铸瓷厚度与延长光照对自粘接树脂聚合程度的影响

王一丹 张秋霞

(郑州大学第一附属医院 口腔修复科 河南 郑州 450052)

铸瓷厚度与延长光照对自粘接树脂聚合程度的影响

王一丹 张秋霞

(郑州大学第一附属医院 口腔修复科 河南 郑州 450052)

目的 研究IPS e.max二矽酸锂基铸瓷厚度与延长光照对自粘接双固化树脂水门汀RelyX U200聚合程度的影响。方法 制备RelyX U200树脂试件50个，随机分为10组。分别透过盖玻片(对照组)及厚度为1、2、3、4 mm的 IPS e.max 瓷片(实验组)接受LED光固化灯传统光照(20 s)及延长光照(40 s)2种模式固化，红外光谱法测算聚合转化率(DC)，对统计数据行双因素方差分析。结果 随着IPS e.max瓷片厚度的增加，两种光照模式下RelyX U200 DC%均呈下降趋势(P<0.001)。相同厚度时，延长光照组DC%高于传统光照组(P<0.001)。结论 随着铸瓷厚度增加，自粘接树脂水门汀的聚合程度降低，适当延长光照有助于聚合程度的提升。

厚度；延长光照；自粘接；聚合程度

近年来，微创理念的推广促使瓷嵌体的应用增多，缺损形态的差异导致修复体厚度不一。固化光透过不同厚度瓷修复体作用于粘接树脂表面时，光强会有不同程度的衰减。因而临床粘接时常选用双固化树脂，以期在各种修复情况中保证粘接效果。但近年来发现，双固化树脂水门汀的聚合对光照的依赖度很高，化学固化体系的存在亦或是延长光照时间均无法完全弥补因光强不足造成的聚合程度降低[1]。自粘接树脂水门汀中酸性基团的加入使反应机制更为复杂，有关光照对其聚合作用影响的报道较少。本实验意在研究临床较为常用的二矽酸锂基铸瓷IPS e.max厚度及延长光照对自粘接型双固化树脂水门汀 RelyX U200聚合程度的影响，拟为临床提供参考。

1 资料和方法

1.1 实验材料 自粘接树脂RelyX U200 A2(3M ESPE，美国)，E.max CAD可切削瓷块HT A3(Ivoclar Vivadent，列支敦士登)，DSC氧化铝坩埚201-52943 Φ 6×1.5 mm(岛津，日本)，Elipar S10 LED光固化灯(3M ESPE，美国)，Spotlight 200衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪(attenuated total reflectance fourier transform infrared spectroscopy，ATR-FTIR)(Perkin Elmer，美国)，Programat CS烧结炉(Ivoclar Vivadent，列支敦士登)，CLEAN-01超声清洗机(Runyes，中国宁波)，SPX-80恒温生化培养箱(江南，中国宁波)

1.2 瓷片制备 选取IPS e.max CAD HT A3瓷块，切割成型，于流水下水砂纸打磨抛光，使用千分尺进行多位点测量监控，形成(1.00±0.02)、(2.00±0.02)、(3.00±0.02)、(4.00±0.02)mm的10 mm×10 mm正方形瓷片各1片。超声荡洗5 min，干燥，严格按照IPS e.max结晶程序进行烧结，静置冷却待用。

1.3 试件制备 向DSC铝坩埚内推注RleyX U200树脂水门汀至稍有溢出，上覆PET薄膜(厚度0.025 mm)，排出气泡，避免形成氧阻聚层。分别对实验组覆盖4种不同厚度的e.max瓷片，对照组覆盖盖玻片(厚度0.17 mm)，指压以平整光照界面。将LED光固化灯(输出功率1 200 mW/cm2，波长范围430～480 nm)标准导光头垂直并紧密接触瓷片或盖玻片，光照20 s或40 s。分组整理，放入生化培养箱，37 ℃恒温干燥避光保存24 h。制备过程在室内自然光线下完成，室温(22±2)℃，湿度(50±5)%。树脂试件固化模式图。见图1。

