新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體改性光固化樹(shù)脂微滲漏的研究

張 娜, 何惠明, 龔 旭*, 李石保*, 張宇濤, 丹睿辰, 謝 超**

(陜西 西安 710032: 1. 軍事口腔醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院: *修復(fù)科, **材料科, ***種植科; 2. 第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)員旅)

新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體改性光固化樹(shù)脂微滲漏的研究

張 娜1*, 何惠明1*, 龔 旭1**, 李石保1**, 張宇濤1*, 丹睿辰2, 謝 超1***

(陜西 西安 710032: 1. 軍事口腔醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院:*修復(fù)科,**材料科,***種植科; 2. 第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)員旅)

目的: 評(píng)價(jià)新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體改性光固化樹(shù)脂和傳統(tǒng)復(fù)合樹(shù)脂充填體邊緣的微滲漏情況。方法：選取新鮮拔除的前磨牙40個(gè)，分別在每個(gè)牙的頰側(cè)制備牙頸部洞后，將其隨機(jī)分為2組(n=20)，并分別用新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體改性光固化樹(shù)脂和傳統(tǒng)復(fù)合樹(shù)脂進(jìn)行充填。充填后分別經(jīng)冷熱循環(huán)、氨化硝酸銀染色、頰舌向切片后，在體視顯微鏡下觀察其染料的滲透情況。結(jié)果：新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體改性樹(shù)脂充填組牙合壁和齦壁的微滲漏程度均顯著低于傳統(tǒng)復(fù)合樹(shù)脂充填組(P<0.05)。結(jié)論：新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體改性樹(shù)脂可減小樹(shù)脂充填體和牙體之間的邊緣微滲漏。

復(fù)合樹(shù)脂; 聚合收縮; 微滲漏

[DOI] 10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.12.007

[Chinese Journal of Conservative Dentistry,2015,25(12): 732]

隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)合樹(shù)脂因其具有良好的美學(xué)特性和物理化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于口腔臨床。然而，復(fù)合樹(shù)脂在聚合過(guò)程中會(huì)發(fā)生聚合收縮[1]，同時(shí)還會(huì)使碳碳雙鍵轉(zhuǎn)變?yōu)樘继紗捂I、分子間由范德華力轉(zhuǎn)變?yōu)楣矁r(jià)鍵結(jié)合[2]；從而使其體積減小，并導(dǎo)致修復(fù)體和牙體之間出現(xiàn)微滲漏，最終會(huì)引發(fā)繼發(fā)齲、邊緣著色、術(shù)后敏感等問(wèn)題[3]，從而影響修復(fù)體的使用壽命。

為此，本課題組在前期實(shí)驗(yàn)中研制了一種新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體，即2-(苯基氨基甲醛基)氧乙基甲基丙烯酸酯(BOCNA)[4]，并將其合成新的復(fù)合樹(shù)脂。本實(shí)驗(yàn)中擬采用染料滲入法分別測(cè)定此新型復(fù)合樹(shù)脂和傳統(tǒng)樹(shù)脂充填體的邊緣微滲漏情況，以探討此新型復(fù)合樹(shù)脂對(duì)充填體邊緣微滲漏的影響。

1 材料和方法

1.1 主要材料和儀器

雙酚A雙甲基丙烯酸縮水甘油酯(Bis-GMA)、雙甲基丙烯酸二縮三乙二醇酯(TEGDMA)、無(wú)機(jī)填料(BG) (Esstech, 美國(guó))；新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體、2-(苯基氨基甲醛基)氧乙基甲基丙烯酸酯BOCNA(西北工業(yè)大學(xué)合成)；樟腦醌CQ、胺活化劑DMAEMA(Sigma,美國(guó))；酸蝕劑、可見(jiàn)光固化機(jī)(登士柏, 德國(guó))；全酸蝕粘結(jié)劑(3M, 美國(guó))；硝酸銀(長(zhǎng)沙科怡)；氨水(上海森斐)；體視顯微鏡(萊卡,美國(guó))；慢速切割機(jī)(MTI，美國(guó))；冷熱循環(huán)儀(第四軍醫(yī)大學(xué)研制)；掃描電鏡(日立, 日本)。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)用復(fù)合樹(shù)脂的制備

1.2.1.1 所用復(fù)合樹(shù)脂的種類

本實(shí)驗(yàn)所用復(fù)合樹(shù)脂分別為新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體改性光固化樹(shù)脂和傳統(tǒng)復(fù)合樹(shù)脂，其具體組成成分見(jiàn)表1。

