高壓氣體吹拂對一步法自酸蝕粘接系統(tǒng)粘接界面納米滲漏的影響

劉　龍?zhí)臁?，牛麗娜，黃 鸝，李 芳，趙三軍，常 剛，陳吉華

（第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院修復科，軍事口腔醫(yī)學國家重點實驗室，陜西 西安 710032）

高壓氣體吹拂對一步法自酸蝕粘接系統(tǒng)粘接界面納米滲漏的影響

劉龍?zhí)?，牛麗娜，黃 鸝，李 芳，趙三軍，常 剛，陳吉華

（第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院修復科，軍事口腔醫(yī)學國家重點實驗室，陜西 西安 710032）

探討高壓氣體吹拂一步法自酸蝕粘接系統(tǒng)S3bond對樹脂牙本質(zhì)粘接界面納米滲漏的影響。5顆離體的完整無齲第三磨牙“十”字縱切，取其中的18份隨機分為3組（輕吹；強吹；強吹+輕吹。輕吹氣壓為0.1 MPa，強吹氣壓為0.3 MPa），每組6份牙體組織，去除冠釉，進行粘接。各組粘接完成后，37 ℃水浴24 h，每份牙體組織切出2片薄片狀試件，制備納米滲漏試件，分別使用場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）和透射電子顯微鏡（TEM）觀察粘接界面納米滲漏（n=6）。FESEM和TEM觀察顯示，輕吹組的納米滲漏最多；強吹組次之；強吹+輕吹組的納米滲漏最少。輕吹組與強吹+輕吹組納米滲漏結(jié)果之間的差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。涂布2層S3bond自酸蝕粘接劑，第1層強吹、第2層輕吹可顯著減少粘接界面納米滲漏，提高粘接界面封閉性。

自酸蝕粘接；氣體吹拂壓力；牙本質(zhì)；粘接界面；納米滲漏

在牙體缺損修復中，盡量保存牙體組織、保護牙髓是重要原則之一［1］。微創(chuàng)牙科學（Minimally Invasive Dentistry，MID）更是將這一原則向前推動了一大步，而微創(chuàng)牙科學的進步得益于粘接修復材料和技術(shù)的發(fā)展。目前，牙釉質(zhì)粘接技術(shù)已較為成熟，但樹脂牙本質(zhì)粘接修復后3年、5年、13年的脫落率分別可達31%、48.5%、60.3%［2～4］，牙本質(zhì)的粘接效果尤其是粘接耐久性的問題已成為口腔粘接修復技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

樹脂單體在脫礦牙本質(zhì)中滲透不全和粘接劑中的溶劑殘留會導致粘接界面的封閉性下降，從而影響樹脂牙本質(zhì)粘接耐久性。粘接界面的孔隙可為水、酶類、細菌等提供通道，造成樹脂和膠原纖維的降解，它們共同作用最后導致粘接失?。?］。目前對于粘接界面封閉性的研究已經(jīng)達到納米級，在粘接修復體邊緣檢測不到縫隙的時候示蹤劑仍可以滲入混合層和粘接樹脂內(nèi)部，因此以納米滲漏來評價粘接界面封閉性比以往的微滲漏更加精確。粘接界面納米滲漏的定量分析方法目前主要有2種：計算銀顆粒占粘接界面長度的百分比［6，7］或占粘接界面面積的百分比［8，9］，本研究采用面積百分比評估納米滲漏程度。在本研究中，選用氨化硝酸銀染色方法，避免弱酸性的硝酸銀溶液溶解牙本質(zhì)中的羥基磷灰石和無定形磷酸鈣產(chǎn)生假陽性結(jié)果。

本課題組前期對氣體吹拂壓力對全酸蝕粘接系統(tǒng)粘接性能影響的研究表明，高壓氣體吹拂能夠促進粘接劑在牙本質(zhì)中的滲透和溶劑的揮發(fā)，有效減少納米滲漏，增強粘接界面封閉性［10］。

自酸蝕粘接系統(tǒng)在臨床應(yīng)用日益廣泛，其相對于全酸蝕粘接系統(tǒng)有如下優(yōu)點：（1）良好的邊緣封閉性；（2）較低的牙髓刺激；（3）對修復材料良好的隔絕性；（4）操作簡單方便［11］。本課題針對一步法自酸蝕粘接系統(tǒng)進行研究，從粘接的重要步驟——氣體吹拂入手，揭示高壓氣體吹拂對一步法自酸蝕粘接系統(tǒng)粘接界面封閉性的影響，探索提高牙本質(zhì)粘接性能的新途徑。

