热凝树脂、聚合瓷、CAD/CAM树脂与牙本质粘接的粘接强度比较

刘名，伊哲

（中国医科大学口腔医学院·附属口腔医院修复一科，辽宁省口腔疾病重点实验室，沈阳 110002）

暂时修复体具有保护牙髓和牙周组织，促进引导组织愈合，恢复前牙美观，稳定牙齿到位置和咬牙合关系，预判最终修复效果等作用。暂时修复体在口腔修复、正畸、种植以及牙周等各领域均广泛使用。临床上常用热凝树脂、聚合瓷、计算机辅助设计与制作（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）树脂口外间接制作暂时修复体。热凝树脂是传统的暂时修复材料，具有价格低廉、抛光性好、性能稳定等优点［1］。聚合瓷是类瓷树脂系统，含有部分微细瓷成分，具有树脂与瓷的双重优点，抗弯强度高、抗炎、表面抛光性能及边缘封闭性好、收缩率低，常被作为长期暂时修复体［2］。高温高压下制作的CAD/CAM系统专用PMMA树脂盘具有稳定的物理及机械性能，避免出现修复体孔洞，不易变色，体积变化小的优点，近年来临床上广泛应用［3］。暂时修复体不仅应该具有良好的生物学性能、机械性能及美学性能［4］，还应该能够保证与牙体之间紧密粘接以确保获得长期理想的治疗效果［5］。已有临床研究［6］发现暂时修复体脱落率较高。目前，暂时修复材料与牙本质间的粘接效果研究鲜有报道。本研究通过剪切粘结强度（shear bond strength，SBS）测试来探讨热凝树脂、聚合瓷、CAD/CAM树脂3种暂时修复体与牙本质粘接的粘接强度的差异，旨在为临床上暂时修复体选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 离体牙来源及分组

选择2021年6月至9月我院口腔颌面外科38例患者（年龄16～40岁，拔牙原因为阻生）的第3横磨牙（45颗）。纳入标准：牙体完整，颊侧、舌侧釉质无裂纹，无龋，具有足够的冠部尺寸。将牙试件随机分为热凝树脂组、聚合瓷组、CAD/CAM树脂组，每组15个。

1.2 主要材料和器械

主要材料与器械包括Ceramage聚合瓷（日本SHOFU公司），CAD/CAM树脂盘、热凝树脂（日本山八公司），Scotchbond通用型粘接剂、RelyXTMUltimate非自粘接树脂水门汀（美国3M公司）；Solidilite光聚合器（日本SHOFU公司），120目、400目碳化硅水砂纸（美国Buehle公司），LED光固化灯（美国Kerr Demi Plus公司），数显恒温水浴锅（HH-4，郑州社甫仪器厂），微机控制电子万能实验机（中国MTS E44公司），Hitachi S-3400N扫描电子显微镜（美国HITACHI公司），CAD/CAM系统（德国Wieland Dental公司）。

1.3 剪切试件的制备

去除牙体表面残余软组织及牙石等，置于4 ℃蒸馏水中备用。用高速涡轮机碳化钨车针磨除颊侧或舌侧牙釉质，预备至牙本质面。丙烯酸树脂包埋牙体制作25 mm×10 mm×15 mm的长方体试件，并暴露牙测试面。流水冲洗下依次使用120目、400目（砂粒分别为125 μm、35 μm）的碳化硅砂纸打磨牙面（各1 min），橡皮杯、浮石粉彻底清洁牙面以获得均匀的、光滑的标准粘接面，然后储存在室温蒸馏水中备用。

热处理方法制作热凝树脂试件，硅橡胶模具制作聚合瓷试件。CAD/CAM树脂试件由计算机辅助设计及机械加工法直接切割制作完成。试件均为直径4 mm，高4 mm的圆柱形，超声清洗试件5 min，并用酒精棉球清洗粘接面，流水冲洗后吹干试件表面。

1.4 粘接

参照文献［7］的方法，用不透明胶带（孔径4 mm）覆盖牙本质测试面来限定粘接面积，涂抹一薄层Scotchbond通用型粘接剂，反复涂擦20 s，气枪吹干5 s，光照10 s，然后在牙本质测试面的不透明胶带环内注入RelyXTMUltimate树脂水门汀，将试件中心与胶带环中心重合就位，保持手指恒定压力（10 N）下垂直向加压［8］，LED灯光照20 s。

1.5 SBS测试和扫描电镜观察

试件存于（37±2）℃蒸馏水中，24 h后将试件固定在万能实验机上（图1）。将加载头平行并紧密贴合粘接面，加载速度为1 mm/min，记录剪切断裂时最大负荷数。按照公式P=F/S（P为试件的SBS，F为试件脱落时所承受的剪切力，S为试件的横截面积；单位为MPa）计算SBS。扫描电子显微镜下观察3种试件处理前、牙本质粘接断面及试件粘接断面的形态。

1.6 体视显微镜观察

使用体视显微镜（20 倍）观察试件粘接界面断裂模式。粘接界面断裂模式［9］主要表现为3种，包括：（1）界面破坏，剪切后试件表面无粘接剂残留；（2）内聚破坏，树脂内聚断裂；（3）混合破坏，既有界面破坏，又有内聚破坏。统计3组试件破坏形式及数量并计算百分比。

1.7 统计学分析

采用SPSS 20.0统计软件进行统计分析，计量数据采用±s表示，3组间比较采用单因素方差分析，P＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组SBS比较

结果显示，热凝树脂、聚合瓷、CAD/CAM树脂的SBS分别为（4.84±0.95）MPa、（11.20±1.49）MPa、（5.93±1.81）MPa。与热凝树脂组和CAD/CAM树脂组比较，聚合瓷组的SBS显著增高（P＜ 0.05）；而热凝树脂组与CAD/CAM树脂组SBS比较差异无统计学意义（P＞ 0.05）。

