4种封闭材料对树脂充填体边缘微渗漏影响的体外研究

赵是民 赖光云 寿雨薇 陈 晖 汪 俊

（上海交通大学医学院附属第九人民医院·口腔医学院儿童口腔科，国家口腔疾病临床医学研究中心， 上海市口腔医学重点实验室，上海市口腔医学研究所，上海 200011）

微渗漏是复合树脂修复失败的主要原因之一。为了降低微渗漏对树脂充填体使用寿命的影响，有学者建议完成树脂直接充填后，可使用低粘度的树脂基类材料对充填体边缘进行封闭，以提高充填体边缘的封闭性[1，2]。迄今为止，用于充填体边缘封闭的材料主要有粘接剂、窝沟封闭剂和专用表面封闭剂等，这些材料的作用也得到了相关研究的证实[3]。近年来有学者尝试将流动性和渗透性更佳的渗透树脂作为充填体表面封闭材料，取得了良好的封闭效果[4]。除低粘度外，渗透树脂拥有低接触角和高表面张力等特性，能通过毛细作用渗透至釉质脱矿层内，永久堵塞封闭脱矿釉质孔隙，目前主要用于早期龋以及正畸白斑的治疗。但其封闭效果是否优于专用表面封闭性材料，目前尚无文献报道。

本研究选择了与Icon渗透树脂成分相似的专用表面封闭剂PermaSeal，同时选择了含有填料的专用表面封闭剂G-Coat和通用粘接剂Single Bond Universal Adhesive，在体外模拟树脂充填以及充填后的表面封闭，通过对比充填体边缘微渗漏程度，探究各类材料在提高树脂充填体边缘封闭性方面是否存在差异。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

经上海交通大学医学院附属第九人民医院伦理委员会审查同意（SH9H-2018-T77-1），使用于上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔外科拔除的牙冠完整、无龋损、无隐裂的第三磨牙75颗，去除牙石和牙周组织，保存于4℃生理盐水中，时间不超过3个月。

Single Bond Universal Adhesive（ 3M ESPE，美国）； Filtek Z350 复合树脂（ 3M ESPE，美国）；Filtek Z350 XT流动树脂（ 3M ESPE，美国）；Sof-Lex抛光碟（3M ESPE，美国）；G-Coat Plus表面封闭剂（GC，日本）；PermaSeal表面封闭剂（Ultradent Product，美国）；Icon 渗透树脂（DMG，德国）；3M EliparTM S10 LED 光固化灯（ 3M ESPE，美国）；TC-501F（111）型冷热循环仪（苏州威尔实验用品，中国）；DHG-9030A型电热恒温培养箱（上海精宏实验仪器，中国）；10085-2型40×带刻度放大镜（上海致旗实业，中国）；2%亚甲基蓝溶液（天津市福晨化学试剂厂，中国）；金刚砂车针（MANI，日本）；透明指甲油（市售）等。

1.2 方法

1.2.1 试样制备和分组 在所有离体牙牙冠颊舌侧颈部，由同一试验人员使用高速金刚砂车针各制备一标准V类洞（即每个离体牙2个窝洞，共完成150个充填体）：要求底平壁直，点线角圆钝，近远中径3 mm， 龈高2 mm，洞深2 mm，以牙周探针对窝洞尺寸进行监控。流动水冲洗清洁窝洞10 s，吹干，均匀涂布Single Bond Universal粘接剂20 s，无油无水柔和气流轻吹5 s，光照10 s。Z350流动树脂内衬[5]，Z350通用型树脂压入窝洞，充填塑形，去除覆盖窝洞边缘的多余树脂，光照40 s，从粗到细依次精细抛光，冲洗吹干。慢速金刚砂轮片对所有离体牙行截根（釉牙骨质界下2 mm），及近远中向分牙处理，获得150个样本。

采用SPSS统计软件，对所有样本编号后，随机分为5组，每组30个窝洞，选用不同的表面封闭材料分别进行边缘封闭，见表1。

表1 各组封闭材料的应用方法

1.2.2 体外模拟老化试验 每组中随机选取10个样本进行水老化试验：将样本置于生理盐水中37℃恒温保存3个月，每7天更换一次液体。每组另随机选取10个样本进行冷热循环老化试验：在5℃和55℃的恒温水箱间循环1 000次，各停留30 s。每组中剩余10个样本不进行任何老化处理，在37℃生理盐水中浸泡24 h后，进行即刻的充填体边缘微渗漏的评价。

1.3 充填体边缘微渗漏评价

各样本冲洗干燥后，在充填体边缘1 mm外的牙体组织区域均匀涂布两层油性指甲油，彻底干燥，浸泡至2%亚甲基染料中24 h（37℃）。流动水冲净多余染料，去除指甲油。慢速金刚砂轮片行 龈向切片，每样本得到3片切片。同一实验人员于40×带刻度放大镜下观察充填体边缘染料渗入情况，等级评定共分为5级[9]：0级，洞壁无染料渗入；1级，洞壁染料渗入不足洞壁1/3；2级，洞壁染料渗入超过洞壁1/3，但不足2/3；3级，染料渗入超过2/3，但未达洞底；4级，洞壁染料渗入到达洞底轴髓壁。

1.4 统计学分析

运用SPSS 23.0统计软件对数据进行统计分析。因本研究数据为等级资料，采用非参数统计方法Kruskal-Wallis检验和惠曼特尼U检验，比较同一老化条件下，各组间充填体染料渗入等级是否存在统计学差异，同时比较了同一材料在不同老化条件下充填体染料渗入等级是否存在差异，检验统计量α=0.05。

2 结果

2.1 未经老化时充填体边缘染料渗入等级

统计分析发现：未经老化时各组间充填体边缘染料渗入等级的差异具有统计学意义（P＜0.000 1），结果如表2所示。在冠端，GC、IC和PS组的样本渗入等级较低，其次SU组充填体边缘染料渗入等级较高，而CT组样本的渗入等级为最高。在龈端，GC和IC组样本渗入等级显著低于其他3组，且其余3组之间差异无统计学意义。

2.2 冷热循环后充填体边缘染料渗入等级

统计分析发现：经过冷热循环后各组间充填体染料渗入等级的差异具有统计学意义（P＜0.000 1），结果如表3所示。在冠端，GC、SU和IC组充填体边缘染料渗入等级均显著低于CT组，而GC、SU和IC 3组样本间差异无统计学意义。在龈端，仅GC和IC组充填体边缘染料渗入等级显著低于CT组，且GC和IC组间差异无统计学意义。

与未经老化时的表现相比，经过冷热循环老化后，在冠端，除了SU组充填体边缘染料渗入等级未有显著增加（P=0.209），其余组内充填体边缘染料渗入等级均有明显增加；在龈端，除了IC组充填体边缘的染料渗入等级显著增加（P=0.013），其余各组未有显著性增加。

表2 未经老化处理时各组充填体边缘染料渗入深度的比较（个）

表3 冷热循环后各组充填体边缘染料渗入深度的比较（个）

2.3 水老化后充填体边缘染料渗入等级

统计分析发现：经过水老化后各组间充填体染料渗入等级的差异具有统计学意义（P＜0.000 1），结果如表4所示。

表4 水老化后各组充填体边缘染料渗入深度的比较（个）

在冠端，GC组充填体边缘染料渗入等级最低，其余4组均无显著性组间差异。在龈端，GC、PS和IC组充填体边缘的染料渗入等级较低，且3组间无显著性差异；而CT和SU组充填体边缘的染料渗入等级相对较高。

与未经老化时的表现相比，经过3个月水老化后，在冠端，仅PS组和IC组内充填体边缘染料渗入等级显著增加（P值分别为0.025和0.016）；在龈端，仅CT组充填体边缘染料渗入等级明显增加，且差异具有统计学意义（P=0.029）。

对比同一种封闭材料经过冷热循环老化与水老化后的情况，仅见CT组充填体的冠端（P＜0.001）、GC组充填体的冠端（P＜0.001）以及IC组充填体的龈端（P=0.017）充填体染料渗入等级差异存在统计学意义。

2.4 切面染料渗入的镜下图像

各组充填体冠端以及龈端边缘的染料渗入的典型镜下图像见图1和图2。

图1 充填体冠端边缘染料渗入情况

图2 充填体龈端边缘染料渗入情况

3 讨论

本研究的结果显示，各种封闭材料的应用均能不同程度的提高充填体的边缘封闭性，其中以G-Coat Plus封闭剂封闭效果最佳，其次为Icon渗透树脂。

本实验中G-Coat Plus封闭效果明显优于PermaSeal，主要原因在于G-Coat Plus与PermaSeal均为专用表面封闭剂，但前者含有纳米填料，后者无填料。既往研究发现G-Coat Plus封闭剂内均匀分布的填料可以与树脂充填体表面的树脂基质结合，粘接在充填体表面，并封闭充填体表面的孔隙，从而提高充填体边缘封闭性[6]。而PermaSeal封闭剂不含填料，流动性可能更佳，但在应用时经过气枪吹薄后可能会导致充填体表面的封闭剂层变薄，反而使得抛光后充填体与牙体组织之间形成的裂隙并不能完全被有效封闭。

