光固化大块充填树脂厚度对透明度及透光性的影响

杨家雪，陈桂兰，吴大明，陈 晨，谢海峰

传统光固化复合树脂因受限于光固化装置的光强随材料厚度增加而严重衰减的现象被推荐使用分层充填技术[1]。然而，分层充填较为耗时，充填过程中还可能引入气泡，造成远期材料性能下降，进而导致充填修复的失败[2-3]。为解决这一问题，制造商推出了大块充填树脂，宣称其可实现一次性充填固化4～6 mm的效果[4-5]。但是，光在复合树脂介质中的透过率会随着充填深度的增加而下降，光强度便会有一定的衰减[6-7]，底部树脂接收的光能不足会造成基底部树脂固化不全，进而影响修复体的临床预后[8]。因此，当新型的大块充填树脂应用至临床时，研究不同厚度的大块树脂材料的透明度及透光性随深度的变化是必要的。目前，关于新型的大块充填树脂的透明度及透光性与厚度的关系的研究较少。本研究即评价两种新型大块充填树脂产品在1、2、3和4 mm 4种厚度条件下的透明度及透光性，为临床该类树脂的进一步应用提供实验资料。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

大块充填树脂Tetric N-Ceram Bulk Fill (TBF)和Filtek Bulk-fill Flowable (FBF)；传统光固化复合树脂Filtek Z100 (Z100)和Filtek Z250 (Z250)；光固化灯(3M ESPE，美国)；牙科色度计(ShadeEye，Shofu，日本)；电子卡尺(MNT-150，美耐特，上海)；光强测试仪器checkMARC (checkMARC公司，美国)。4种树脂材料的成分见表1。

表1 本实验所用复合树脂成分

1.2 试件准备和分组

将直径为4 mm，厚度分别为1、2、3和4 mm的尼龙垫圈模具置于玻璃板上，孔洞内填入树脂并于表面覆盖聚酯薄膜，玻璃板加压，去除多余树脂。光固化灯分别对传统光固化树脂、大块充填树脂双面持续光照40、20 s。取出试件后使用电子卡尺进行测量，以控制试件最终厚度的误差范围小于0.1 mm。每种树脂不同厚度各制作5片试样，置于37 ℃恒温水浴锅内避光保存24 h。

1.3 透明度测定

1.4 透光性测定

将上述试件置于光强测试仪checkMARC上，光固化灯置于试件的顶部，在仪器所连接的软件上直接读取每种树脂不同厚度下所获得辐照度值(T)。每个试件测量3次，取平均值。

1.5 统计学分析

在SPSS 21.0统计软件(SPSS Inc，美国)中，采用单因素方差分析及均值间的Tukey’s post-hoc LSD多重比较软件进行统计分析，以评价厚度对树脂透明度及透光性的影响，P<0.05为差异具有显著性。

2 结 果

2.1 透明度结果

4种树脂不同厚度的透明度比较见表2。光透过4种复合树脂后，各复合树脂的透明度均随厚度的增加而降低，各组间也均有显著差异。此外，同一厚度下，TBF和FBF的TP均较Z100和Z250高，且光透过3 mm厚的FBF所获TP值高于透过2 mm厚的Z100和Z250的TP值。

表2 4种品牌树脂不同厚度下的透明度统计结果

透明度测试的多重比较结果显示，光透过4 mm厚的FBF以及3 mm厚的TBF所获得的TP值与透过2 mm厚的Z100和Z250的TP值相比均无差异(P=1.00)；光透过4 mm厚的TBF所获得的TP值与透过3 mm厚的Z100和Z250的TP值相比无差异(P=0.25，P=1.000)。除以上外，大块充填树脂各组与传统树脂各组所获得的TP值相比均具有统计学差异。

2.2 透光性结果

4种树脂不同厚度的透光性比较见表3。光透过4种树脂后的T值均随厚度的增加而下降。对4种树脂在同一厚度下的T值进行比较后发现，TBF和FBF的T值高于Z100和Z250的T值。

