暫時(shí)修復(fù)樹(shù)脂材料聚合放熱的體外研究

[摘要]目的：體外測(cè)量5種暫時(shí)修復(fù)樹(shù)脂材料聚合過(guò)程中的放熱反應(yīng)。方法：室溫25℃時(shí)，將3種Bis-acryl樹(shù)脂（Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II）和兩種聚甲基丙烯酸酯樹(shù)脂（QuickResin和國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂：Self-curing acrylic resin）按照使用說(shuō)明混合后，通過(guò)與材料接觸的熱電偶記錄材料聚合過(guò)程中的放熱反應(yīng)，獲得峰頂溫度（peak temperature）和到達(dá)峰頂溫度的時(shí)間，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和LSD-t檢驗(yàn)。結(jié)果：5種材料的峰頂溫度在9.5～24.2℃之間，峰頂溫度值排序：QuickResin>國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂>Luxatemp> Protemp 3 Garant> Protemp II，其中Luxatemp、Protemp 3 Garant和Protemp之間沒(méi)有顯著性差異（P>0.05）。Protemp 3 Garant最快達(dá)到峰頂溫度（119s），國(guó)產(chǎn)自凝塑料最慢（442s）。Protemp 3 Garan和Luxatemp到達(dá)峰頂溫度時(shí)間沒(méi)有顯著性差異（P>0.05）。結(jié)論：3種Bis-acryl樹(shù)脂具有較短的聚合時(shí)間和較低的聚合溫度，適合直接法制作暫時(shí)修復(fù)體，兩種聚甲基丙烯酸酯樹(shù)脂應(yīng)避免直接法制作暫時(shí)修復(fù)體。

[關(guān)鍵詞]暫時(shí)修復(fù)體；甲基丙烯酸酯樹(shù)脂；bis-acryl樹(shù)脂；聚合放熱

[中圖分類(lèi)號(hào)]R783 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1008-6455（2007）10-1416-04

In vitro study on polymerization exotherm of provisional resinous materials

XIE Chao，WANG Zhong-yi，HE Hui-ming，HAN Ying，WEN Jing

(Department of Prosthodontics，College of Stomatology，the Fourth Military Medical University，Xi' an 710032，Shaanxi，China)

固定修復(fù)治療中，患者在最終修復(fù)體完成前需要使用暫時(shí)修復(fù)體來(lái)保護(hù)基牙、防止基牙移動(dòng)、保持牙列和咬合關(guān)系正確、行使咀嚼和發(fā)音功能、維護(hù)牙周衛(wèi)生、保持美觀性[1]。丙烯酸樹(shù)脂是最常見(jiàn)的用于固定暫時(shí)性修復(fù)的材料，通常分為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙烯乙酯、Bis-acryl復(fù)合樹(shù)脂以及可見(jiàn)光聚合復(fù)合樹(shù)脂幾大類(lèi)。這些材料都有一個(gè)共同的問(wèn)題，即材料聚合過(guò)程中存在明顯的放熱反應(yīng)[1-2]。臨床醫(yī)生往往更偏向選擇較省時(shí)省力并且經(jīng)濟(jì)節(jié)約的直接法制作暫時(shí)修復(fù)體，這樣基牙和牙髓組織就會(huì)暴露于聚合放熱過(guò)程中，增加牙髓損傷的幾率[3]。為研究材料聚合升溫對(duì)基牙牙髓組織的影響，必須對(duì)材料的聚合放熱進(jìn)行測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)體外比較了5種暫時(shí)修復(fù)樹(shù)脂材料的聚合升溫情況，為今后的研究打下基礎(chǔ)。

1材料和方法

1.1主要材料(見(jiàn)表1)

1.2 方法

1.2.1 制作熱電偶測(cè)試模具：根據(jù)YY1042-2003標(biāo)準(zhǔn)[4]制作熱電偶測(cè)試器具（如圖1），由聚丙烯底座B和安裝在其上的聚丙烯管A組成。管A長(zhǎng)8mm，直徑4mm，壁厚1mm。底座B與管A連接部分直徑4mm，高2mm。底座B主體直徑8mm，高6mm。中央有一直徑1mm通道，其中裝有J型熱電偶C（Omega公司，美國(guó)）。熱電偶頂部嵌入管A試樣槽中1mm。將熱電偶與精度為0.1℃的XSTC液晶數(shù)顯溫度計(jì)（北京朝陽(yáng)自動(dòng)化儀表廠）相連，記錄材料聚合過(guò)程中的升溫變化。