表1 各樹(shù)脂的組成成分

1.2.1.2 具體制備方法

首先將樹(shù)脂主單體Bis-GMA與稀釋劑單體(BOCNA或TEGDMA)按70 ∶30的比例混合，置于磁力攪拌機(jī)上攪拌30 min后，分別加入引發(fā)劑CQ和DMAEMA(兩者各占總質(zhì)量的0.5%)并繼續(xù)攪拌2 h；然后再加入填料BG，并使其占總質(zhì)量的75%，同時(shí)置于真空攪拌機(jī)上攪拌2 h，避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 充填體試件的制備

選擇正畸減數(shù)而拔除的完整、無(wú)齲、無(wú)隱裂的前磨牙40個(gè)，清除其表面牙周膜組織并超聲清洗，分別在每個(gè)牙的頰側(cè)制備一深2 mm、長(zhǎng)4 mm、寬3 mm的牙頸部洞。所有窩洞經(jīng)徹底沖洗并吹干后，將其隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組(n=20)，實(shí)驗(yàn)組用新型復(fù)合樹(shù)脂進(jìn)行充填，對(duì)照組用傳統(tǒng)復(fù)合樹(shù)脂進(jìn)行充填；分別經(jīng)充分光照固化后，打磨拋光并充分暴露洞緣。將充填好的所有離體牙置于37 ℃蒸餾水中儲(chǔ)存24 h后，分別進(jìn)行冷熱循環(huán)10 000次，每次循環(huán)均包括5 ℃的冷水和55 ℃的熱水中各60 s。

1.2.3 充填體邊緣微滲漏的檢測(cè)

取上述冷熱循環(huán)處理后的各組離體牙，用自凝塑料封閉其根尖孔，并于修復(fù)體周圍1 mm以外的所有牙面涂布兩層指甲油。待指甲油充分晾干后，將所有離體牙置于500 g/L的氨化硝酸銀溶液中浸泡24 h后；流水沖洗10 s后再置于顯影液中浸泡(熒光燈照射)8 h。然后取出各組離體牙，流水沖洗20 s并吹干后，用低速切割機(jī)沿牙的頰舌向?qū)⑵溥B續(xù)切成3片，分別置于體視顯微鏡下(×14)觀察充填界面的滲漏情況并拍照。每個(gè)牙測(cè)量3個(gè)切片共4個(gè)切面，取其中的最大分作為該牙的微滲漏情況[5]。記分標(biāo)準(zhǔn)參照Sidhu[6]的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 0：洞壁無(wú)染料滲入；1：染色劑沿洞壁滲入深度不足壁長(zhǎng)的1/2；2：染色劑沿洞壁滲入深度超過(guò)壁長(zhǎng)的1/2但未達(dá)到洞底；3：染色劑沿洞壁滲入范圍包括洞壁和洞底。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的微滲漏程度相比采用非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)方法；各組內(nèi)牙合壁、齦壁的微滲漏程度相比采用Mann-Whiteney U檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

各組齦壁、牙合壁微滲漏的體視顯微鏡照片如圖1～2所示,各組齦壁、牙合壁的滲漏程度如表2所示。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，各組齦壁的微滲漏程度均較其牙合壁大，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；而實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比，無(wú)論牙合壁還是齦壁，其微滲漏程度均顯著降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

齦壁微滲漏: 1級(jí)齦壁微滲漏: 2級(jí)齦壁微滲漏: 3級(jí)

牙合壁微滲漏: 0級(jí)牙合壁微滲漏: 1級(jí)牙合壁微滲漏: 2級(jí)牙合壁微滲漏: 3級(jí)

齦壁微滲漏: 2級(jí)齦壁微滲漏: 3級(jí)牙合壁微滲漏: 1級(jí)牙合壁微滲漏: 2級(jí)牙合壁微滲漏: 3級(jí)

組別洞壁微滲漏分級(jí)0級(jí)1級(jí)2級(jí)3級(jí)實(shí)驗(yàn)組齦壁0758牙合壁21026對(duì)照組齦壁00515牙合壁02810

3 討論

復(fù)合樹(shù)脂因其色澤美觀、操作方便，而備受臨床醫(yī)生的青睞，目前已被廣泛用于前牙和后牙的修復(fù)。然而，由于復(fù)合樹(shù)脂在聚合過(guò)程中會(huì)發(fā)生聚合收縮[1]，從而使修復(fù)體和牙體之間出現(xiàn)裂隙，口腔中的細(xì)菌、食物、酶等可通過(guò)這種裂隙進(jìn)入牙體組織，并最終導(dǎo)致充填體周圍形成微滲漏。微滲漏的產(chǎn)生受多種因素影響，如光固化的方式、窩洞形態(tài)、牙體與修復(fù)體熱膨脹系數(shù)的匹配等，但影響微滲漏的重要原因則是材料的聚合收縮性能[7]。

