不同玷污层状态对两步法自酸蚀牙本质粘接系统粘接强度的影响

郑铁丽，张佳慧，毛佳杰，顾秦

（1.温州医科大学附属口腔医院 修复科，浙江 温州 325027；2.温州医科大学 口腔学院，浙江 温州 325035）

随着人们对牙本质粘接机制认识得越来越透彻，牙本质粘接系统与牙本质的粘接强度越来越 高[1]。在临床使用过程中要管理好影响粘接强度的因素才能获得好的粘接效果，这些因素包括牙本质的质地、结构，粘接过程中唾液、血液污染，酸蚀时间等，玷污层也是影响粘接强度的因素之一[2]。打磨牙本质时，会在牙本质表面产生玷污层，这是一层由打磨产生的有机物和无机物碎屑混合血液、唾液及牙本质小管渗出液而成的结构，它可以深入到牙本质小管内形成管塞，与下面正常牙本质结合不紧密[3]。临床上用不同的车针切割牙体组织产生的牙本质玷污层的厚度是不同的，但在进行牙本质粘接体外实验时，为了使牙本质玷污层引文标准化，常用600目的砂纸打磨准备粘接的牙本质表面[4]，这种操作与临床车针打磨不同。

牙本质粘接系统经历了七至八代的变革，相继出现了选择性酸蚀技术、全酸蚀技术、自酸蚀技术、通用型粘接系统以及三步法、两步法及一步法的粘接材料。临床上常用的自酸蚀牙本质粘接系统分为两步法和一步法两种。费健等[5]的研究表明不同玷污层对全酸蚀牙本质粘接系统的粘接强度无影响，厚的玷污层使一步法自酸蚀牙本质粘接系统的粘接强度有降低。但不同玷污层对两步法自酸蚀牙本质粘接系统的粘接强度是否产生影响仍不明确，本研究选取两步法自酸蚀牙本质粘接系统OptiBond-XRT来测试不同打磨方法产生的牙本质玷污层对自酸蚀牙本质粘接剂粘接强度的影响，希望为临床牙本质粘接系统的选择提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 实验用离体牙：选取因正畸拔除的健康前磨牙28颗，纳入标准：无龋，无畸形，无楔状缺损，牙根发育完全，无釉质发育不良。4℃下保存在1%氯胺T溶液中，2周内使用。

1.1.2 实验材料：OptiBond-XTR（美国Kerr公司），光固化复合树脂Z350（美国3M公司）。

1.1.3 实验设备：Mani车针（TR26/199/018，日本Mani公司），Isomet低速锯（美国Buehler公司），微拉伸测试仪（美国Bisco公司），光固化机（QHL75，德国Dentsply公司），扫描电子显微镜（S3000N，日本日立公司），离子溅射仪（E-1010，日本日立公司）。

1.2 方法

1.2.1 粘接前实验离体牙处理：在流水条件下垂直于牙体长轴将牙根距釉牙骨质界2 mm处磨除，平行于此平面去除牙合面的釉质及浅层牙本质。经上述处理符合纳入标准的前磨牙，随机分为金刚砂车针打磨组（以下简称车针组）和砂纸打磨组（以下简称砂纸组）2组，分别采用高速金刚砂车针和600目砂纸沿咬合面牙本质表面，垂直牙体长轴，由近中向远中打磨每颗牙齿20次。

1.2.2 牙本质玷污层的扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）观测：分别从车针组和砂纸组随机选择2颗用于SEM观察牙本质玷污层。从根方向咬合面方向与牙长轴平行切割牙体组织，但不贯通，接下来用凿子沿切迹劈开。固定、干燥、喷金，SEM与牙长轴90°观测玷污层性状。

1.2.3 样本粘接：剩余每组12颗离体牙，用两步法自酸蚀牙本质粘接系统OptiBond-XRT粘接树脂用于微拉伸粘接强度测试及SEM观察粘接界面。按产品说明书要求，粘接过程如下：涂布底涂剂（primer，pH 2.4）到牙本质表面，反复涂擦20 s，中等压力轻吹5 s；涂布粘接剂（adhesive，pH 3.4）到牙本质表面，反复轻涂擦15 s，轻吹5 s，光照10 s；Z350光固化复合树脂分层堆塑3 mm，粘接完成的牙齿储存在37℃蒸馏水中24h。

1.2.4 SEM观察牙本质粘接界面：粘接好的样本储存于37℃的蒸馏水中24h后，低速锯沿牙合龈方向将粘接样本切成1 mm厚的薄片，每组随机选取6片用5N盐酸脱矿粘接界面5 s，清洗后再浸入5%次氯酸钠溶液20min，蒸馏水彻底冲洗处理面，固定、空气干燥、喷金，SEM观察粘接界面。

