3 種流動性材料用于恒磨牙預(yù)防性樹脂充填的微滲漏研究

黃程成 施春梅

Simonsen[1]最早提出了“預(yù)防性樹脂充填(preventive resin restoration, PRR)”的概念，即用復(fù)合樹脂+窩溝封閉劑在修復(fù)窩溝齲的同時封閉其余窩溝。然而此方法由2 個步驟完成，不僅耗時較長，邊緣的封閉性也差強人意。20 世紀(jì)末，流動樹脂問世，是一種流動性和貼合性強的樹脂型充填材料，其應(yīng)用范圍擴展到直接充填窩洞。自粘接流動樹脂屬于新型的樹脂充填系統(tǒng)，改變了流動樹脂臨床操作的傳統(tǒng)方式，即省去酸蝕-沖洗-粘接的步驟[2]，極大的簡化了操作流程。本研究擬通過比較新型自粘接流動樹脂與另2 種流動性材料體外實驗中的微滲漏情況，為臨床上充填窩溝齲的材料選擇提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院口腔科1 個月內(nèi)因正畸原因拔除的33 顆新鮮離體恒前磨牙，經(jīng)檢查牙體完整，無裂紋、無齲壞、無充填物。用牙周刮治器和手術(shù)刀去除牙菌斑色素、牙結(jié)石及牙周軟組織，在4 ℃生理鹽水下保存待用。

1.2 實驗材料

實驗所用3 種流動性充填材料成分見表1。第8 代Single Bond Universal樹脂粘接劑(3M，美國)，亞甲基藍(lán)(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司)，水砂紙(湖北玉立砂帶公司)，硅膠正方體模具。

1.3 實驗設(shè)備

高速渦輪手機Alegra TE-98C(W&H，奧地利)； 低速手機CA 1∶1 L(Bien Air，瑞士)； LITEX 696 LED光固化燈(DENTAMERICA，美國)； DK-600電熱恒溫水槽箱(上海精宏實驗設(shè)備有限公司)； SIM-F140AY65顆粒制冰機(三洋株式會社，日本)； BX53F生物顯微鏡(奧林巴斯，日本)； VEGA-3 LM掃描式電子顯微鏡(TESCAN公司，捷克)。

1.4 實驗方法

表1 實驗用材料

注： 制造商說明書 Bis-GMA: 雙酚A-二甲基丙烯酸甘油酯; GPDM: 甘油磷酸二甲基丙烯酸甲酯; HEMA: 甲基丙烯酸羥乙酯; TEGDMA: 二甲基丙烯酸三甘醇酯; S-PRG: 高密度預(yù)反應(yīng)玻璃離子

1.4.1 窩洞預(yù)備與充填 按預(yù)防性樹脂充填技術(shù)制備I類窩洞，以模擬治療窩溝齲。高速渦輪手機配備TR-25F金剛砂車針、 2#小球鉆(Mani，日本)于離體牙面沿點隙窩溝制備寬1 mm、深2 mm的I類洞型，隨后清潔牙面。將處理好的離體牙按隨機數(shù)字表法分為A、B、C 3 組(n=11)。A組Dyad Flow自粘接流動樹脂(A2)：適度壓力下使用干燥空氣吹干窩洞，直接將適量流動樹脂注入窩洞，使用配套小毛刷均勻地將樹脂均勻涂布并充滿于窩洞及其周圍點隙裂溝處，涂布時間為20 s，距材料表面1 mm進(jìn)行持續(xù)光固化20 s。B組Beautifil Flow Plus F03加強型流動聚合體(A2)：干燥空氣輕吹，保持窩洞內(nèi)微濕狀態(tài)，小毛刷蘸3M自酸蝕粘接劑，涂布20 s，輕吹5 s使多余粘接劑揮發(fā)，光固化10 s，窩洞內(nèi)注入F03流動材料，探針輕輕調(diào)整，使材料充分布滿窩洞，光固化20 s。C組Fuji VII玻璃離子：干燥、消毒小棉球擦拭窩洞，保持微濕，同時助手混合粉劑與液劑進(jìn)行調(diào)拌, 將調(diào)拌好的玻璃離子以探針?biāo)腿敫C洞，沿洞壁操作使材料充分填滿線角處。充填完成待材料表面失去光澤時，于表層涂布凡士林，水環(huán)境下去除多余材料。所有操作步驟均由同一人完成，并嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。

1.4.2 冷熱循環(huán) 每組11 顆離體牙共同交替置于冷水浴箱(5±2) ℃與電熱恒溫水槽箱(55±2) ℃中，預(yù)設(shè)每個溫度停留時間為30 s，共循環(huán)1 000 次[3]。循環(huán)完畢后室溫下靜置24 h。