2.2 3组扫描电镜观察结果比较

结果显示，热凝树脂和CAD/CAM树脂粘接前表面均较光滑；而聚合瓷粘接前表面有一定粗糙度，可以看到微孔、打磨痕迹。聚合瓷表面粗糙可增加其与树脂粘接剂的机械锁合，可见聚合瓷粘接强度较高。热凝树脂和CAD/CAM树脂牙粘接断面表面粗糙，局部略呈波纹状，未见牙本质小管结构；而聚合瓷牙粘接断面表面粗糙，可见牙本质小管被粘接剂斑块封闭。热凝树脂和CAD/CAM树脂试件粘接断面表面略粗糙，分布裂纹，可见片状粘接剂残留或簇状粘接剂斑块残留；而聚合瓷试件粘接断面表面粗糙，可见微孔、突起及粘结剂残留。见图2。

图2 3组扫描电镜观察结果比较×500

2.3 3组粘接界面断裂模式比较

结果显示，聚合瓷组粘接界面断裂模式表现为内聚破坏和混合破坏，而热凝树脂组和CAD/CAM树脂组表现为界面破坏、内聚破坏和混合破坏，见图3。

图3 3组粘接界面断裂模式比较

3 讨论

暂时修复体是向最终修复体移行前，用于改善前牙区美观、保护牙髓免受机械物理刺激和细菌污染、维持修复空间和恢复咀嚼功能的修复体［10］。暂时修复体在口腔修复以及其他领域均有重要的临床意义，咬牙合重建患者行永久固定修复之前，需长期的暂时冠恢复咬牙合，维持颞下颌关节的稳定和协调，牙周冠延长术后应用暂时冠辅助软组织成形，诱导龈乳头再生；正畸治疗的患牙牙体缺损时应用暂时冠恢复牙齿解剖形态，便于粘接托槽。因此，暂时修复体的材料选择与稳定粘接具有重要意义，可增强边缘密合性，防止微渗漏，并显著降低修复体破裂的风险［11］。评估修复体粘接强度的实验有拉伸粘接强度实验、微拉伸粘接强度实验、SBS实验及挠曲粘接强度实验等。其中SBS实验最能代表口腔咀嚼实际情况，是最常用的测试方法［12］。因此，本研究采用SBS实验来测量热凝树脂、聚合瓷和CAD/CAM树脂与牙本质间的粘接强度。

聚合瓷属于树脂基陶瓷，与树脂水门汀有相似的基质成分，两者之间能够形成良好的化学结合，同时牙本质粘接剂在润湿的牙本质表面可进入胶原纤维网和牙本质小管中，与牙本质产生微机械锁结，故产生较高的粘接强度。诸多研究［13-14］表明聚合瓷与树脂水门汀具有较高的SBS。热凝树脂、CAD/CAM树脂的主要成分均为聚甲基丙烯酸甲酯，难以形成化学结合，相较聚合瓷很难获得较高的粘接强度，本研究结果显示，与热凝树脂和CAD/CAM树脂比较，聚合瓷的SBS显著增高（P＜ 0.05）；而热凝树脂与CAD/CAM树脂的SBS比较差异无统计学意义（P＞ 0.05），与STAWARCZYK等［15］研究结果一致。

已有研究［16］表明，树脂基陶瓷材料和全瓷托槽的剪切粘接力较聚甲基丙烯酸甲酯类暂时冠修复材料高。因此，尽管CAD/CAM树脂修复体与热凝树脂的SBS比较差异无统计学意义（P＞ 0.05），但CAD/CAM树脂的粘接强度略高于热凝树脂。另外，RAYYAN等［17］研究表明与手工制作的暂时修复体相比，CAD/CAM暂时修复体表现出更好的颜色稳定性，更高的机械性能，适用于长期的暂时修复；而且CAD/CAM技术制作出的修复体精度已经超过了传统手工加工出的修复体，边缘密合度更好［18-19］。因此，CAD/CAM树脂暂时修复体在很多方面均优于热凝树脂，临床应用更广泛。但研究［15］显示CAD/CAM树脂暂时修复体与树脂水门汀间粘接强度较差，与本研究结果一致。

扫描电镜结果显示，聚合瓷表面有一定的粗糙度，存在可用于机械固位的凹陷有利于树脂水门汀产生微机械锁结，从而产生了较高的粘接强度。而热凝树脂与CAD/CAM树脂表面较光滑，机械固位力差，故粘接强度均低于聚合瓷。剪切测试中试件的界面破坏能较准确地反映粘接界面的真实信息，内聚破坏或混合破坏为粘接所期望的断裂形式，说明粘接强度超过了粘接剂或被黏体的内聚能［9］。本研究结果显示，聚合瓷的断裂方式主要为内聚破坏和混合破坏，无界面破坏，与SBS实验结果一致。可见聚合瓷粘接界面表现出较理想的断裂形式，推测试件表面形态与粘接强度可能存在一定程度的关联。

综上所述，与热凝树脂和CAD/CAM树脂比较，聚合瓷表面粗糙，具有较高的粘接强度，可作为长期的暂时修复材料应用于临床。但也有研究［20-22］显示，CAD/CAM树脂具有成本低、颜色稳定、加工周期短等特点，临床应用也越来越广泛，可通过对表面进行预处理来提高粘接强度［23］。本研究未对3种材料进行预处理，哪种预处理方法既能提高粘接强度又不影响修复体的美学性能和长期稳定性，有待进一步的临床观察和实验验证。