1.2.5 微拉伸粘接强度测试：用低速锯将完成粘接的牙齿切割为横截面积约1.0 mm2的柱状体样本。测量样本粘接面与髓腔顶部之间的剩余牙本质厚度，每组随机选取剩余牙本质厚度在2～3 mm之间的柱状样本15个进行微拉伸粘接强度检测。将样本固定在微拉伸测试仪上进行测试，加载速度为 1 mm/min，直至样本断裂。记录测力计显示的峰值（N），测量每个样本粘接面的实际面积（mm2），根据粘接面面积计算样本的微拉伸粘接强度（MPa= N/mm2）。

1.3 统计学处理方法 采用SPSS24.0软件进行统计学分析。计量资料以±s表示，2组微拉伸粘接强度的比较采用两独立样本t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 牙本质玷污层性状观测 SEM观察结果显示2组在牙本质表面均形成一层玷污层，砂纸组的玷污层薄而致密平整；车针组的玷污层较厚而粗糙、不规则，且在牙本质小管内形成管塞，见图1。

图1 2种打磨方法产生的玷污层性状SEM观察结果

2.2 微拉伸粘接强度测试 砂纸组和车针组的微拉伸粘接强度分别为（38.77±4.54）MPa和（38.30± 5.11）MPa，差异无统计学意义（t=0.268，P=0.688）。2.3 粘接界面观察 两步法自酸蚀牙本质粘接系统对2种打磨方法产生的粘接面均有良好的渗透，产生的树脂突粗而长且分布均匀，树脂突伸入牙本质小管，管间有侧枝形成；树脂突与底部连接紧密，根部有明显楔状袖口样结构；混合层较厚且致密均匀。见图2。

3 讨论

图2 2种打磨方法粘接界面SEM观察结果

临床牙体预备操作过程中，会在牙本质表面留下一层无定形的玷污层结构，玷污层厚度为0.7～3.3 μm。牙体表面被打磨时，使用的器具不同，所形成的玷污层的厚度、密度和粗糙度等均会有所差别[6]。本研究中砂纸组产生的玷污层薄而致密均匀，车针组产生的玷污层较厚而松散，且在牙本质小管内有管塞，这与YIU等[7]的研究结果相似，粗砂车针产生厚而松软的玷污层并容易在牙本质表面留下小裂纹。对牙本质进行打磨时产生的高温可以使胶原变性，在玷污层内部产生耐酸蚀的胶冻状成分，对粘接性单体的渗入效果产生影响，但是在活髓牙也可以减少牙本质小管液的渗出[8]。厚而粗糙的玷污层还可以中和自酸蚀牙本质粘接系统的酸性单体成分，使pH升高，从而使酸性单体对下面的牙本质脱矿不足[9]。以上是牙本质玷污层可能影响自酸蚀牙本质粘接系统粘接效果的原因。

但本研究结果显示2种不同的牙本质玷污层对两步法自酸蚀牙本质粘接系统OptiBond-XRT微拉伸粘接强度影响差异无统计学意义，其原因可能与OptiBond-XRT的pH及组成成分有关。

目前，根据对玷污层处理方式不同，牙本质粘接系统的粘接理论分为全酸蚀和自酸蚀2种：全酸蚀理论是先用酸蚀剂（如37%的磷酸）完全去除牙本质玷污层及牙本质小管的管塞，溶解牙本质表层的无机物，暴露牙本质的胶原纤维网并暴露牙本质小管口，再进行粘接；自酸蚀理论不去除玷污层而是用酸性可聚合单体对其进行部分溶解、整合，脱矿和粘接树脂单体渗透同时进行，形成树脂浸润的混合玷污层。由于省略了独立的酸蚀步骤，无需冲洗，自酸蚀牙本质粘接系统使用起来更加便利，临床广泛使用的产品分为两步法和一步法两种[10]。

自酸蚀牙本质粘接系统根据其酸性单体的pH可以分为以下两类[11]：强酸型（pH≤1）和温和型（pH≈2）。强酸型的类似于全酸蚀系统，完全溶解玷污层，容易使牙本质过度脱矿，从而使树脂浸润不全影响粘接效果；温和型使牙本质局部脱矿，在胶原纤维上保留部分羟基磷灰石，为化学粘接提供基础，同时温和型自酸蚀系统可以在玷污层上形成微孔，为接下来的树脂渗入提供条件，产生微机械嵌合力。尽管Optibond XTR因底涂剂pH为2.4，归类为中等酸度的自酸蚀牙本质粘接剂，但是根据厂商提供的信息，当在牙本质表面应用底涂剂时，它的pH会降到1.6，可以渗透通过玷污层，并对其下面的牙本质进行酸蚀，从而改善粘接界面的酸蚀和粘接[12]。这也可以解释本研究中粘接界面的SEM观察结果：Optibond XTR作为自酸蚀粘接系统其树脂单体能够很好地渗入牙本质小管、管间及管周牙本质，形成形态良好的混合层和树脂突。在OptiBond XTR疏水的粘接成分应用到牙本质上时，会发生平衡反应和中和化学反应，因为这种材料在瓶中的pH是3.3，当用到牙本质上固化后的pH为6.5～7.0。这种现象可以在潮湿的口腔环境中产生稳定的粘接，与底涂剂的功能进行补充[12]。