图1 树脂试件固化模式图

1.4 光谱测量 ART-FTIR参数设置分辨率4 cm-1，扫描累积量128，扫描范围650～4 000 cm-1。向样品台中央推注RelyX U200，以盖玻片覆盖，测量固化前树脂红外光谱，读取峰值，实验重复5次。将制备好的树脂试件光照面朝下置于样品台中央，加压杆垂直加力使树脂试件与全反射附件测量面完全接触，逐一测量光谱，读取峰值。每次更换样品前，用97%酒精擦拭干净样品台并确保液态酒精完全挥发。

1.5 聚合转化率测算 红外光谱的横坐标表示吸收峰所处的波数，纵坐标表示吸光度(Absorbance，A)。芳香族C-C吸收峰位于波数1 608 cm-1，脂肪族C=C吸收峰位于波数1 638 cm-1。通过固化前后C=C与C-C吸光度的比值计算聚合转化率值(DC%)，公式如下。

1.6 统计学方法 应用SPSS 21.0软件对数据进行处理，行双因素方差分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 铸瓷厚度 随着瓷片厚度的增加，传统光照组与延长光照组DC%均呈明显下降趋势(P<0.001)。见表1。当瓷片厚度≥2 mm时，下降速率趋缓，组间差距扩大。见图2。

图2 各组树脂水门汀聚合转化率均值比较

2.2 延长光照 相同厚度瓷介质情况下，延长光照组DC%均高于传统光照组DC%，差异有统计学意义(P<0.001)。见表1。

分组对照组1mm组2mm组3mm组4mm组传统光照组35.01±0.8026.28±0.6618.79±0.7214.47±0.5911.38±0.88延长光照组39.91±0.9830.17±0.8627.13±0.8523.91±0.6421.03±0.42

3 讨论

临床上瓷嵌体、高嵌体制备时一般要求牙合面厚度至少1 mm，但在龈阶、轴壁及髓腔底部瓷层厚度可达3～5 mm。此次研究选取1～4 mm厚度IPS e.max瓷片模拟临床不同厚度的瓷嵌体修复体，与对照组在两种光照模式下进行聚合转化率的比较。结果显示，随着瓷片厚度增加，聚合转化率均呈现明显的下降趋势。

分析结果，一方面是由于瓷介质的存在使得达到树脂水门汀表面的光照有限。根据Lambert-Beer定律：A=-lgt=Kcb(K为吸光系数，是与波长相关的比例常数；c为样品浓度；b为样品厚度)即当入射光强、波长一定，介质均匀时，透射光强随介质厚度的增加呈指数衰减[2]。本实验选用的IPS e.max瓷块本身具有压制均匀的特点，且未行上釉喷釉操作，仅在840 ℃下完成结晶程序，目的是减少人工误差，进一步保证瓷片一致性。据此可以认为，瓷片厚度的增加使得光照强度迅速衰减，从而导致光引发剂不能转变为激发态，活化自由基的总量减少，进而干扰整个聚合反应，导致聚合程度降低[3]。这与Kilinc等[4]、胡娜等[5]研究结果一致。但Lohbauer等[6]通过在离体牙内制备圆柱形瓷嵌体，观察不同深度位置树脂水门汀的聚合程度，发现可以达到DC%的均一性。这可能因其实验中光照介质除瓷嵌体外还有牙体组织，厚度难以精确控制，并且在进行光谱分析前对试件进行切片，极有可能因产热形成二次处理，促使聚合转化率差异减小。