傳統(tǒng)的復(fù)合樹(shù)脂以Bis-GMA單體為主要成分，在光照下其碳碳雙鍵可變?yōu)樘继紗捂I，同時(shí)引發(fā)聚合反應(yīng)，從而形成網(wǎng)狀聚合物，并使分子間距離減小[8]。由于Bis-GMA非常黏稠，不利于填料的加入，而稀釋劑TEGDMA的加入，又會(huì)因碳碳雙鍵的含量增加而增加了聚合收縮。目前，人們對(duì)樹(shù)脂材料的研究主要集中于傳統(tǒng)樹(shù)脂的改性研究和新型樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)研究，新型液晶單體雖可改變樹(shù)脂體系，但由于其合成費(fèi)用昂貴，進(jìn)而限制了臨床的應(yīng)用。大多數(shù)的商業(yè)牙科樹(shù)脂仍以Bis-GMA為主要成分，如改變Bis-GMA及其配套的引發(fā)劑，光照固化系統(tǒng)都需隨之改建。由于對(duì)主單體(Bis-GMA)的改性耗費(fèi)成本巨大，故我們從復(fù)合樹(shù)脂的稀釋劑入手來(lái)減小復(fù)合樹(shù)脂的聚合收縮。

本實(shí)驗(yàn)從復(fù)合樹(shù)脂體系中的基質(zhì)單體出發(fā)，研究了一種新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體[4]，并將其作為樹(shù)脂基質(zhì)中的稀釋單體加入到復(fù)合樹(shù)脂體系中，旨在降低Bis-GMA的黏度，以便于臨床操作和填料的加入。由于此單體只有一個(gè)碳碳雙鍵的官能團(tuán)，較傳統(tǒng)的稀釋單體TEGDMA少一個(gè)官能團(tuán)，因此不會(huì)因碳碳雙鍵變?yōu)樘继紗捂I而使分子間的距離減小，可以宏觀上減少樹(shù)脂的體積收縮。

本實(shí)驗(yàn)中體視顯微鏡觀察結(jié)果顯示，此新型復(fù)合樹(shù)脂充填組的微滲漏程度小于傳統(tǒng)的復(fù)合樹(shù)脂充填組，兩者之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；提示，該新型的復(fù)合樹(shù)脂相對(duì)于傳統(tǒng)復(fù)合樹(shù)脂，具有較低的聚合收縮性能，可提高修復(fù)體和牙體界面的封閉性，從而減小了微滲漏的發(fā)生。

微滲漏實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑庇^形象反映臨床樹(shù)脂充填后細(xì)菌、食物殘?jiān)鼭B入的情況[9]，從而結(jié)合臨床反映樹(shù)脂的聚合收縮情況。本實(shí)驗(yàn)中所采用的冷熱循環(huán)老化實(shí)驗(yàn)可更好的模擬口腔的溫度變化，是一種檢查樹(shù)脂材料在口腔中長(zhǎng)期使用的基本方法[10]。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)脂樣本在5 ℃和55 ℃的冷熱水中循環(huán)500次即可，而De Munck J等則認(rèn)為，冷熱循環(huán)500次只是老化試驗(yàn)的最低標(biāo)準(zhǔn)，5 000 次以上才有意義[11]。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了10 000次冷熱循環(huán)，可模擬復(fù)合樹(shù)脂在口內(nèi)使用1年的情況[12]。目前，檢測(cè)修復(fù)體邊緣微滲漏的方法有很多，其中以染料滲透法最為常用。這種方法有利于觀察修復(fù)體邊緣的封閉性，并可明確染料滲入的深度[13]。而且銀離子經(jīng)顯影后有較高的穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)后續(xù)的微滲漏[14]。另外，由于氨化硝酸銀呈微堿性，不會(huì)引起牙本質(zhì)脫礦[15]，所以對(duì)粘結(jié)界面無(wú)明顯影響。

綜上所述，新型單乙烯基丙烯酸樹(shù)脂單體改性光固化樹(shù)脂相對(duì)傳統(tǒng)復(fù)合樹(shù)脂，不僅可提高牙體組織和修復(fù)體界面的穩(wěn)定性，同時(shí)還可減小復(fù)合樹(shù)脂和牙齒界面的微滲漏，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

[1]Bowen RL,Rapson JE,Dickson G. Hardening shrinkage and hygroscopic expansion of composite[J] .JDentRes,1982,61(5):654-658.