OptiBond XTR与牙本质产生高强度粘接的原因是，酸性、亲水性功能单体GPDM包含一个磷酸功能团有良好的水解稳定性，可以改善与牙本质的粘接，并与羟基磷灰石产生化学结合[13]。底涂剂由亲水性共聚体组成，包含单和双功能甲基丙烯酸单体溶于水、乙醇和丙酮中。这3种溶剂可以更好地促进自酸蚀能力，使亲水单体更好地渗入牙齿结构中，这也可以解释在粘接界面产生高质量的树脂突和混合层的原因。OptiBond XTR所含的各种功能单体还能聚合成网状，产生的机械嵌合力是主要固位力[14]。 本研究关于OptiBond XTR粘接强度的结果与TAKAMIZAWA等[15]的研究一致，即OptiBond XTR能够产生较高的粘接强度并不受玷污层厚度的影响。

综上所述，牙本质玷污层状态不同对两步法自酸蚀牙本质粘接系统OptiBond XTR微拉伸粘接强度及粘接界面形态的影响不显著，牙本质粘接系统中含有的功能性单体为临床粘接修复操作提供了新的选择思路。

[1] MILIA E, CUMBO E, CARDOSO R J, et al. Current dental adhesives systems. A narrative review[J]. Curr Pharm Des,2012, 18(34): 5542-5552.

[2] VANAJASAN P P, DHAKSHINAMOORTHY M, RAO C S. Factors affecting the bond strength of self-etch adhesives: A meta-analysis of literature[J]. J Conserv Dent, 2011,14(1): 62-67.

[3] VIOLICH D R, CHANDLER N P. The smear layer in endodontics-a review[J]. Int Endod J, 2010, 43(1): 2-15.

[4] OLIVEIRA S S, PUGACH M K, HILTON J F, et al. The influence of the dentin smear layer on adhesion: a self-etching primer vs. a total-etch system[J]. Dent Mater, 2003, 19(8):758-767.

[5] 费健, 骆小平, 陈亚琴, 等. 不同表面粒度车针预备所致玷污层对牙本质粘结强度的影响[J]. 口腔医学研究, 2007,23(4): 408-410.

[6] SHINODA Y, NAKAJIMA M, HOSAKA K, et al. Effect of smear layer characteristics on dentin bonding durability of HEMA-free and HEMA-containing one-step self-etch adhesives[J]. Dent Mater J, 2011, 30(4): 501-510.

[7] YIU C K, HIRAISHI N, KING N M, et al. Effect of dentinal surface preparation on bond strength of self-etching adhesives[J]. J Adhes Dent, 2008, 10(3): 173-182.

[8] THANATVARAKORN O, NAKAJIMA M, PRASANSUTTIPORN T, et al. Effect of smear layer deproteinizing on resin-dentine interface with self-etch adhesive[J]. J Dent,2014, 42(3): 298-304.

[9] RIRATTANAPONG P, SENAWONGSE P, HARNIRATTISAL C, et al. Effect of smear layers created by different burs on durability of self-etching adhesive bond to dentin of primary teeth[J]. J Clin Pediatr Dent, 2015, 39(3): 224-230.

[10] HEGDE M N, MANJUNATH J. Bond strength of newer dentin bonding agents in different clinical situations[J]. Oper Dent, 2011, 36(2):169-176.

[11] SILVA E S M H, CARNEIRO K G, LOBATO M F, et al.Adhesive systems: important aspects related to their composition and clinical use[J]. J Appl Oral Sci, 2010, 18(3): 207-214.

[12] MEHARRY M R, MOAZZAMI S M, LI Y. Comparison of enamel and dentin shear bond strengths of current dental bonding adhesives from three bond generations[J]. Oper Dent, 2013, 38(6): E237-245.

[13] KRÄMER N, TILCH D, LÜCKER S, et al. Status of ten self-etch adhesives for bonding to dentin of primary teeth[J].Int J Paediatr Dent, 2014, 24(3): 192-199.

[14] WANG R, SHI Y, LI T, et al. Adhesive interfacial characteristics and the related bonding performance of four self-etching adhesives with different functional monomers applied to dentin[J]. J Dent, 2017, 62: 72-80.

[15] TAKAMIZAWA T, BARKMEIER W W, SAI K, et al. In fluence of different smear layers on bond durability of self-etch adhesives[J]. Dent Mater, 2018, 34(2): 246-259.