1.2.2 測(cè)量材料聚合升溫：室溫下，測(cè)試前在熱電偶C的頂部覆蓋一薄薄的聚乙烯膜，防止材料和熱電偶粘連[5]。QuickResin和國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂屬于粉液型，按照1g粉/0.5ml液的比例混合，充分?jǐn)嚢?5s后填入熱電偶測(cè)試模具的管A；Protemp II屬于雙糊劑型復(fù)合樹(shù)脂，按照使用說(shuō)明將基質(zhì)糊劑和催化糊劑混合后，充分?jǐn)嚢?5s填入管A。Luxatemp和Protemp 3 Garant屬于槍混型復(fù)合樹(shù)脂，基質(zhì)糊劑和催化糊劑在攪拌頭中混合后直接充填進(jìn)管A中。為保證各種材料的用量相等。在填入材料過(guò)程中防止出現(xiàn)氣泡，多余材料沿管A上開(kāi)口刮除，玻璃片封口。

從材料填入管A中開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄每種材料聚合過(guò)程中15min內(nèi)的升溫變化，每隔1s記錄一次。每種材料重復(fù)測(cè)量5次。

1.3 數(shù)據(jù)處理：將XSTC液晶數(shù)顯溫度計(jì)中記錄的溫度數(shù)據(jù)用U盤(pán)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中，利用Origin7.0軟件繪制材料聚合過(guò)程中溫度-時(shí)間曲線圖，獲得每種材料的峰頂溫度（Peak Temperature）和到達(dá)峰頂溫度的時(shí)間，使用SPSS13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和LSD-t檢驗(yàn)，顯著性水平α設(shè)為0.05。

2結(jié)果

QuickResin具有最高的峰頂溫度（24.2℃），其次是國(guó)產(chǎn)自凝塑料（18.4℃）、Luxatemp（10.4℃）、Protemp 3 Garant（10.0℃）和Protemp II（9.5℃）。QuickResin的峰頂溫度顯著地高于國(guó)產(chǎn)自凝塑料（P<0.05），而后者又顯著高于Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II（P<0.05）。Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp之間的峰頂溫度均沒(méi)有顯著性差異（P>0.05）。Protemp 3 Garant最快達(dá)到峰頂溫度（119s），國(guó)產(chǎn)自凝塑料最慢（442s）。Protemp 3 Garan和Luxatemp之間沒(méi)有顯著性差異（P>0.05）。（如圖2，表2）

3討論

暫時(shí)修復(fù)樹(shù)脂材料的聚合過(guò)程是一種加成型反應(yīng)，碳碳雙鍵是這類(lèi)丙烯酸樹(shù)脂的官能團(tuán)，它是由是由一個(gè)碳碳σ單鍵和一個(gè)碳碳π鍵組成，在加成反應(yīng)中π鍵斷開(kāi)，雙鍵上兩個(gè)碳原子和其它原子團(tuán)結(jié)合，形成兩個(gè)單σ鍵。由于碳碳雙鍵平均鍵能為610.9 kJ/mol，其中碳碳σ鍵的平均鍵能為343.3 kJ/mol，π鍵的鍵能為263.6 kJ/mol，π鍵的鍵能較σ鍵的小近80 kJ/mol，所以π鍵向σ鍵的轉(zhuǎn)變是一種放熱反應(yīng)[5]，這是材料聚合放熱的化學(xué)基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)體外測(cè)定了五種暫時(shí)修復(fù)樹(shù)脂材料的聚合放熱，所用的模具材料為聚丙烯具有較好的保溫性能，能夠防止材料聚合過(guò)程中熱量損失，所以材料聚合過(guò)程中的溫度能夠被完整地記錄。J型熱電偶插入材料內(nèi)表面1mm，測(cè)量了材料內(nèi)表面的溫度變化，由于臨床上材料內(nèi)表面直接與基牙牙體組織接觸，所以材料內(nèi)表面的溫度變化對(duì)基牙影響更重要[6]。