另一方面，自粘接双固化树脂水门汀的化学固化体系不能完全弥补由于光照不足而带来的不利影响。实验所选用的RelyX U200树脂基质成分是磷酸改性的甲基丙烯酸酯和双甲基丙烯酸二缩三甘醇酯(Triethylene Glycol Dimethacrylate，TEGDMA)，初始呈现强酸性(pH=2)。酸性功能单体与芳烃叔胺间电荷转移，妨碍自由基的生成，相比光固化体系，这一过程对化学固化体系影响更大。添加芳烃硼酸钙盐、硫酸钠盐与酸性基团反应产生苯基自由基，可以帮助减弱抑制程度，但不能完全消除[7]。同时生产商为了保证双固化树脂水门汀临床有效的操作时间，会将化学固化体系的比例压缩或是添加高效的阻聚剂，进一步减弱了化学固化能力。光引发体系产生的自由基快速聚合成链并且彼此交联成网状高聚物使得树脂水门汀黏滞性升高，加之RelyX U200含有70%比重的无机填料，限制了化学固化完成所依赖的自由基扩散迁移。当瓷片厚度≥2 mm时，DC%下降速率减缓，这说明在较弱的光照条件下化学固化引发体系作用相对明显，也可能是由于光强呈指数衰减，衰减速率随厚度增加有所减慢[8]。

根据光能原理，单位面积的光能等于光强和时间的乘积，通常认为树脂水门汀需要400 mW/cm2光强度暴露40 s或者800 mW/cm2暴露20 s以产生16 000 J的能量，确保树脂水门汀的可靠聚合[9]。Chan等[10]通过实验总结得出，全瓷粘接时，瓷修复体越厚，透过率越低，光强度衰减越多则树脂水门汀要达到完全固化所需要的时间就越长，1 mm时需要延长一半以上，2 mm时更长。本实验中，相同瓷片厚度下，延长光照组DC%均显著高于传统光照组，说明在固化光源光强不变的情况下，适当延长光照确实有利于提高聚合转化率。IPS e.max厚度1 mm时，传统光照组、延长光照组DC%较对照组均下降约25%；厚度4 mm时，延长光照组下降接近50%，但传统光照组下降接近70%。这说明在铸瓷厚度较厚时，延长光照的优越性得以更好地体现。

在40 s的延长光照模式中，聚合转化率虽然有所提升，但未能完全弥补光能传输不足的问题，继续延长光照是否能够继续提升自粘接双固化树脂水门汀的聚合转化率尚不可知。同时，此次研究所选用的IPS e.max属二矽酸锂基玻璃陶瓷，透光性能较氧化铝基、氧化锆基陶瓷系统好[11]。当临床选择晶体含量大、折射率更高的产品如Procera、In-Ceram时，瓷修复体厚度与光强的相关性更强，更加建议临床医生酌情延长光照时间。综上所述，随着铸瓷厚度的增加，自粘接树脂水门汀的聚合程度降低，而适当延长光照时间则有助于聚合程度的提升。本实验未纳入聚合收缩、粘接强度及耐久性等其他临床评价指标，要更深入地了解铸瓷厚度及光照模式对自粘接双固化树脂水门汀的影响，还需进一步研究。

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Influence of cast-ceramic thickness and prolonged illumination on polymerization degree of self-adhesive resin cement

Wang Yidan, Zhang Qiuxia

(DepartmentofOralReconstruction,theFirstAffiliatedHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China)

Objective To study the influence of IPS e.max lithium diisocyanate cast-ceramic thickness and prolonged illumination on the degree of polymerization of self-adhesive dual-cured resin cement RelyX U200. Methods 50 RelyX U200 resin samples were prepared and randomly divided into 10 groups. Traditional illumination (20 s) and prolonged illumination (40 s), respectively, through the cover glass (control group) and IPS e.max tiles (test group) with thickness of 1 mm, 2 mm, 3 mm and 4 mm. The degree of conversion (DC) was calculated by infrared spectroscopy, and the data were analyzed by two-way ANOVA. Results RelyX U200 DC% decreased with the increase of IPS e.max thickness (P<0.001). In the same thickness, the DC% in prolonged light group was higher than that in traditional light group (P<0.001). Conclusion With the increase of the thickness of the cast porcelain, the degree of polymerization of the self-adhesive resin cements decreased significantly, and prolonged illumination was helpful to the promotion.

thickness; prolonged illumination; self-adhesive; polymerization degree

张秋霞，E-mail：zhqx63@zzu.edu.cn。

R 783.1

10.3969/j.issn.1004-437X.2017.06.007

2017-01-15)