1　 實驗部分

1.1主要材料及儀器

實驗用離體牙來源于完整無齲的人類第三磨牙（保存于4 ℃條件下的生理鹽水中，1個月內(nèi)使用）。一步法自酸蝕粘接劑（可樂麗菲露S3Bond，日本）（主要成分見表1）；光固化復合樹脂（3M ESPE Filtek Z250，美國）；氨水（天津市天力化學試劑有限公司，中國）；硝酸銀（國藥集團化學試劑有限公司，中國）；顯影粉、定影粉（西安國安生物科技有限公司，中國）；甲酸（天津市科密歐化學試劑有限公司，中國）；甲酸鈉（廣州化學試劑廠，中國）；無水乙醇（天津市天力化學試劑有限公司，中國）；戊二醛25%（上海山浦化工有限公司，中國）；鋨酸（TED PELLA，美國）。

低速金剛石切割機（SYJ-150型，科晶，沈陽，中國）；體視顯微鏡（尼康SMZ1500，日本）；超聲波清洗機（BioSonic UC50D，威爾登特，美國）；光固化燈（Spectrum TM 800，登士柏，美國）；超薄切片機（EM UC6，徠卡，德國）；場發(fā)射掃描電子顯微鏡（Field E m i s s i o n S c a n n i n g E l e c t r o n Microscope，F(xiàn)ESEM）（S-4800，日立，日本）；透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope，TEM）（JEM-1230，JEOL，日本）；及一般實驗室儀器。

表1　可樂麗菲露S3Bond的主要成分Tab.1　Basic Components of Clearfil S3bond

Bis-GMA：雙酚A雙甲基丙烯酸縮水甘油酯；MDP：10-甲基酰氧癸基磷酸酯；HEMA：甲基丙烯酸羥乙酯。

1.2氨化硝酸銀溶液的配制

室溫下，稱量25 g硝酸銀（AgNO）晶體3顆粒，在暗室中將AgNO晶體顆粒溶于253 mL去離子水中，形成黑色懸浮液，緩慢滴加28%氨水直至懸浮液由黑色變?yōu)闊o色透明，繼續(xù)用去離子水稀釋定容至50 mL，配制成50%的［Ag（NH）］溶液，pH=9.5，容器外壁+用錫箔紙包裹，避光保存。［12］

1.3牙本質(zhì)粘接面的預(yù)備

選取5顆完整無齲的人類第三磨牙，使用低速金剛石切割機將每顆牙“十”字縱切分為4份，則共有20份牙體組織，取其中的18份隨機分為3組（分組及各組處理方法見表2）。

表2　可樂麗菲露S3Bond實驗分組及吹拂方法Tab.2　Grouping and respective air-blowing pressure of clearfil S3bond

每組6份牙體組織，去除冠部釉質(zhì)，體視顯微鏡下檢查無殘留釉質(zhì)層，使用超聲波清洗機清洗5 min，臨床三用氣槍沖洗并吹干。

1.4樹脂牙本質(zhì)粘接試件的制備

各組按照圖1所示的操作流程進行操作，使用特制的帶有壓力表的氣槍，使用前校準氣壓，輕吹氣壓為0.1 MPa，強吹氣壓為0.3 MPa，吹拂時間均為5 s，吹拂距離均為1 cm。粘接劑使用完成后，在粘接面分層堆塑復合樹脂并使用光固化燈光固化，每層厚約1.5 mm，堆塑樹脂總高度約為6 mm。堆塑完成后將所有粘接試件浸泡在去離子水中，置于恒溫水溫箱中37 ℃貯存。

圖1　可樂麗菲露S3bond的操作流程Fig.1　Operation Procedure of Clearfil S3bond

1.5納米滲漏試件的制備

37 ℃水浴24 h后，將粘接試件從恒溫水溫箱中取出，使用低速金剛石切割機切制厚度約為0.8 mm的薄片狀試件，每份牙體組織依次切出最靠近牙齒矢狀方向中線的2片試件（1片用作場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察，1片用作透射電子顯微鏡觀察），則每組有12片試件，用濾紙將試件表面水分吸干，試件表面距離粘接界面1 mm以外的區(qū)域均勻涂布2層快干指甲油，陰涼處晾干，將涂有指甲油的試件分組浸入EP管中的50% ［Ag（NH）］+溶

