations[J] .ClinOralInvestig,2012,16(4):1117-1124.

[15]Tay FR, Hashimoto M,Pashley DH,etal. Aging affects two modes of nanoleakage expression in bonded dentin [J] .JDentRes,2003,82(7):531-541.

Microleakage of a light curing composite resin incorporated with a novel monovinyl acrylates monomer

ZHANG Na*, HE Hui- ming , GONG Xu, LI Shi- bao, ZHANG Yu- tao, DAN Rui- chen, XIE Chao

(*StateKeyLaboratoryofMilitaryStomotology,DepartmentofPreventiveDentistry,SchoolofStomatology,TheFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi′an710032，China)

AIM: To evaluate the microleakage of a traditional methacrylate resin composite and a light curing composite resin incorporated with a novel monovinyl acrylates monomer. METHODS: Class Ⅴ cavity was prepared on the surface of 40 freshly extracted human premolars. The teeth were randomly divided into 2 groups (n=20) and were filled with light curing composite resin incorporated with a novel monovinyl acrylates monomer (group A) and traditional methacrylate resin composite respectively (group B). After thermocycling, all teeth were immersed into ammoniacal silver nitrate solution. Each sample was then sectioned longitudinally into pieces in a buccal-linguall direction. Dye penetrations were examined under stereomicroscope. RESULTS: The microleakage of gingival wall and occlusal wall of group A was less than that of group B(P<0.05). CONCLUSION: The light curing composite resin incorporated with the novel monovinyl acrylates monomer can reduce marginal microleakage.

composite resin; polymerization shrinkage; microleakage

2015-08-11

国家自然科学基金(81100783)

张 娜(1987-)，女，汉族，安徽安庆人。硕士生(导师：何惠明)

谢 超，E-mail: xchy2006@fmmu.edu.com

R783.1

A

1005-2593(2015)12-0732-04