牙本質(zhì)粘結(jié)界面混合層形成的影響因素

朱丹丹 綜述，李秋紅 審校

(1.四平衛(wèi)生學(xué)校 口腔教研室，吉林 四平136000;2.大連醫(yī)科大學(xué) 附屬第一醫(yī)院 口腔科，遼寧 大連116011)

自20 世紀(jì)80年代Nakabayashi 等提出“混合層”概念以來，牙本質(zhì)粘結(jié)技術(shù)就取得了很大的發(fā)展并一直成為國內(nèi)外口腔醫(yī)學(xué)界關(guān)注的熱點之一。目前的研究結(jié)果認(rèn)為，影響牙本質(zhì)粘結(jié)的因素有很多，其中影響混合層形成因素均會影響到牙本質(zhì)粘結(jié)強度及微滲漏的形成，所以近年來，學(xué)者們做了大量研究，提出了很多改進(jìn)方法，希望獲得更好的粘結(jié)效果，因此，對混合層的研究就顯得尤為重要。本文對牙本質(zhì)粘結(jié)界面混合層的研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 牙本質(zhì)粘結(jié)

牙本質(zhì)是構(gòu)成牙齒硬組織的主要組成部分。牙本質(zhì)主要由牙本質(zhì)小管和管間牙本質(zhì)構(gòu)成。管間牙本質(zhì)大部分是礦化的羥基磷灰石晶體及Ⅰ型膠原蛋白。而牙本質(zhì)小管貫通整個牙本質(zhì)，從牙髓腔向釉牙本質(zhì)界呈放射狀排列，其內(nèi)不斷有液體因小管的毛細(xì)作用而流動。牙釉質(zhì)與牙本質(zhì)相比，牙釉質(zhì)礦化程度高，僅含有很少的有機成分和水。釉質(zhì)粘結(jié)主要采用酸蝕技術(shù)，酸蝕釉質(zhì)表層，增加了粘結(jié)表面積，獲得樹脂修復(fù)體的微機械固位，增強復(fù)合樹脂與釉質(zhì)粘結(jié)強度。而牙本質(zhì)有機物和水含量較牙釉質(zhì)多，且牙本質(zhì)內(nèi)含有牙本質(zhì)小管，小管內(nèi)液體在酸蝕作用下由于虹吸作用也可能污染粘結(jié)表面，就是這些含有較多的不利于粘結(jié)的流動性水分和不均一的粘結(jié)基質(zhì)，臨床對牙本質(zhì)的粘結(jié)較困難。另外，牙本質(zhì)在不同時期、生理、病理等條件下，其組織學(xué)結(jié)構(gòu)以及礦化程度、硬度、彈性模量等機械學(xué)特性均發(fā)生改變，這更增加了牙本質(zhì)粘結(jié)的復(fù)雜性;而且一些外界刺激作用也可引起小管內(nèi)液體的快速流動，使牙髓產(chǎn)生反應(yīng)。

牙本質(zhì)玷污層(smear layer):牙本質(zhì)在制洞時經(jīng)高熱磨削，切下的牙本質(zhì)微屑中有機物變性，與被切斷小管的溢出液、唾液和一些微生物相混合黏附于洞壁，形成牙本質(zhì)玷污層，厚約1 ～5 μm，它較為穩(wěn)固地粘附于牙本質(zhì)上，并可進(jìn)入其內(nèi)部形成污染栓堵塞牙本質(zhì)小管，深度可達(dá)18 μm，用一般機械沖洗難以除去。由于玷污層會減低牙本質(zhì)小管的滲透性，阻止樹脂粘接劑中底涂劑(primer)成分的滲入不利于粘結(jié)而必須予以去除。37%的磷酸是較為常用的牙本質(zhì)表面處理方式，能有效去除玷污層而不至于造成牙本質(zhì)過度脫礦［1］。