表3 4种品牌树脂不同厚度下的透光性统计结果

透明度测试的多重比较结果显示，大块充填树脂各组与传统树脂各组所获得的T值相比均具有统计学差异(P=0.00)。

3 讨 论

本实验采用传统的光固化复合树脂Filtek Z100和Filtek Z250，同样以一次性充填技术制备出3 mm及4 mm试件，同大块充填树脂Tetric N-Ceram Bulk Fill和Filtek Bulk-fill Flowable进行透明度及透光性的比较，以评价厚度对两参数的影响。因复合树脂本身的颜色也会对透明度造成影响[9]，本实验所选取的两种树脂均为A系列，在品牌、配方等不一致的条件下，尽可能地减少因树脂本身颜色对实验结果的影响。国际照明委员会 CIEL*a*b*(1976)标准色度体系是目前口腔领域最常用的表色系统[10]，其中L*为垂直轴，表示明度；a*、b*均为水平轴，分别代表红绿轴、黄蓝轴上颜色饱和度，决定了物体的色相[9]。本实验通过测量TP值来确定复合树脂的颜色特性。TP越大，材料的实际透明度就越高，且当一种材料的颜色具有最佳的透明度时，修复体将与牙齿结构高度相似，满足审美要求[11]。

研究结果发现，4种树脂的透明度均随厚度的增加而下降，在同一厚度下，TBF和FBF透明度值均较Z100和Z250高，且光在透过3 mm厚的FBF试件后所获得的透明度值明显高于透过2 mm厚的Z100和Z250所获得的值。随着透明度的提高，TBF和FBF的透光性也明显优于Z100和Z250，这可能要归因于制造商为达一次性充填4～6 mm的目的而对大块充填树脂中所含填料成分作出的改变。根据以往研究，无机填料作为复合树脂的分散相和增强相，适当地增加填料的含量可提高树脂机械性能[12-13]，但填料含量、粒径大小和分布等会影响光线在树脂内部的透射行为，从而影响树脂的透光性[14]。Z100和Z250所包含的填料粒径为0.01～3.50 μm，是前后牙通用型复合树脂，具有优异的机械性能和良好的美观性[15-16]。然而，如表1所示，Z100和Z250的填料含量分别为70%～80%、75%～85%，填料所占比例越大，则其与有机基质的接触面积越大，光在填料-基质界面的散射量也会越大[17]。不同于传统树脂Z100和Z250，流动型大块充填树脂FBF则通过降低填料含量(64.5%)的方式增大光透过率，提高树脂的透明度。尽管TBF中无机填料的含量也高达80%，但其中17%属于预聚合填料，直径达50 μm[18]，其通过增加无机填料的尺寸降低了与有机基质间比表面积，从而增大光透过率，提高复合树脂的光固化效果。

此外，TBF还添加了新型光敏引发剂Ivocerin，属于苯甲酰锗衍生物，相较于Z100和Z250包含的传统引发剂樟脑醌更具光固化活性[19-20]，具有缩减固化时间和增加固化深度的潜力。苯甲酰锗衍生物无需添加叔胺作为共引发剂，而后者已被证实受紫外线等条件作用一定时间后会导致固化材料发黄[19]。因此，这种新型的光敏引发剂的应用对材料的长期颜色稳定性也是有利的。

通过上述分析，我们发现，在本实验中，不论何种品牌树脂，其透明度及透光性均随树脂厚度的增加而下降。但同一厚度下，TBF和FBF的透明度及透光性均优于Z100和Z250，即使在透过3、4 mm的树脂层后，透明度仍与透过2 mm的Z100和Z250相当，认为新型的大块充填树脂较传统光固化复合树脂的透明度及透光性均有显著提高，使得一次性充填固化4～6 mm具备了基本条件。

不过，本实验作为体外实验尚不能模拟临床充填修复过程，尽管大块充填树脂的透明度增加、透光性提高，但复合树脂良好性能的获取除与树脂本身有关外，还与临床医师的规范操作密切相关，如严格的隔湿、光照距离、光照时间等。因此，仍需要根据厂家要求严格规范操作。此外，对于透光性提高的大块充填树脂的机械性能、固化程度等方面的表现也有待进一步研究。