影响玻璃离子与复合树脂粘结强度的因素分析 *

黄琛琛 夏 岩

安徽医学高等专科学校口腔医学系，安徽省合肥市 230062

复合树脂和玻璃离子联合修复牙体缺损的三明治技术，自1985年由Mclean提出的后，被广泛应用于临床。1992年Knibbs又提出以三明治技术修复累及根面的二类洞，即首先用玻璃离子体修复二类洞根面部分，然后用复合树脂粘结技术修复二类洞邻面和咬合面其他部分。即三明治修复技术有封闭式和开放式两种。与一类洞相比，在开放式二类洞的充填中，玻璃离子与树脂缺少洞壁的约束，在剪切力的作用下，存在水平脱位的可能性。所以传统洞型的制备中，二类洞会制备鹫尾以增强固位力。但是随着树脂材料粘结性能的不断提高，树脂充填的洞型对固位力的要求越来越低，医生非常信任来自粘结剂的粘结力，尤其是树脂材料与牙釉质之间可以形成非常牢固的粘结力。但是在三明治技术中，还存在一个树脂与玻璃离子的粘结界面，此粘结面受力后会否发生断裂？不同种类的材料相互作用最终可能会产生不同的结果。本文希望通过实验，确定玻璃离子—粘接剂—复合树脂配伍中粘结面粘结力更优者，进一步完善三明治技术的理论基础，为临床充填方法和充填材料的选择提供参考和依据。

1 材料和方法

1.1 实验材料 具体材料见表1。

1.2 实验仪器 HP-500N高精度数显拉压力测试仪(乐清市艾德堡仪器有限公司)，LED 光固化机(EliparTM 2500，3M-ESPE，美国)。

表1 实验用材料名称及文中代号

1.3 实验方法

1.3.1 样本制备：以印模膏为模具，制作1cm×1cm×1cm的树脂块70个，每个树脂块中心制备1mm×2mm×2mm的方孔，随机分7组，每组10个。其中5组方孔内，充填G1，1组孔内充填G2，1组孔内充填G3。材料均按照产品说明说进行调拌，并用充填器充满窝洞，洞口用玻璃板压平，去除飞边。

1.3.2 粘结样本制备：分别对每个试件的玻璃离子表面进行处理：使用E酸蚀20s，蒸馏水冲洗20s，吹干后，小毛刷涂粘结剂10s，轻吹5s，光照20s。在玻璃离子表面放置中心孔径为1mm×2mm，厚3mm的聚四氟乙烯对分模具，中心镂空处应正对玻璃离子表面，分组充填复合树脂，光固化30s后拆除模具，再光照10s。其中4组G1使用B2粘结剂，分别同四种复合树脂进行粘结；其他3组样本使用B1粘结剂与同一种树脂进行粘结。固化完全后，外观为突出于自凝树脂表面的1mm×2mm×3mm的树脂立方体。所有试件完成制作后，均放入37℃恒温蒸馏水中浸泡24h，逐一取出做剪切力粘结强度测试。

1.3.3 剪切粘结强度测试：将粘结样本分别以配套夹具固定于压力测试仪上加载负荷，冲压头下降速度为1mm/min，记录试件切断时力的最大值。按以下公式计算：各试件的剪切粘结强度(MPa)=P/S(式中P为施加的最大载荷，单位：N；S为粘结面积，单位：mm2)

1.4 统计学方法 应用SPSS17.0统计分析软件，计算样本均数和标准差，对不同三明治组合的剪切粘结强度进行单因素方差分析，两两比较用t检验，检验水准α=0.05。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同树脂对粘结强度的影响 使用同样的玻璃离子和粘结剂，分别与四种复合树脂配伍使用时，粘结强度测试结果显示:4组剪切力两两比较均无显著差异(P>0.05)。见表2。

2.2 不同玻璃离子，对粘结强度的影响 分别以三种玻璃离子，与同种粘结剂和树脂配伍，结果显示，G1+B1+C3组同另外2组粘结强度均有显著差异(P<0.05)，G2+B1+C3和G3+B1+C3组差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表2 不同树脂组别剪切力对比

表3 不同玻璃离子组别剪切力对比

2.3 不同粘结剂对粘结强度的影响 上述两组数据中，将两种粘结剂与相同玻璃离子和树脂配伍后的剪切力进行比较，结果显示粘结强度有显著差异(P<0.05) 。在本实验中，表现出最大粘结强度的是G1+B2+C4组试件。

