Nd:YAG激光對(duì)3種樹脂水門汀與牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度的影響

劉琨 張惠民 申麗麗 姚麗霞 鄧婧

（1.聊城市人民醫(yī)院 口腔科，聊城 252000；2.青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 口腔內(nèi)科，青島 266003）

相對(duì)于傳統(tǒng)的修復(fù)體，全瓷修復(fù)體不僅色澤美觀、形態(tài)逼真，而且具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。但在活髓牙修復(fù)中，它往往需要磨除更多的牙體組織，有可能造成牙本質(zhì)過(guò)敏。因此，為了保護(hù)牙髓的健康，脫敏治療尤為重要。其中脈沖Nd：YAG激光脫敏因其操作簡(jiǎn)便、臨床效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，已得到廣泛應(yīng)用[1]。同時(shí)，全瓷修復(fù)體也帶動(dòng)了樹脂水門汀的快速發(fā)展。本研究通過(guò)剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）進(jìn)行觀察，分析Nd：YAG激光照射對(duì)3種臨床常用的樹脂水門汀與牙本質(zhì)間粘接強(qiáng)度的影響，為臨床應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料和儀器

選擇人前磨牙36顆，要求新鮮、無(wú)齲、無(wú)裂紋。去除牙根殘留的軟組織，置于4℃的1%氯胺溶液中儲(chǔ)存?zhèn)溆?，時(shí)間不超過(guò)2個(gè)月。

3種雙固化樹脂水門?。ū?）：RelyX ARC、RelyX Unicem（3M ESPE公司，美國(guó)），Panavia F（Kuraray公司，日本）。ScotchbondTM35%磷酸酸蝕劑（3M ESPE公司，美國(guó)），牙齒樣本包埋模具（直徑16 mm、厚4 mm，自制），銅環(huán)（內(nèi)徑4 mm、高2 mm，自制），320、400、600目水砂紙（湖北玉立砂帶集團(tuán)股份有限公司），微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（CMT5105，深圳新三思有限公司），光固化機(jī)（Satelec公司，法國(guó)），SEM（JSM-6380LV，Jeol公司，日本），脈沖Nd：YAG口腔激光治療儀（KJZ型，合肥泓博醫(yī)學(xué)科技有限公司），根管顯微鏡（Carl Zeiss公司，德國(guó)）。

表 1 樹脂水門汀的基本組成Tab 1 Basic composition of resin cements

1.2 牙本質(zhì)試件的制備與實(shí)驗(yàn)分組

取30顆牙截除牙根，以金剛砂片切盤近遠(yuǎn)中向劈牙成頰、舌兩半，形成60個(gè)樣本。高速渦輪機(jī)金剛砂車針在噴水降溫下，磨除頰、舌側(cè)釉質(zhì)厚度約2 mm，暴露出直徑大于4 mm×4 mm的牙本質(zhì)表面。

將牙置入包埋模具內(nèi)，頰（舌）側(cè)面向下，使粘接面貼在水潤(rùn)濕的玻璃上。調(diào)拌自凝塑料，待其剛進(jìn)入稀糊期時(shí)，將其緩慢倒入包埋模具中，過(guò)程中保持粘接面始終與玻璃板接觸，去除周圍多余的自凝塑料。待自凝塑料完全凝固后，去除包埋模具，形成直徑16 mm、厚4 mm的牙本質(zhì)試件（圖1左）。在流水沖洗下，依次以320、400、600目水砂紙打磨頰、舌側(cè)牙本質(zhì)，每種砂紙打磨10 s，預(yù)備形成標(biāo)準(zhǔn)的牙本質(zhì)粘接面，蒸餾水超聲清洗5 min。將60個(gè)樣本隨機(jī)分為對(duì)照組和激光組，每組又分為3個(gè)亞組（n=10）：全酸蝕亞組（RelyX ARC）、自酸蝕亞組（Panavia F）、自粘接亞組（RelyX Unicem）。