混合層(hybrid layer)的形成:有效的牙本質(zhì)表面處理劑可以清除和溶解牙本質(zhì)表面的玷污層以及牙本質(zhì)小管口的污染栓，使得管間牙本質(zhì)明顯脫礦，羥基磷灰石部分溶解，其深度為幾個微米，牙本質(zhì)的滲透性成倍增加。由于脫礦，在牙本質(zhì)表面留下一個三維的牙本質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)含有功能單體的樹脂滲入并在膠原網(wǎng)絡(luò)中聚合后，就在牙本質(zhì)與樹脂的界面形成一個有樹脂滲入的增強的牙本質(zhì)層，這就被稱為混合層，其厚度為2 ～10 μm。混合層的結(jié)構(gòu)由兩個連續(xù)相構(gòu)成，即樹脂相和膠原纖維相。兩者互相滲透，當(dāng)樹脂發(fā)生聚合時，樹脂和膠原纖維牢固地結(jié)合在一起。Nakabayashi 等［2］也證實樹脂不僅滲入牙本質(zhì)小管，而且滲入到管間牙本質(zhì)和管周牙本質(zhì)形成樹脂突，成為產(chǎn)生牙本質(zhì)粘結(jié)力的主要來源?；旌蠈拥拇嬖谝脖淮罅繏呙桦婄R和透射電鏡的研究結(jié)果所證實［3］。

2 不同性質(zhì)牙本質(zhì)對粘結(jié)界面混合層的影響

根據(jù)礦化程度的不同，牙本質(zhì)可分為正常牙本質(zhì)和硬化性牙本質(zhì)。硬化性牙本質(zhì)是其結(jié)構(gòu)和組成隨增齡、齲病、磨耗等因素發(fā)生了生理及病理改變的牙本質(zhì)，因為牙齒的牙本質(zhì)一生都在承受這些影響，始終伴隨著脫礦與再礦化的動態(tài)變化，導(dǎo)致其內(nèi)部的羥基磷灰石晶體由長變短，礦化程度也相應(yīng)提高，而其中由于齲壞導(dǎo)致的硬化牙本質(zhì)又被稱為齲病影響牙本質(zhì)。從微觀水平來看，細(xì)菌的存在、礦化的細(xì)菌基質(zhì)、表面高礦化層以及礦物晶體堵塞牙本質(zhì)小管［4-5］，構(gòu)成了硬化牙本質(zhì)的復(fù)合多層粘結(jié)基質(zhì)，這可導(dǎo)致牙本質(zhì)通透性大大下降，內(nèi)在水的含量也減少，從而阻止粘結(jié)劑的滲透，導(dǎo)致樹脂突形成減少，是使其粘結(jié)強度下降的最主要原因［6］。超微形態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)酸蝕后的硬化性牙本質(zhì)在去除牙本質(zhì)小管后，表現(xiàn)留下抗酸能力強的硬化晶柱(scleraotic casts)從牙本質(zhì)小管里突出，同時酸蝕的牙本質(zhì)表面缺乏多孔的膠原纖維網(wǎng)，導(dǎo)致硬化性牙本質(zhì)粘結(jié)形成較薄的混合層，樹脂突短、少或者沒有，即使有樹脂突其包裹也松散，粘接強度也下降［7］。有研究報道，硬化性牙本質(zhì)形成的混合層厚度明顯不足，進(jìn)入牙本質(zhì)小管內(nèi)的樹脂突數(shù)量也少，甚至有的位置缺如，并認(rèn)為混合層太薄、樹脂突少是其粘結(jié)強度明顯低于正常牙本質(zhì)粘結(jié)強度的主要原因［8-10］。Ceballos、鄭治國等［11-12］的研究也得出，在掃描電鏡下觀察顯示，與正常牙本質(zhì)相比，硬化性牙本質(zhì)形成的混合層雖然較厚、但多孔疏松，樹脂突較少，無側(cè)枝，粘結(jié)強度較低。而李秋紅等［13］的實驗研究認(rèn)為正常牙本質(zhì)與硬化性牙本質(zhì)形成的混合層厚度、形態(tài)質(zhì)量沒有明顯差異，但粘結(jié)強度有無差異沒有進(jìn)一步驗證。沈琳等［14］研究發(fā)現(xiàn)，對于齲病影響牙本質(zhì)來說，混合層厚度明顯增厚，但樹脂突縮短變細(xì)，數(shù)量變少，中斷現(xiàn)象較多，牙本質(zhì)小管的側(cè)枝也很少見到。