32液，EP管外壁用錫箔紙包裹避光。浸泡24 h后將試件取出，流水沖洗5 min，去離子水沖洗，浸入顯影液，熒光燈照射。8 h后將試件取出，去離子水沖洗，浸入定影液中8 h。所有試件流水沖洗5 min，流水下依次用800、1 200 、1 500、2 000目SiC水砂紙進行打磨，超聲蕩洗5 min，用于場發(fā)射掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察。

1.6場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察

場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察的納米滲漏試件用質(zhì)量濃度為37%的磷酸凝膠酸蝕5 s，流水沖洗2 min，自然干燥，噴金，使用場發(fā)射掃描電鏡在背散射模式下觀察粘接界面納米滲漏情況。

1.7透射電子顯微鏡觀察

透射電子顯微鏡觀察的納米滲漏試件浸入質(zhì)量分數(shù)為30%的甲酸和質(zhì)量分數(shù)為5%的甲酸鈉按體積比1：2混合的溶液中脫礦5 d，取出后用0.1 mol/L 的磷酸鹽緩沖液（Phosphate Buffered Saline，PBS）浸洗2次，每次5 min，質(zhì)量分數(shù)為1%的鋨酸固定2 h，然后0.1 mol/L PBS浸洗2次，每次5 min。使用體積分數(shù)為50%、70%、80%、90%、95%的乙醇梯度脫水，每梯度浸泡5 min，在無水乙醇中浸泡3次，每次5 min。試件用丙酮浸洗3次，每次5 min，浸沒于丙酮與包埋劑按體積比1：1混合的試劑中，放入電熱恒溫鼓風干燥箱，升溫至33 ℃放置1 h，取出后浸沒于包埋劑中1 h，放入電熱恒溫鼓風干燥箱，升溫至45 ℃放置30 min，之后升溫至60 ℃放置12 h。使用超薄切片機切制厚度為90 nm的切片并收集在150目的銅網(wǎng)上，不染色，干燥后使用透射電鏡在80 kV電壓下觀察。

1.8納米滲漏圖片處理

以粘接界面滲入的銀顆粒面積占粘接界面總面積的百分比來量化分析納米滲漏程度［8，9］。為計算面積百分比，使用Image-Pro Plus 6.0軟件（Media Cybernetics，美國）處理納米滲漏圖片。粘接界面內(nèi)銀顆粒面積除以粘接界面的總面積即是所需的納米滲漏面積百分比。

1.9統(tǒng)計學分析

使用SPSS 17.0軟件對納米滲漏面積百分比進行統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析（One-way ANOVA）比較各組均數(shù)之間的總體差異，用LSD法進行均數(shù)間兩兩比較，檢驗水準α=0.05。

2　 結(jié)果與分析

場發(fā)射掃描電鏡背散射模式下觀察納米滲漏，如圖2所示，圖中白色高亮區(qū)域為銀顆粒沉積區(qū)域，粘接界面的銀顆粒沉積即納米滲漏。圖中A-C分別為第1組-第3組的納米滲漏掃描電鏡圖像。第1組（A）和第2組（B）粘接界面內(nèi)沉積的銀顆粒較多較密；第3組（C）粘接界面內(nèi)沉積的銀顆粒較少較稀疏。

透射電鏡下觀察納米滲漏，如圖3所示，圖中高電子密度的黑色顆粒為銀顆粒沉積區(qū)域，粘接界面的銀顆粒沉積即納米滲漏。圖中A-C分別為第1組-第3組的納米滲漏掃描電鏡圖像。第1組（A）和第2組（B）粘接界面內(nèi)沉積的銀顆粒較多較密；第3組（C）粘接界面內(nèi)沉積的銀顆粒較少較稀疏。