圖 1 牙本質(zhì)試件（左）和粘接測(cè)試試件（右）Fig 1 Dentinal test specimen（left） and test specimen after bonding（right）

1.3 粘接測(cè)試試件的制備

將4 mm×4 mm的單面膠紙貼于預(yù)備好的激光組樣本牙面上，周圍涂以指甲油，待指甲油干后去除單面膠紙，以限定激光照射范圍。牙本質(zhì)表面涂一薄層墨水作為激光增強(qiáng)劑，待其半干時(shí)，將0.8 W、10 Hz脈沖Nd：YAG激光光纖末端與牙面呈45°角，距牙本質(zhì)表面1 mm呈準(zhǔn)接觸狀照射25 s。清水沖洗，氣槍輕吹牙面10 s。然后將預(yù)制直徑為3 mm圓孔的雙面膠帶紙黏于對(duì)照組和激光組（在激光照射后）牙本質(zhì)粘接面上，注意過(guò)程中確保牙本質(zhì)粘接面未受污染且避免過(guò)度干燥（尤其是全酸蝕亞組要保持適度潮濕），按照3種樹脂水門汀的使用說(shuō)明處理暴露的牙本質(zhì)粘接面，具體如下。RelyX ARC：35%的磷酸處理15 s，沖洗10 s，涂2層Single Bond 2，輕吹5 s，光照10 s；Panavia F：等量混合牙本質(zhì)處理劑中的A液和B液，涂抹牙齒表面2次，靜置60 s后吹干；RelyX Unicem：牙齒表面無(wú)任何處理。然后用蠟固定內(nèi)徑4 mm、高2 mm的銅環(huán)于帶圓孔的雙面膠上，使銅環(huán)的中心與圓孔的中心一致。然后分別按照3種水門汀的使用說(shuō)明沿銅環(huán)內(nèi)壁緩慢充填水門汀（圖1右），并光照固化40 s。1 h后小心去除銅環(huán)周圍的紅蠟，貯存于37℃生理鹽水中24 h[2]。

1.4 剪切強(qiáng)度的測(cè)定

連接萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)，設(shè)置加載速度為0.5 mm·min-1，使加載頭平行于牙本質(zhì)粘接面，測(cè)試其剪切斷裂時(shí)的最大載荷力（N），計(jì)算剪切強(qiáng)度（MPa）。

1.5 離斷類型記錄

在根管顯微鏡下觀察試件斷面，并對(duì)粘接破壞模式進(jìn)行歸類。粘接破壞模式分為3種，具體如下。A：牙本質(zhì)或樹脂水門汀的內(nèi)聚破壞；B：牙本質(zhì)與樹脂水門汀系統(tǒng)之間的界面破壞；C：牙本質(zhì)上殘留有部分樹脂水門汀的混合破壞。

1.6 掃描電鏡觀察

另取6顆牙，分組同上（n=1），試件制作方法同上，只是不需自凝塑料包埋，并且將銅環(huán)換成塑料環(huán)。流水降溫下金剛砂片垂直于頰側(cè)牙本質(zhì)粘接面片切，然后將樣本均修整為長(zhǎng)寬厚度均勻一致的薄片（縱剖面朝上），37%磷酸脫礦10 s，5%次氯酸鈉溶解膠原10 min，徹底沖洗縱剖面，在蒸餾水中超聲清洗5min。所有試件在30%、50%、75%、100%梯度乙醇中脫水，每組間隔10～15 min，完全干燥、噴金后SEM下觀察6組縱剖面樹脂水門汀-牙本質(zhì)界面的微觀結(jié)構(gòu)變化。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件包對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)以±s表示，采用配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)進(jìn)行分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分析前做方差齊性檢驗(yàn)，方差不齊時(shí)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)若不符合正態(tài)分布則采用秩和檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。離斷面的類型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用秩和檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 剪切強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果