3 酸蝕系統(tǒng)對粘結(jié)界面混合層的影響

3.1 酸蝕方法

鄭治國等［12］的實驗發(fā)現(xiàn)全酸蝕粘結(jié)劑形成的樹脂突比自酸蝕粘結(jié)劑更粗更長，形成的混合層更厚，粘結(jié)強度更強?？赡苁且驗樽运嵛g粘結(jié)劑不需要單獨酸蝕處理牙齒表面［15］，而是將這一步驟結(jié)合進(jìn)了酸性的粘結(jié)功能單體中，對牙本質(zhì)粘結(jié)面酸蝕脫礦同時進(jìn)行滲透，與酸蝕、沖洗、粘結(jié)分次完成的全酸蝕粘結(jié)劑相比，其不完全的聚合和粘結(jié)劑滲透性差可能表現(xiàn)的更為突出，因此會造成粘結(jié)性的下降［16-17］。但有的學(xué)者持不同觀點，認(rèn)為是由于材料自身的特性所決定的［18］。如Solen 等［7］研究發(fā)現(xiàn)，對于正常牙本質(zhì)來說，自酸蝕系統(tǒng)形成的混合層為1 μm，全酸蝕系統(tǒng)形成的混合層為3 μm，自酸蝕系統(tǒng)的粘結(jié)強度反而更強;對于硬化性牙本質(zhì)來說，全酸蝕系統(tǒng)形成的混合層比自酸蝕系統(tǒng)厚，但粘結(jié)強度無明顯差異。

3.2 照酸蝕時間

Itou K、于玲等［19-20］研究認(rèn)為，縮短酸蝕處理時間后，不能夠使牙本質(zhì)表面充分脫礦、暴露膠原纖維網(wǎng)，粘結(jié)界面中樹脂突的長度和密度減小，牙本質(zhì)粘結(jié)強度降低［21］;而延長酸蝕處理時間后，粘結(jié)界面中樹脂突長度有所增加，但混合層變薄，粘結(jié)強度變化不明顯或減弱。那是因為如果酸蝕深度超出樹脂的滲透范圍，將在脫礦的最深部出現(xiàn)無樹脂滲入的區(qū)域，導(dǎo)致膠原纖維容易塌陷、變性而水解，成為粘結(jié)結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)［22］。例如周麗晶等［23］研究發(fā)現(xiàn)用35%的磷酸處理牙本質(zhì)表面15 s，形成的混合層很薄，樹脂突數(shù)量少而且短小;當(dāng)酸蝕時間延長至30s 后，混合層明顯增厚，樹脂突數(shù)量明顯增加，更可以看到樹脂突間的管周牙本質(zhì)混合層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。Nakajima 等［24］也認(rèn)為延長酸蝕時間可以明顯增強牙本質(zhì)脫礦效果，從而增加樹脂突與原纖維網(wǎng)之間的微機械嵌合力。但是過度酸蝕同樣是不可取的。