[2]Peutzfeldt A. Resin composites in dentistry: the monomer systems[J] .EurJOralSci,1997,105(2):97-106.

[3]Giachetti L,Scaminaci Russo D,Bambi C,etal. A review of polymerization shrinkage stress: current techniques for posterior direct resin restorations[J] .JContempDentPract,2006,7(4):79-88.

[4]Y Han ,C Xie. Synthesis and characterization of an experimental light-curing dental resinous monomer[J] .AdvMaterRes,2014,893:337-340.

[5]Ghavamnasiri M,Moosavi H,Tahvidarnejad N. Effect of centripetal and incremental methods in class II composite resin restorations on gingival microleakage[J] .JContempDentPract,2007,8(2):113-120.

[6]Sidhu SK. Sealing effectiveness of light-cured glass ionomer cement liners[J] .JProsthetDent,1992, 68(6):891-894.

[7]Gray GE,Mann RS,Mitsiasis E,etal. Human ligands of the notch receptor[J] .AmJPathol,1999,154(3):785-94.

[8]Ferracane J. Developing a more complete understanding of stresses produced in dental composites during polymerization[J] .DentMater,2005,21(1):36-42.

[9]秦穎，葛化冰，李金陸，等.兩種光固化模式對(duì)復(fù)合樹(shù)脂微滲漏的影響[J] . 北京口腔醫(yī)學(xué), 2013,21(5):274-276.

[10]Nikaido T,Kunze Lmann KH,Chen H,etal. Evaluation of thermal cycling and mechanical loading on bond strength of a self-etching primer system to dentin[J] .DentMater,2002,18(3):269-275.

[11]De Munck J,Van Landuyt K,Peumans M,etal. A critical review of the adhesion to tooth tissue:methods and results[J] .JDentRes, 2005,84(2):118-132.

[12]黃鸝，陳吉華，沈麗娟，等.冷熱循環(huán)后4種雙固化樹(shù)脂粘結(jié)劑與根管內(nèi)牙本質(zhì)粘結(jié)性能的對(duì)照研究[J] . 口腔醫(yī)學(xué)研究,2008,24(3):325-328.

[13]Heintze SD. Systematic reviews: I. The correlation between laboratory tests on marginal quality and bond strength. II. The correlation between marginal quality and clinical outcome[J] .JAdhesDent, 2007,9(6):77-106.

[14]Krifka S, Federlin M, Hiller K,etal. Microleakage of silorane- and methacrylate-based class V composite restorations[J] .ClinOralInvestig,2012,16(4):1117-1124.

[15]Tay FR, Hashimoto M,Pashley DH,etal. Aging affects two modes of nanoleakage expression in bonded dentin [J] .JDentRes,2003,82(7):531-541.

Microleakage of a light curing composite resin incorporated with a novel monovinyl acrylates monomer

ZHANG Na*, HE Hui- ming , GONG Xu, LI Shi- bao, ZHANG Yu- tao, DAN Rui- chen, XIE Chao

(*StateKeyLaboratoryofMilitaryStomotology,DepartmentofPreventiveDentistry,SchoolofStomatology,TheFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi′an710032，China)

AIM: To evaluate the microleakage of a traditional methacrylate resin composite and a light curing composite resin incorporated with a novel monovinyl acrylates monomer. METHODS: Class Ⅴ cavity was prepared on the surface of 40 freshly extracted human premolars. The teeth were randomly divided into 2 groups (n=20) and were filled with light curing composite resin incorporated with a novel monovinyl acrylates monomer (group A) and traditional methacrylate resin composite respectively (group B). After thermocycling, all teeth were immersed into ammoniacal silver nitrate solution. Each sample was then sectioned longitudinally into pieces in a buccal-linguall direction. Dye penetrations were examined under stereomicroscope. RESULTS: The microleakage of gingival wall and occlusal wall of group A was less than that of group B(P<0.05). CONCLUSION: The light curing composite resin incorporated with the novel monovinyl acrylates monomer can reduce marginal microleakage.

composite resin; polymerization shrinkage; microleakage

2015-08-11

國(guó)家自然科學(xué)基金(81100783)

張 娜(1987-)，女，漢族，安徽安慶人。碩士生(導(dǎo)師：何惠明)

謝 超，E-mail: xchy2006@fmmu.edu.com

R783.1

A

1005-2593(2015)12-0732-04