對(duì)照組中全酸蝕亞組、自酸蝕亞組、自粘接亞組樹脂水門汀與牙本質(zhì)間剪切強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果分別為（11.21±3.90）、（14.08±3.14）、（9.48±1.80）MPa；激光組中全酸蝕亞組、自酸蝕亞組、自粘接亞組樹脂水門汀與牙本質(zhì)間剪切強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果分別為（8.79±3.90）、（16.27±1.86）、（11.15±1.71）MPa。全酸蝕樹脂水門汀在激光照射后剪切強(qiáng)度降低，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.209，P=0.038）。自酸蝕樹脂水門汀在激光照射后剪切強(qiáng)度增強(qiáng)，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.687，P=0.043）。自粘接樹脂水門汀在激光照射后剪切強(qiáng)度增強(qiáng)，且通過(guò)秩和檢驗(yàn)得出激光照射前后的剪切強(qiáng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.029）。

2.2 粘接破壞模式

3種樹脂水門汀與牙本質(zhì)粘接破壞模式的分類見表2。3種樹脂水門汀與牙本質(zhì)粘接界面的破壞模式在激光照射前后的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），破壞方式均以粘接界面破壞為主。

表 2 樹脂水門汀與牙本質(zhì)界面破壞方式Tab 2 Fracture modes of cements and dentin

2.3 掃描電鏡觀察結(jié)果

對(duì)照組中全酸蝕亞組樹脂水門汀與牙本質(zhì)界面存在連續(xù)規(guī)則的混合層，厚約2～3 μm；可見大量的樹脂突進(jìn)入牙本質(zhì)小管內(nèi)，長(zhǎng)度在30～40 μm；樹脂突之間出現(xiàn)交通枝。激光處理之后，混合層變薄，樹脂突減少、變短，牙本質(zhì)表面的牙本質(zhì)小管部分閉鎖（圖2、3）。

相對(duì)于全酸蝕亞組的界面，自酸蝕亞組的混合層較薄，樹脂突較少、較短，未見樹脂突之間的交通枝。激光處理之后，自酸蝕樹脂水門汀與牙本質(zhì)結(jié)合更緊密，樹脂突減少、變短（圖2、3）。

自粘接亞組樹脂水門汀與牙本質(zhì)界面結(jié)合緊密，牙本質(zhì)表面平坦，未見明顯的混合層和樹脂突。激光照射后，牙本質(zhì)表層密度增高，樹脂水門汀與牙本質(zhì)之間結(jié)合緊密，仍未見樹脂突（圖2、3）。

圖 2 對(duì)照組中樹脂水門汀和牙本質(zhì)界面的觀察結(jié)果 SEMFig 2 Observation of the bonding interface between resin cements and dentin in control group SEM

圖 3 激光組中樹脂水門汀和牙本質(zhì)界面的觀察結(jié)果 SEMFig 3 Observation of the bonding interface between resin cements and dentin in laser group SEM

3 討論

Nd：YAG激光會(huì)引起牙本質(zhì)形態(tài)學(xué)改變，多數(shù)學(xué)者[3-5]研究認(rèn)為：Nd：YAG激光可基本去除玷污層，整個(gè)表面呈海綿樣改變，又可使牙本質(zhì)小管口呈封閉及半封閉狀態(tài)，以達(dá)到臨床脫敏的效果。本實(shí)驗(yàn)SEM觀察結(jié)果證實(shí)：對(duì)于全酸蝕和自酸蝕樹脂水門汀，激光照射后由于玷污層的去除、牙本質(zhì)小管的部分封閉，其混合層的厚度與樹脂突的長(zhǎng)度、數(shù)目均減少，與Ghiggi等[6]的研究結(jié)果一致。因此，Nd：YAG激光既可封閉牙本質(zhì)小管，又能粗化牙本質(zhì)表面，提高微機(jī)械固位力，增加樹脂與牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度[3，7]。但是對(duì)于樹脂粘接劑，其與牙本質(zhì)之間的結(jié)合力主要來(lái)自樹脂突和混合層，而Nd：YAG激光封閉牙本質(zhì)小管會(huì)影響樹脂突和混合層的形成，但國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)Nd：YAG激光影響樹脂粘接劑和牙本質(zhì)之間粘接強(qiáng)度的研究結(jié)果多不一致，可能與樹脂粘接劑的種類、離體牙的選擇、激光參數(shù)和實(shí)驗(yàn)方法等多因素有關(guān)[3-4，7-9]。根據(jù)對(duì)牙本質(zhì)表面處理方法的不同，樹脂水門汀分為全酸蝕、自酸蝕和自粘接樹脂水門汀[10]，其中前兩種樹脂水門汀均需用樹脂粘接劑。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：全酸蝕樹脂水門汀RelyX ARC在Nd：YAG激光照射后會(huì)降低其與牙本質(zhì)間的粘接強(qiáng)度。雖然激光可去除玷污層、牙本質(zhì)表面形成許多微孔及凹陷，但這方面全酸蝕樹脂水門汀的35%磷酸酸蝕-沖洗處理效果比Nd：YAG激光更好。同時(shí)在激光照射后，再進(jìn)行酸蝕-沖洗處理，因?yàn)檠辣举|(zhì)小管大部分已封閉，因此會(huì)影響酸蝕的效果。這是其粘接強(qiáng)度降低的最主要因素，與其他研究結(jié)果一致[9]。

