声发射技术检测牙齿不同流动树脂填充后粘接界面断裂的效果

复合树脂以其颜色美观、绝热性佳、操作简便以及能最大程度保留牙体组织等优点被越来越多应用于临床。口腔材料学研究[1]显示，流动树脂较传统复合树脂流动性佳，弹性模型小，用作垫底及Ⅱ类洞的衬垫，可以提高边缘密合性。此外，流动树脂还用作楔状缺损充填、预防性充填以及窝沟封闭等[2-4]。自粘接流动树脂较传统流动树脂操作简便，省去了粘接步骤，因此提高了临床操作效率。迟梦超等[5]在乳牙龋微创治疗效果观察时，未发现自粘接流动树脂和传统流动树脂的差别。有研究[6-7]表明自粘接流动树脂较传统流动树脂的剪切力和微拉伸粘接强度欠佳，但边缘密合性没有明显差异。

声发射技术是无损检测技术之一，可以实时检测缺陷、裂纹的产生和 （或） 发展，是通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料性能或结构完整性的无损检测方法。从声发射源发射的弹性波 （这种弹性波可以是材料自身基体开裂、位错运动，界面分离形成的裂纹和扩展） 最终传播到达材料表面，引起可以用声发射传感器探测的表面位移，这些传感器将材料的机械振动转换为电信号，然后再被放大、处理和记录。目前，声发射技术应用广泛，应用于口腔医学始于1980年代[8]。近年已有研究[9-10]表明声发射技术可以用来检测复合树脂聚合收缩而产生的粘接界面断裂，并用微计算机断层扫描技术 （micro computed tomography，micro-CT） 加以证实。本研究采用声发射技术检测2种流动树脂粘接界面断裂情况，探讨声发射技术的检测效果。

1 材料与方法

1.1 材料和设备

Kerr DyadTM自粘接流动树脂 （美国Kerr公司） ，3M ESPE FiltekTMZ350XT传 统流 动树 脂、3M ESPE AdperTMEasy One自酸蚀粘接剂、3M ESPE LED光固化灯 （美国3M公司） ，耦合剂 （高真空硅脂） ，声发射仪器、RS-54A传感器 （北京软岛公司） ，游标卡尺 （北京量具厂） ，金刚砂车针 （日本MANI公司） ，高速涡轮手机 （日本NSK公司） 。

1.2 方法

1.2.1 试件收集、制备及分组：选取2017年1月至2月就诊于中国医科大学附属口腔医院口腔颌面外科患者，经患者知情同意，选择其拔除的牙冠完整、无裂纹、无龋坏的前磨牙20颗，清洁后，将其置于0.9%氯化钠溶液中贮存备用。在前磨牙的颊侧面用游标卡尺测量出2 mm×2 mm正方形，选用长度为2 mm刃的钨钢车针，用高速涡轮手机预备出2 mm×2 mm×2 mm的立方体试件。将20个试件随机均分为2组：传统组和自粘结组，分别按照厂家说明充填3M ESPE FiltekTMZ350XT流动树脂 （传统组） 和Kerr DyadTM自粘接流动树脂 （自粘结组） 。

1.2.2 声发射检测：试验前声发射仪各通道的灵敏度都经过仔细校准，保证仪器正常工作。声发射RS-54A传感器频率为100～900 KHz （这种宽带频率能够获得更丰富声发射信号，便于后续声发射信号分析和处理） ；前置放大器增益为40 dB；到达门限设置为5 mV。试件分别充填流动树脂试件窝洞避光，置于有耦合剂的声发射传感器上，声发射仪先测30 s，用以排除噪声；在第30 秒时用3M LED光固化灯光照流动树脂20 s；每个试件用声发射仪监测300 s （VAN ENDE等[10-12]实验中用声发射研究复合树脂聚合收缩，300 s后发生的声发射事件相对较少，因此选择300 s做为本实验检测时间） 。

1.3 统计学分析

利用SPSS 20.0统计软件，数据采用±s表示，2组声发射事件总数、总能量比较采用t检验，检验水准 （双侧） 为α=0.05。

2 结果

结果显示，声发射事件总数2组比较差异没有统计学意义 （P> 0.05） ，而总能量2组间差异有统计学意义 （P< 0.05） ，见表1。

表1 2组声发射事件总数和总能量比较

3 讨论

已有研究[13]表明，复合树脂聚合收缩可能会导致修复体边缘不密合，形成微渗漏。这种边缘不密合是由于牙体组织、粘接剂和 （或） 修复材料之间的粘接界面断裂引起的。目前，检测边缘微渗漏的方法有染色、扫描电子显微镜、场发射扫描电镜以及激光扫描共聚焦显微镜方法[14]，这些检测都是对复合树脂固化后其粘接界面断裂效果的评价。声发射技术采集到的数据较多，目前多用声发射事件总数来研究充填窝洞形态对复合树脂聚合收缩引起的粘接界面断裂的影响[9-12]。声发射技术可以实时、无损监测复合树脂固化及固化后情况 [即牙体组织、粘接剂和 （或） 修复材料粘接界面断裂产生的裂纹和 （或） 扩展]。声发射事件数受多种因素 （分析仪器的处理能力、传感器的响应频率、试件的几何形态等） 影响，所以只能用来定性分析。声发射能量是定量测量声发射信号的主要方法之一。本研究结果显示，2组声发射事件总数差异没有统计学意义 （P>0.05） ，但总能量上有统计学差异 （P< 0.05） ，说明单纯用声发射事件总数来预测材料可能发生的界面断裂有失偏颇。在相同情况下，用声发射研究力学性能 （如材料的弹性模量） 相近的材料时，总能量可以更准确代表发生/发展的界面断裂。

本研究结果显示自粘接流动树脂较传统流动树脂更容易发生粘接界面断裂，预示着其粘接强度低。傅昭然等[15-16]分别通过微拉伸、微剪切实验认为单独用自粘接流动树脂与使用自酸蚀粘接剂比较粘接强度低；徐永祥等[17]用牛牙做剪切粘接强度实验，同样得出自粘接流动树脂用作粘接剂较自酸蚀粘接剂的粘接强度低，与本研究结果一致。自粘接流动树脂粘接强度低可能是由于加入的填料较自酸蚀粘接剂多而减小了流动性，使能够进入到牙本质小管内的材料减少，无法形成一定厚度混合层所致。

综上所述，声发射技术可以用来检测不同流动树脂粘接界面断裂，自粘结流动树脂更容易发生粘接界面断裂。本研究试件例数较少，误差较大，需增加样本量进一步验证声发射技术的应用效果。

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