4 操作方法對粘結(jié)界面混合層的影響

4.1 粘結(jié)劑溶劑類型

粘結(jié)劑分為水基粘結(jié)劑、乙醇基粘結(jié)劑和丙酮基粘結(jié)劑。水基粘結(jié)劑在粘結(jié)過程中水分與粘結(jié)樹脂單體競爭酸蝕后暴露的牙本質(zhì)膠原纖維間的空隙，使單體不能充分滲入膠原纖維網(wǎng)間，形成的樹脂突較短較細(xì)較不規(guī)則，粘結(jié)力最弱。在目前的粘接系統(tǒng)中，多是把親水性的粘結(jié)樹脂單體溶解于易揮發(fā)的有機溶劑如丙酮或乙醇中。因為丙酮的揮發(fā)性最高，當(dāng)運用濕式粘結(jié)時有機溶劑揮發(fā)帶走膠原纖維之間的水分，有利于去除牙本質(zhì)表面多余的水分，并將可聚合的單體運送至開放的牙本質(zhì)小管和膠原纖維網(wǎng)的微孔中，與膠原纖維產(chǎn)生緊密的接觸，并滲透進(jìn)入牙本質(zhì)小管形成樹脂突，從而形成良好的微機械鎖結(jié)作用。丙酮的親水性及揮發(fā)性均強于乙醇，而乙醇強于水，所以也更有利于粘結(jié)劑中的親水樹脂單體滲透入膠原纖維網(wǎng)中形成較厚的混合層，樹脂突也多。沈琳等［14］研究發(fā)現(xiàn)，對于正常牙本質(zhì)來說，丙酮基粘接劑與乙醇基粘接劑形成的混合層厚度無明顯差異，但是前者形成的樹脂突長而連續(xù)，且有側(cè)支小管的滲透;后者形成的樹脂突長但不連續(xù)，側(cè)支小管內(nèi)的滲透也少。

4.2 涂布方式

Platt 等［25］認(rèn)為單層涂布粘結(jié)劑形成的粘結(jié)劑層薄厚不均，覆蓋不全，進(jìn)而影響混合層。至少應(yīng)涂雙層粘結(jié)劑，才可使其穿透脫礦的牙本質(zhì)全層，獲得理想的混合層。鄺榮等［26］也認(rèn)為粘結(jié)劑每次涂布的量、涂布力度、方向、層數(shù)和固化方式均可影響粘結(jié)劑層的厚度與完整性，進(jìn)而影響混合層。

4.3 粘結(jié)方法

在傳統(tǒng)濕粘結(jié)中［27-28］，粘結(jié)劑中多添加親水性成分，親水性粘結(jié)劑所形成的樹脂膜對水具有滲透性，而親水性越高，粘結(jié)界面的吸水性就越強，單體滲入的深度就達(dá)不到牙本質(zhì)的深度，且底部區(qū)域可因存在裸露的膠原而形成薄弱區(qū)，當(dāng)粘結(jié)界面處于水環(huán)境時，這些裸露的膠原常是宿主自身牙本質(zhì)來源基質(zhì)金屬蛋白酶降解混合點的起始點，影響了粘結(jié)效果，形成的混合層薄和樹脂突的質(zhì)量也下降。而相對傳統(tǒng)濕粘結(jié)，近年來有學(xué)者［29］提出采用乙醇潤濕的方法，即酸蝕沖洗后，用乙醇代替水使膠原纖維網(wǎng)膨脹，乙醇揮發(fā)后的空隙由粘結(jié)劑單體填滿，這樣所形成的粘結(jié)界面可以更好地抵抗口腔內(nèi)的水解，延長粘結(jié)修復(fù)的保存時間。試驗中觀察到隨著乙醇潤濕時間的延長，微滲漏明顯減少，樹脂突變連續(xù)。而粘結(jié)強度接近于傳統(tǒng)全酸蝕粘結(jié)系統(tǒng)的粘結(jié)強度［30］。

4.4 粘結(jié)劑酸度

Zhao SJ、廖志清等［31-32］研究認(rèn)為，混合層的厚度也受粘結(jié)劑酸度的影響。在自酸蝕系統(tǒng)中，高酸度的粘結(jié)劑就比相對低酸度的粘結(jié)劑形成的混合層要厚，但在酸度增加的同時，粘結(jié)劑的親水性也增加，親水成分比率增高使形成的相對疏水的粘結(jié)層變薄，微滲漏變明顯。