3 讨论

玻璃离子、粘结剂和复合树脂是构成三明治技术的材料三要素，三种材料的性能无疑都会对最终充填体的强度产生影响。本研究选用了三种玻璃离子，两种粘结剂及四种复合树脂进行配伍，对各试件粘结面的剪切粘结强度进行比较，发现各组树脂对粘结强度的影响无显著差异，而不同玻璃离子和粘结剂对粘结强度的影响存在显著差异。以往研究粘结剂和复合树脂配伍的文献中，有提到不同树脂的粘结强度有显著差异[1]。分析原因，前文献中研究的是树脂与牙体组织粘结，在粘结面积更大的情况下[2]测得的剪切强度值仍明显高于本实验所测数值，虽然树脂品牌不尽相同，仍可以推测树脂通过粘结剂与牙面的粘结比与玻璃离子的粘结要牢固得多。在此类树脂粘结于牙面的实验中，断面多位于粘结剂与树脂的界面，也有断于树脂内聚层者。而本实验研究的是玻璃离子与树脂的粘结力，受剪切力作用，断面多在玻璃离子与粘结剂的交界面，也可见断于玻璃离子内部者，而鲜有断于树脂内聚层者。故实验目的和设计不同，实验结果亦有不同。

玻璃离子是以二氧化硅、三氧化二铝、氟化钙等为主要成分的粉剂与聚丙烯酸溶液调制而成的水门汀，因其具有一定的粘结强度、释氟防龋能力及温和的生物相容性而广泛应用于牙体充填和修复。玻璃离子材料在半个多世纪的进化过程中，各项性能不断改进，尤其是通过树脂强化、添加金属成分等杂化处理，抗压强度获得明显提高[3]。有学者认为，不同玻璃离子的粘结强度并无显著差异[4]。在本实验中，三种玻璃离子显示出不同的粘结强度，尤其是G1，与另两种玻璃离子的粘结力呈现显著差异。G1为纳米级玻璃离子，其粉末经过特殊处理，外形为不同粒度的规则多边形。各种粒度的优化配比，减少了颗粒间的空隙，提高了颗粒堆积密度。与普通的传统玻璃离子相比，该类型玻璃离子固化后的混合状态更为理想，在提高了机械性能的同时，或可增加表面的粘结性能[5]。本实验中试件的粘结断裂面多为玻璃离子和树脂的界面，也存在玻璃离子的内聚断裂，这或许能解释机械强度高的玻璃离子有可能表现出更好的粘结性能。G3为无液配方玻璃离子，与蒸馏水调拌后使用，是一种快速固化型玻璃离子修复材料，粘接性能较传统型玻璃离子水门汀要强[6]，在本实验中，G3的表现略强于G2，但差异无统计学意义。

在三明治技术操作中，玻璃离子表面是否需要酸蚀并未见有明确规定。为降低技术敏感性，树脂粘结剂在不断进步，酸蚀—冲洗粘结过程逐渐被自酸蚀系统取代，但仍有很多医生认为，酸蚀—冲洗能够获得更稳定的粘结面。酸蚀—冲洗的作用在于使粘结面形成微孔隙，增大粘结面积，提高表面能，增加粘结剂的润湿效果，从而提高粘结力。本实验中的B1粘结剂，属于第五代粘结剂，全酸蚀—湿粘结系统，单组分；B2粘结剂，属于第七代单组分自酸蚀粘结系统，但是按产品说明书的建议可以和磷酸类酸蚀剂搭配使用。在本实验中作者在两种粘结剂涂布前都对玻璃离子表面进行了磷酸酸蚀。从实验结果来看，两种粘结剂的粘结效果存在显著差异。临床应用的光固化树脂粘结剂都含有树脂基质和粘结性单体等成分，但不同产品成分有所差别。B2粘结剂中含有二磷氢酸-10-甲基丙烯酰氧酯癸烷酯功能单体，其中的磷酸官能团可起酸蚀作用，使玻璃离子基质中的钙离子溶出，与单体形成非常强的离子化学结合，再联合物理机械嵌合作用[7]，最终形成更为理想的粘结强度。本研究的样本量和种类较少，实验条件也未完全模拟口腔环境，后期应加大样本量改进实验条件，更深入研究。

随着材料学的发展，夹层技术由原来的“玻璃离子+复合树脂”扩展出“树脂+树脂”的方法，其中垫底树脂具有与牙本质更接近的物理性能，并能释放氟。尽管如此，玻璃离子温和的性能依然受到很多临床医生的喜爱，并且有实验表明[8]，玻璃离子充填后牙邻面龈壁效果好于树脂充填。国外有学者在6年的临床观察中，证明玻璃离子充填系统和双固化复合树脂表现出相似的临床性能[9]。陈娜等的研究也表明，即使是可以释放氟的树脂，其释氟能力也远不及玻璃离子，而选择氟释放能力强的材料无疑对抗龋是更有利的[10]。作者认为在相当长时间内三明治技术仍有其不可替代性。