自酸蝕樹脂水門汀Panavia F聯(lián)合Nd：YAG激光照射可以提高其與牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度。原因主要為Nd：YAG激光可基本去除表面自由能低的玷污層，使樹脂水門汀充分地潤(rùn)濕牙本質(zhì)表面，提高粘接強(qiáng)度；牙本質(zhì)表面形成許多微孔及凹陷，可以提高樹脂水門汀與牙本質(zhì)的粘接面積，增加微機(jī)械固位力；另外，牙本質(zhì)處理劑中的功能性粘接單體還可與牙本質(zhì)中的Ca2+形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，激光處理可以提高牙本質(zhì)中鈣和磷的濃度和鈣磷比例[5，11]，會(huì)增強(qiáng)Panavia F與牙本質(zhì)羥磷灰石中Ca2+之間的化學(xué)結(jié)合，也是激光增高粘接強(qiáng)度的原因。激光照射后Panavia F與牙本質(zhì)界面更緊密也證實(shí)了該變化。

自粘接樹脂水門汀RelyX Unicem不需要樹脂粘接劑，不會(huì)形成混合層和樹脂突。因此，Nd：YAG激光可通過(guò)去除表面自由能低的玷污層，粗化牙本質(zhì)表面，提高RelyX Unicem與牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度。剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了該結(jié)果。另外，RelyX Unicem與牙本質(zhì)之間的粘接性能主要來(lái)自于異丁烯酸磷酸酯單體，每個(gè)異丁烯酸磷酸酯單體含有2個(gè)以上磷酸基團(tuán)和2個(gè)C=C不飽和雙鍵。磷酸基團(tuán)與牙齒表面Ca2+形成穩(wěn)固的化學(xué)結(jié)合[12]。因此，激光處理可提高牙本質(zhì)中鈣和磷的濃度和鈣磷比例，增強(qiáng)化學(xué)結(jié)合力。

本實(shí)驗(yàn)中Nd：YAG激光參數(shù)采用0.8W、10Hz，照射牙本質(zhì)25 s，激光能量密度為125 J·cm-2，對(duì)牙髓是安全的[13]。同時(shí)剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格按照“ISO/TS 11405 2003”[14]牙科材料學(xué)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，只對(duì)樹脂水門汀-牙本質(zhì)粘接界面進(jìn)行研究，更準(zhǔn)確地反映二者的粘接效果。但本實(shí)驗(yàn)僅限于這3種樹脂水門汀，對(duì)其他樹脂水門汀的效果有待于進(jìn)一步論證。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：Nd：YAG激光照射后，可封閉部分牙本質(zhì)小管，在防止牙本質(zhì)過(guò)敏的同時(shí)，可提高樹脂水門汀Panavia F和RelyX Unicem與牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度，建議臨床聯(lián)合應(yīng)用。

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