5 粘結(jié)界面混合層的幾種不同觀察方法

5.1 掃描電鏡(SEM)

SEM 是研究者們最普遍采用的研究方法［5，10-12，18，20，23］。其分辨率介于光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡之間，可以利用入射電子和試樣相互作用產(chǎn)生各種信息來成象，而且可以通過信號處理方法，獲得多種圖象的特殊顯示方法，觀察固體表面的形貌，也能與X 射線衍射儀或電子能譜儀相結(jié)合，構(gòu)成電子微探針，用于物質(zhì)成分分析。而且用掃描電鏡觀察厚塊試樣更有利，其在觀察厚試樣時，可將其放大5 000 倍以上，能得到高的分辨率和最真實的形貌。掃描電鏡的景深也比較大，成像富有立體感，所以它特別適用于粗糙樣品電鏡樣品制備的主要要求是:盡可能使樣品的表面結(jié)構(gòu)保存好，沒有變形和污染，樣品干燥并且有良好導(dǎo)電性能。

5.2 透射電鏡(TEM)

TEM 是可以對同一微區(qū)位置形貌、晶體結(jié)構(gòu)、成分(價態(tài))進(jìn)行全面分析的觀察方法。常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細(xì)微物質(zhì)結(jié)構(gòu)［3，5-6，17，21，32-33，37］。在這種電子顯微鏡中，圖像細(xì)節(jié)的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成的，由于電子需要穿過樣本，因此樣本必須非常薄。但是制片過程中是需要脫礦的，如果在不脫礦的情況下，同時又要求樣本切片很薄，這點往往很難實現(xiàn)，導(dǎo)致制片困難加大，成本過高。而且在制備樣品過程中要求樣本充分脫水和包埋，也可造成牙本質(zhì)粘結(jié)界面的厚度明顯收縮，這些因素都會影響觀察的準(zhǔn)確性。

5.3 激光共聚焦顯微鏡(CLSM)

CLSM 是一種將光學(xué)顯微鏡技術(shù)、激光掃描技術(shù)和計算機圖像處理技術(shù)相結(jié)合的高科技設(shè)備，它可以在整體上直觀顯示粘結(jié)界面的情況，對混合層的厚度進(jìn)行測量，通過計算機的三維重建功能獲得粘結(jié)界面的立體圖像，是一種較為理想的粘接界面的研究和分析方法［14，25，29，38-41］。但是在熒光劑的標(biāo)定中，必須保證所用的熒光劑不會溶解到牙本質(zhì)和復(fù)合樹脂中，熒光圖像所反映的應(yīng)該是所觀察的物質(zhì)，而不是任何所接觸的物質(zhì)，否則所獲得的熒光圖像將不能真實反映粘結(jié)劑在粘結(jié)界面中的滲透情況。由于激光共聚焦顯微鏡不但可以觀察新鮮標(biāo)本，避免實驗樣本脫水而干擾觀察結(jié)果，還可以對樣本進(jìn)行光學(xué)切片，克服人工切片的各種不足，因而能夠更準(zhǔn)確地觀察、研究活體組織［42］。

綜上所述，牙本質(zhì)粘結(jié)強度與粘結(jié)劑-混合層的質(zhì)量即樹脂突的質(zhì)量密切相關(guān)，如何能增加有效樹脂突的數(shù)量，減少無效樹脂突的發(fā)生是十分必要的研究課題，而樹脂突的數(shù)量、長度及混合層的厚度對其影響不是絕對的，所以仍然需要進(jìn)一步大量的基礎(chǔ)和臨床研究，明確各種不同情況的牙本質(zhì)表面處理方法對混合層的作用機制、對牙本質(zhì)粘結(jié)強度的積極意義和相關(guān)性，為指導(dǎo)臨床在各種不同情況下選擇正確的粘結(jié)劑提供新的依據(jù)。

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