峰頂溫度是指材料聚合過(guò)程中測(cè)得的實(shí)際最高溫度與室溫（25℃）之間的差值[5]。實(shí)驗(yàn)中5種材料均體現(xiàn)了聚合放熱的特性，其中Quckresin的峰頂溫度最高，國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂其次，這兩者的溫度又顯著地高于Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II的峰頂溫度，后三者之間沒(méi)有顯著性差異。Quckresin和國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂屬于聚甲基丙烯酸甲酯類(lèi)（polymethyl methacrylate，PMMA）樹(shù)脂，它們的峰頂溫度顯著地高于其他三種bis-acryl樹(shù)脂。這個(gè)結(jié)果同Driscoll等[7]的研究結(jié)果一致，他們?cè)u(píng)價(jià)了聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙烯乙酯、可見(jiàn)光固化復(fù)合樹(shù)脂和Bis-acryl復(fù)合樹(shù)脂四類(lèi)材料的放熱特性，結(jié)果四類(lèi)材料都具有聚合放熱，而且聚甲基丙烯酸甲酯類(lèi)材料聚合放熱顯著地高于其余的3種材料。實(shí)驗(yàn)中Quckresin的峰頂溫度高于國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂，這主要是由于Quckresin比國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂反應(yīng)速度更快，熱量迅速釋放，導(dǎo)致溫度驟升[5]。

根據(jù)Zach和Cohen[8]的組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，髓腔內(nèi)溫度升高5.6℃會(huì)導(dǎo)致15%的牙髓會(huì)失去活力；升高11.2℃會(huì)導(dǎo)致60%的牙髓會(huì)失去活力；升高16.8℃會(huì)導(dǎo)致所有牙髓會(huì)發(fā)生不可逆的壞死。本實(shí)驗(yàn)的5種材料的峰頂溫度在9.5～24.2℃之間，這個(gè)溫度范圍會(huì)影響到基牙及牙周組織。尤其是兩種PMMA類(lèi)樹(shù)脂Quckresin和國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂，它們的實(shí)際最高溫度分別為49.9℃和43.4℃，均超過(guò)了眾多廠家和學(xué)者一致認(rèn)同的暫時(shí)冠橋修復(fù)材料聚合放熱的臨界安全溫度（38℃）[1]，用這兩種材料直接法制作修復(fù)體可能會(huì)導(dǎo)致基牙牙髓的嚴(yán)重?fù)p害。而3種bis-acryl樹(shù)脂的實(shí)際最高溫度均低于此臨界安全溫度，可以推薦直接法制作暫時(shí)修復(fù)體。雖然這3種材料仍然具有9.5～10.4℃的峰頂溫度，但是活體情況下，牙髓具有一定厚度的牙本質(zhì)層保護(hù)，牙本質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)較低（0.0015℃/cm）[3]，這樣會(huì)降低材料對(duì)牙髓的溫度影響程度。加之臨床上通常使用噴水處理降溫，或者讓材料初步聚合后在口外完成最終的固化，從而最大程度地降低材料對(duì)牙髓的不利影響[9]。令人遺憾的是，本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有對(duì)牙髓腔內(nèi)的溫度變化進(jìn)行研究，今后的實(shí)驗(yàn)應(yīng)模擬載體情況下材料聚合放熱對(duì)牙髓組織的影響。

實(shí)驗(yàn)中，Protemp 3 Garant和Luxatemp最快到達(dá)峰頂溫度，分別為119s和131s，Protemp II隨后在272s左右達(dá)到峰頂溫度（見(jiàn)表2）。Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II的生產(chǎn)商推薦從口內(nèi)取出的時(shí)間分別為混合后95s、120s和240s[1]，從圖2中可以看出材料在達(dá)到峰頂溫度的前后放熱量最大，推薦的時(shí)間點(diǎn)處于聚合放熱的上升段，此刻取出材料可以避開(kāi)材料的最大放熱，防止基牙受到熱損傷。因此，3種Bis-acryl樹(shù)脂更適合臨床上直接法制作暫時(shí)修復(fù)體，縮短臨床操作時(shí)間。鑒于Quckresin和國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂操作時(shí)間較長(zhǎng)且放熱量大，在臨床使用中應(yīng)避免直接在口內(nèi)操作，防止對(duì)基牙和牙周組織產(chǎn)生熱損傷。

4結(jié)論

實(shí)驗(yàn)中5種暫時(shí)修復(fù)樹(shù)脂聚合過(guò)程中均出現(xiàn)明顯的放熱，3種Bis-acryl樹(shù)脂（Protemp 3 Garant、Luxatemp和Protemp II）的聚合升溫顯著小于兩種PMMA樹(shù)脂（Quckresin和國(guó)產(chǎn)自凝樹(shù)脂），并且達(dá)到峰頂溫度的時(shí)間較短，因此3種Bis-acryl樹(shù)脂更適合直接法制作暫時(shí)修復(fù)體。

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[收稿日期]2007-08-14[修回日期]2007-09-17

編輯/何志斌