圖2　各組納米滲漏的場發(fā)射掃描電鏡圖Fig.2　FE SEM images of Nanoleakage

圖3　各組納米滲漏的透射電鏡圖Fig.3　TEM images of Nanoleakage

各組的納米滲漏結(jié)果如表3所示，第3組的納米滲漏最少，與第1組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），其余各組間差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表3　納米滲漏程度（±s，%）Tab.3　Nanoleakage level（±s，%）

S3bond納米滲漏結(jié)果表明，第3組（強吹+輕吹）的納米滲漏顯著少于作為常規(guī)方法對照的第1組（輕吹），第2組（強吹）的納米滲漏程度居中，且與其余2組間的差異均無統(tǒng)計學意義。粘接劑滲透不全和混合層內(nèi)溶劑水分殘留都可能是納米滲漏的形成原因［13］。高壓氣體吹拂粘接劑可以促進其在脫礦的牙本質(zhì)中滲透更深、與膠原纖維的結(jié)合更緊密，可以很好地保護膠原纖維免受物理［14］、化學因子的降解破壞。同時，高壓氣體吹拂可以減少粘接劑中殘留的溶劑，提高界面封閉性。然而，強吹可能會導致粘接劑層過薄，不利于粘接劑在粘接表面的流延，使得粘接面的均勻性不足，影響到樹脂與牙本質(zhì)之間的粘接，在一定程度上降低了界面封閉性，因此單純強吹對于減少納米滲漏的作用并不顯著。而涂布2層自酸蝕粘接劑，第1層強吹使粘接劑在牙本質(zhì)內(nèi)滲透更深入，第2層輕吹使粘接劑在粘接面更均勻地流延，在促進粘接劑滲透、殘留溶劑揮發(fā)的同時避免了粘接劑過薄等問題，從而顯著減少了納米滲漏，有效提高了粘接界面封閉性。粘接界面封閉性不僅是反映粘接界面質(zhì)量的重要指標，也是影響粘接耐久性的重要因素，因此本研究結(jié)果也提示我們，涂布一層粘接劑強吹再涂布一層粘接劑輕吹的方法在粘接耐久性方面可能有優(yōu)勢，這種推測有待于進一步研究驗證。

3　 結(jié)論

樹脂牙本質(zhì)粘接應(yīng)用S3bond時，涂布2層，第1層0.3 MPa氣壓強吹、第2層0.1 MPa氣壓輕吹可顯著減少粘接界面納米滲漏，提高粘接界面封閉性。

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Effect of high pressure air-blowing technique on bonding interfacial nanoleakage in one-step self-etch bonding system

LIU Yan， NIU Li-na， HUANG Li， LI Fang， ZHAO San-jun， CHANG Gang， CHEN Ji-hua State Key Laboratory of Military Stomatology， Department of Prosthodontics， School of Stomatology， The Fourth Military Medical University）

To investigate the effect of air-blowing pressure on the bonding interfacial nanoleakage of one-step self-etch adhesive S3bond applied in resin/dentine bonding， the five whole and caries-free third molar teeth in vitro were incised vertically in a cruciform shape， the 18 portions of obtained chops were randomly divided into 3 groups. For the 6 portions of tooth tissue， their occlusal enamel was removed， then bonding procedures were proceeded. After bonding procedures， each of tooth tissue portions was stored in water of 37℃ for 24 hours， then two slabs were cut out from each portion and the nanoleakage specimens were prepared. The bonding interfacial nanoleakage of the specimens（n=6） was examined with field emission scanning electron microscope （FESEM） and transmission electron microscope （TEM）. The FESEM and TEM results show that the nanoleakage for gentle air-blowing is the most and that for strong air-blowing+ gentle air-blowing is the least， the difference between these two groups' results is significant （P＞0.05）. Applying two layers adhesive S3bond， blowing the first layer strongly and blowing the second layer gently can reduce the bonding interfacial nanoleakage and improve the sealing capability of bonding interface.

self-etch adhesive； air-blowing pressure； dentine； bonding interface； nanoleakage→

TG494

A

1001-5922（2016）05-0048-05

2015-12-07

劉?（1988-），男，博士研究生。研究方向：口腔粘接材料。E-mail：liuyan1210@outlook.com。

通訊聯(lián)系人：陳吉華，教授，主任醫(yī)師，博士生導師。E-mail：jhchen@fmmu.edu.cn。

國家自然科學基金81130078、81470773及長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃IRT13051。