iRoot BP与Dycal盖髓剂联合三种不同垫底材料对树脂材料粘接强度及微渗漏的影响

许明明 麦天倩 殷亮亮 李春年 赵子鹏

复合树脂材料因其具有美观、良好的硬度和粘接性能、操作简便等优点，在临床治疗中已被广泛应用，但深龋充填后引起敏感、疼痛等牙髓反应的病例屡见不鲜[1，2]。因此为促进修复性牙本质的形成并隔绝外界对牙髓牙本质复合体的刺激，保证治疗的远期疗效，需要使用盖髓剂和垫底材料[3]。盖髓剂在初始凝固并达一定强度后，与上方的材料需达到一定的结合强度，以抵抗脱位力及收缩应力，保证严密的封闭与结合。而传统的盖髓剂和垫底材料对树脂材料的粘接强度和微渗漏都有着不同程度的影响。因此活髓保存材料的选择对治疗的远期疗效起着非常重要的作用[4]。

氢氧化钙作为最常使用且价格低廉的盖髓剂，曾被认为是活髓保存的“金标准”[5]。随着口腔材料学的发展，生物陶瓷材料、硅酸钙类材料iRoot BP Plus 也已进入临床视野中。iRoot BP Plus 因其诱导形成修复性牙本质的能力更强、良好的生物相容性、操作简便等优点被广泛使用[6，7]，但目前iRoot BP Plus对树脂材料粘接强度和微渗漏的影响的相关研究尚不充分，故本次研究选用iRoot BP Plus 与氢氧化钙两种盖髓剂进行量化比较。同时，垫底材料与充填材料的结合力影响着最终的充填效果，本实验选用了近年来在树脂充填中常用的垫底材料：Lonosit-Baseliner 光固化垫底材料、传统GIC 及3M Ketac Molar Easymix 玻璃离子，拟观察比较Dycal、iRoot BP Plus 联合不同的垫底材料对充填复合树脂粘接强度和微渗漏的影响，以期为提高盖髓术后能获得最佳充填效果提供实验参考和依据。

材料与方法

1．主要试剂与仪器

iRoot BP Plus (创新生物公司，加拿大)，Dycal（登士柏，美国），Lonosit-Baseliner 光固化垫底材料（DMG，德国），3M Ketac Molar Easymix（德国，3M，公司），传统Glass innomer cement（上海医疗器械股份有限公司），通用型粘接剂（3M single bond univesal ESPE，美国），Z350 光固化复合树脂（3M ESPE，美国），S-3500N 型扫描电子显微镜（日立，日本），万能实验机（深圳万测试验设备有限公司），电热恒温培养箱（上海跃进医疗器械厂），冷热循环机（天津泰斯特仪器有限公司）。

2．实验方法

（1）实验牙的制备与分组

收集在河北医科大学口腔医院口腔颌面外科门诊因正畸拔除的前磨牙120 颗，去净牙齿周围的牙石及牙周膜等软组织，4℃下0.9%生理盐水保存备用。纳入标准：牙齿发育完成，牙釉质表面颜色及形态正常，未经任何治疗。患者均签订知情同意书。本研究经河北医科大学口腔医院伦理委员会审核批准（编号2021049）。

将120 颗前磨牙制备成120 个10 mm×10 mm×2 mm 大小的牙本质块，每个牙本质块中心均制备出内直径4 mm、深度2 mm 的窝洞，随机分为六组，每组20 个样本，材料按照厂家提供的使用说明书要求进行调拌和使用。实验由同一医生完成操作（材料调拌均由同一名护理人员完成）。所有样本均放置于金属成型片上方进行充填，其中盖髓材料厚度为0.5 mm，垫底材料厚度为0.5 mm，上方树脂充填材料厚度为1 mm。

将上述A 组、B 组窝洞表面分别用小毛刷涂布3M single bond univesal 通用型粘接剂10 S，轻吹5 S，光固化10 S，3M Z350 复合树脂一次充填，光固化20 S（光照强度700 mW/cm2），表面修整抛光。填充完毕后，将标本置于室温下的生理盐水中24 小时待材料完全固化。

（2）粘接强度测定：①推出实验：每组随机选取10 个样本，使用万能试验机分别对各组样本进行粘接强度的测定。测定时，将样本置于万能试验机的推出平台上，选择直径为1 mm 的加载头，使加载头仅接触充填材料，加载速度设定为1.0 mm/min，加载方向为垂直加载，直至粘接面断裂，记录最大负荷数值(F)。用电子卡尺测量样本厚度(h)、窝洞半径(r)。运用公式计算出充填材料与牙本质间的粘接面积S＝2πrh。通过公式计算粘接强度：粘接强度(MPa)＝样本断裂力值（N）/粘接面积(mm2)。②扫描电镜观察：每组随机选取5 个推出实验后的牙本质块，依次放置于25%、50%、75%、95%、100%乙醇中浸泡15 min，取出后自然干燥2 d；固定于载物台上，置于真空干燥器中抽真空、干燥，高真空镀膜仪喷镀金膜；扫描电观察样本粘接面的结构形态，选择清晰典型区域留取图像。

表1 分组与操作步骤

（3）微渗漏观察：①冷热循环老化实验：将快速恒温数显水箱放适量水，并将温度调节至55℃，制成55℃恒温水箱。取保温桶一个放少量冷水，在温度计监测下放冰调节并保持温度在5℃左右，制成5℃恒温水箱。每组选取余下的10 个样本，将标本交替放入自制的5℃和55℃恒温水箱中进行冷热循环，每循环一次标本分别在5℃（±2℃）和55℃（±2℃）的冷热水中停留1 分钟，共循环1000 次。②亚甲蓝染色：循环完毕后，将样本取出，在牙齿表面均匀涂两层指甲油（充填体及边缘外1 mm 的范围除外），自然晾干。晾干后浸入亚甲蓝染料中，置于37℃恒温箱内。7 天后取出，流水冲洗标本，直至冲洗液无肉眼可见蓝色颗粒，干燥，用低速金刚砂片将标本沿牙体长轴通过牙体中心纵向劈开，体视显微镜下测量色素从粘接界面渗入的最大深度。

（4）统计学分析：采用SPSS 26.0 软件对各组样本的粘接强度、微渗漏值进行2×3 析因设计方差分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

1．2×3 析因设计方差分析

方差分析结果表明，垫底材料中，3M Ketac Molar Easymix 的粘接强度最高、封闭性能最好，传统GIC 次之，Lonoist-Baseliner 光固化垫底材料最差，且差异具有统计学意义（P＜0.05）；盖髓材料中，iRoot BP Plus 的封闭性能优于Dycal 组，且差异具有统计学意义（P＜0.05），两者的粘接强度显示无显著差异（P＞0.05）。

析因分析结果表明，盖髓材料不同或垫底材料不同，对粘接强度和微渗漏均具有显著影响（P＜0.05），同时，盖髓材料与垫底材料间的交互作用不显著（P＜0.05）。

表2 各组样本粘接强度

表3 各组样本微渗漏深度

表4 垫底材料粘接强度和微渗漏方差分析

表5 垫底材料粘接强度多重比较

表6 垫底材料微渗漏多重比较

2．扫描电镜结果

A1、A2、A3、B1、B2、B3 组样本扫描电镜观察结果如图1 所示。

图1 各组样本表面形态

讨 论

理想的盖髓材料应当促进修复性牙本质的形成，维持牙髓活力，具有X 线阻射性、良好的密闭性和抗菌能力；还应具备良好的操作性以及与牙本质和后期牙体修复材料的粘接性和相容性。为了既能够达到保存活髓的目的，又可以获得良好的粘接强度和封闭性，盖髓材料及垫底材料的选择就显得尤为重要。

20 世纪30 年代首次报道使用氢氧化钙保存活髓，它能够诱导形成修复性牙本质，具有良好的抗菌性能[8]，但在实际应用中存在一定的缺陷，由于其具有高碱性，对组织有一定毒性，易引起直接接触的牙髓组织区域和修复性牙本质表面形成凝固型坏死区，可能导致髓腔内钙化和牙内吸收的发生[9，10]，且密封性较差、口腔环境内溶解性高、抗力及固位不足，远期治疗效果并不乐观。

生物陶瓷材料iRoot BP Plus 的成分包括硅酸三钙、硅酸二钙、磷酸钙、氧化锆、氧化钽等，能促进组织再生，诱导牙髓细胞的增殖分化和成牙本质细胞的形成[11]，增强碱性磷酸酶活性，促进牙本质涎磷蛋白、牙本质基质蛋白1 及骨钙素等牙本质向分化相关因子的表达[12～14]，具有更高的诱导成牙本质分化和生物矿化的能力。此外物理化学性能稳定、固化时间短、不使牙变色等优点使其逐渐成为代替氢氧化钙类制剂及MTA 的存在。Liu 等[15]的iRoot BP Plus 应用于小鼠直接盖髓术和活髓切断术的研究中发现，4 周后大鼠的牙髓组织与iRoot BP Plus 之间形成了一层完整连续的、没有孔隙的、含有均匀牙本质小管样结构的修复性牙本质桥，且有成牙本质细胞沿该层排列。Shokouhinejad 等[16]采用推出测试检测MTA、iRoot BP、iRoot BP Plus 暴露于磷酸盐缓冲液中的粘接强度，结果显示三者无明显差异，但当暴露于酸性溶液中，MTA、iRoot BP 粘接强度下降，iRoot BP Plus 则不受影响。且有研究显示同种材料完全凝固后粘接强度均显著高于初始凝固[17]。iRoot BP Plus 在2 小时达到初始凝固，完全固化需要5 天甚至更久[18，19]。方差分析结果表7 显示了iRoot BP Plus 组封闭性能优于Dycal 组，且差异具有统计学意义，但两组的粘接强度差异不显著；析因分析结果表8、9 显示，iRoot BP Plus 和Dycal 对粘接强度和微渗漏的主体效应具有显著差异。一方面原因是iRoot BP Plus 在凝固水合反应过程中增加了磷酸钙盐成分，硬固时产生羟基磷灰石形成微膨胀，能与牙本质形成紧密的粘结，即在体内iRoot BP Plus 可以利用牙本质小管固有的水分来推动磷酸钙盐的水化反应，体外通过37℃恒温水浴箱模拟湿润环境来推动固化，增强与牙本质的结合从而达到良好的封闭效果，防止微渗漏发生和细菌的侵入，提高了机械性能与生物相容性[20]。另一方面原因是Dycal 在调拌比例、调拌时间也会存在一定的误差；而iRoot BP Plus 不需要人为调制，可以直接使用，减少误差。

表7 盖髓材料粘接强度和微渗漏方差分析

表8 粘接强度主体间效应检验

表9 微渗漏主体间效应检验

Lonoist-Baseliner 是一种光固化复合体洞衬垫底材料，以氟铝硅酸钙及钡玻璃粉为填料，复合体类洞衬垫底材料有许多优点，但也有一些缺陷，如一定的牙髓刺激性。汤海峰等[21]通过3 个月的回顾性调查发现，玻璃离子垫底充填修复后牙齿的术后敏感性要低于Lonosit-Baseliner 光固化复合体垫底的牙齿。本实验研究结果如表4~6 所示，两种玻璃离子组粘接强度和边缘封闭性均显著优于Lonoist 洞衬材料组。这可能是由于Lonosit-Baseliner 光固化复合体的弹性模量要高于玻璃离子，受力时易发生形变，导致充填体承担作用力较大而产生折裂的可能，而低弹性模量的玻璃离子在牙齿受力时可减少折裂的可能，保持其完整性。玻璃离子水门汀是由铝玻璃和多丙烯酸混合而成的化合物，所含的羧基酸与牙齿中的钙离子结合，还可以与牙本质胶原中的羧基、氨基结合，因而二者可以形成较强的化学性粘接。同时玻璃离子的热膨胀系数与牙体组织相似，使它具有了良好的边缘封闭性，因而减少了微渗漏的发生[22]。如表4~6 所示，3M Ketac Molar Easymix玻璃离子组与传统GIC 组的结果对比中可知，3M Ketac Molar Easymix 玻璃离子在粘接强度和封闭性方面要优于传统GIC，且差异具有统计学意义。这是由于3M Ketac Molar Easymix 较传统GIC 耐磨性强、抗压强度高，对水的溶解度低，弥补了GIC 在固化早期湿度敏感性的缺陷，边缘封闭性更优，并且持续释放的氟离子与牙齿中的羟基磷灰石发生化学反应形成比羟基磷灰石溶解度小的氟磷灰石，进一步隔绝了树脂及外界的刺激，保护牙本质小管内容物以及深部的牙髓组织，降低充填术后敏感疼痛及继发龋的可能[23，24]。因此，3M Ketac Molar Easymix玻璃离子是一种良好的垫底材料。

根据本研究可以发现，iRoot BP Plus 与3M Ketac Molar Easymix 玻璃离子组合具有更强的粘接强度，并减少了微渗漏的发生，是目前较为理想的盖髓和垫底材料，保证了树脂充填后的远期疗效，未来将对其临床效果进行进一步的临床实验研究。