Icon渗透树脂与PermaSeal封闭剂组成成分相近，应用时也均需要酸蚀处理，但Icon渗透树脂的封闭效果更佳。造成这种结果的原因可能包括以下两点：一是酸蚀时应用的材料和时间有差异；二是Icon渗透树脂需要特殊的干燥和渗透步骤。研究发现表面封闭前的酸蚀可去除抛光产生的玷污层以及杂质颗粒，暴露现有的表面缺陷以及边缘间隙，并使待封闭区域呈一种理想的可润湿状态，从而利于封闭剂渗透[1，7]。因此，预酸蚀可能对封闭剂的封闭效果产生积极作用。然而，酸蚀剂种类以及应用时间对酸蚀效果都可能产生影响，同样酸蚀120 s，15%盐酸对比37%的磷酸将使牙体组织的脱矿程度明显加深；而同样的酸蚀剂，加长酸蚀时间也将有利于酸蚀效果[8]。本研究中PermaSeal封闭剂采用37%磷酸预酸蚀20 s，而Icon渗透树脂使用15%盐酸预酸蚀120 s，二者的差异可能会对充填体边缘封闭性产生一定的影响。此外Icon-Dry含有99%的乙醇，与水及树脂单体均可互溶[9]，Icon组充填体表面酸蚀后再经乙醇干燥，可能更有利于后续以乙醇为溶剂的Icon-Inf iltrant的渗入。另外，Icon渗透时长累积为4 min，同样有利于材料充分地渗入充填体边缘的间隙[10]，最终达到更好的封闭效果。

在树脂相关的体外老化试验中，水老化试验以及冷热循环试验是最为常用的人工老化方式，前者通过界面组分的塑化以及水解降低了粘接强度和聚合基体的机械性能；而后者的老化过程中，高温加速了粘接界面组分的水解，同时由于修复材料与牙体组织的热膨胀系数不同，粘接界面将受到反复热应力破坏。经过人工老化后，本研究结果显示各组充填体的边缘封闭性较老化前均有不同程度的减弱，仅应用Single Bond Universal粘接剂进行表面封闭后的充填体边缘微渗漏程度无显著变化。

已有研究发现封闭材料中填料颗粒的加入可以增强其强度和耐磨性[6]。Kumar等认为纳米填料封闭剂良好的渗透性和耐磨性，以及与树脂及牙体组织间紧密的粘接性能，使其作为涂层保护性材料时，可充分抵御外漂白过程对充填体边缘的破坏，延长漂白后充填体的使用寿命[6]。与之相似，本研究中两种含有填料的封闭材料Single Bond Universal粘接剂和G-Coat Plus封闭剂表现出良好抗水解并对冷热循环带来的热应力破坏具有良好的抵抗特性，使得老化后的充填体仍然保持了良好的边缘封闭性。但基于本研究中Single Bond Universal封闭后的充填体龈端边缘在老化前后与空白对照组不存在显著性差异，可能并不完全适用于V类洞的表面封闭。与Single Bond Universal粘接剂和G-Coat Plus封闭剂相反，PermaSeal封闭剂和Icon渗透树脂均不含填料，而包括了高含量的乙醇与TEGDMA，这不仅使得材料黏度下降，同时造成材料涂布后形成较厚的氧阻聚层[11]，进一步影响材料的机械强度。有学者比较了包括PermaSeal封闭剂在内的多种专用表面封闭剂固化后的理化性能发现，PermaSeal封闭层表面的氧阻聚层最厚，而表面硬度最低[12]，这同样证实了PermaSeal封闭剂自身强度不足的问题。这一问题可能造成了本研究中PermaSeal封闭剂以及Icon渗透树脂的封闭效果均受到老化带来的显著负面影响的结果。

尽管Icon渗透树脂的表面效果较好，但鉴于Icon渗透树脂的表面封闭效果易受到老化的影响，且操作用时长（单次近9 min）、对牙髓安全有潜在影响，临床上可能并不适合将其作为表面封闭材料进行常规使用。

本研究各实验组样本量偏小，个别数据的偏差可能将对整个实验组数据产生一定影响；同时，本研究仅测量充填体边缘的染料渗入深度，而没有对间隙宽度、封闭材料渗入深度以及封闭层厚度同期进行定量测量，无法综合全面评价的各类材料的封闭效果，实验结果仅能一定程度的反映材料的封闭效果，实际效果仍需更多的体外研究和临床研究进一步验证。

4 结论

4种封闭材料均能在不同程度上减轻充填体的边缘微渗漏，其中以G-Coat Plus作用效果最佳。