1.4.3 根尖封閉、染色、制作磨片 拭干離體牙，黏蠟封閉根尖，指甲油封閉窩洞周圍1.5 mm外的區(qū)域。所有牙均于室溫下統(tǒng)一直立浸于配置好的2%亞甲基藍(lán)溶液，容器為經(jīng)過避光處理的燒杯，染色48 h。染色完成后，自來水流動沖洗30 min，拭干。用自凝樹脂將每顆實驗牙的牙根部固定于正方體模具盒內(nèi)。使用低速彎手機配備砂輪沿頰-舌方向，在中央溝近中1/3、中點、遠(yuǎn)中1/3三個標(biāo)記點處分別縱形切開牙冠，每顆牙保留3 個較完整的磨片。用800～2 500目的水砂紙對每個磨片的2 個觀測位點進(jìn)行拋光。

1.4.4 顯微鏡觀測及數(shù)據(jù)處理 在體視顯微鏡下(×40)測量每個磨片中頰舌側(cè)的染料垂直滲入深度以及充填材料-牙體組織結(jié)合界面的垂直深度(單位： mm)，并在顯微鏡下拍攝照片。所有磨片的數(shù)據(jù)均由同一人使用Image J科學(xué)圖像處理軟件重復(fù)測量3 次。表2列出ISO指南推薦的評分標(biāo)準(zhǔn)對每組標(biāo)本的微滲漏程度進(jìn)行分級[4]。

1.4.5 掃描電鏡(SEM)標(biāo)本處理及觀察 僅經(jīng)冷熱循環(huán)的3 顆離體牙(分別來自A、B、C組)切割成磨片后，打磨、拋光。磨片使用導(dǎo)電膠常規(guī)粘于金屬片上，輕吹，盡可能清除試件表面異物，隨后放入噴金儀樣品室內(nèi)，抽真空滿足條件后，使用SEM離子濺射儀對牙磨片的觀察面進(jìn)行噴金鍍膜。將制備好的磨片組合置于樣品臺上，按標(biāo)準(zhǔn)抽吸真空，在×40、 ×350、 ×1 000 倍下選取典型的牙體-材料結(jié)合界面、材料內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍照。

表2 微滲漏評級標(biāo)準(zhǔn)

注： ISO/TS 11405: 2015-5.3.6: Measurement of microleakage

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件包對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。對3 組等級資料間比較用Kruskal-Wallis檢驗，而 Mann-Whitney檢驗則對組間標(biāo)本評分值進(jìn)行兩兩比較。 設(shè)定檢驗水準(zhǔn)雙側(cè)α=0.05， 當(dāng)P<0.05時差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 3 種材料的微滲漏情況

微滲漏實驗顯示，Dyad Flow自粘接流動樹脂組、Beautifil Flow Plus F03加強型流動聚合體組、Fuji VII玻璃離子組均有微滲漏產(chǎn)生，結(jié)果如圖1。評分經(jīng)Kruskal-Wallis檢驗， 3 組流動充填材料模擬充填窩溝齲的微滲漏評分之間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.001)，結(jié)果見表3。組間微滲漏評分的兩兩比較，DF與F03的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.233)， 而Fuji VII與DF(P=0.005)及F03(P=0.001)間的差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.2 SEM觀察結(jié)果

DF、F03、Fuji VII材料與牙釉質(zhì)間均有不同程度的縫隙出現(xiàn)，如圖2所示, 圖2A示高倍鏡下牙釉質(zhì)與DF結(jié)合良好，界面連續(xù)，局部可見淺凹面；在圖2B中，F(xiàn)03與釉質(zhì)結(jié)合緊密，界面無明顯裂隙，且觀察到明顯的混合層結(jié)構(gòu)；圖2C可見Fuji VII與釉質(zhì)間有較為明顯的裂隙，隙周材料一側(cè)有皸裂現(xiàn)象。

圖1 有代表性的實驗牙磨片 (×40)

Fig 1 Representative sections with microleakage of the experimental teeth (×40)

表3 3 組材料微滲漏評分的比較 [n(%)]

Tab 3 Scores of dye penetration of the 3 groups evaluated by kruskal-wallis H test [n(%)]

注：χ2=18.902,P=0.001

3 討 論

3.1 窩溝齲、預(yù)防性樹脂充填與微滲漏

微滲漏是細(xì)菌、極細(xì)異物等進(jìn)入充填體與牙體間的微小裂隙， 于其中遷移或滯留[9]。有研究證實充填體內(nèi)面定植的微生物容易在合適條件下啟動齲壞的進(jìn)程[10]。而當(dāng)前，包括自粘接流動樹脂在內(nèi)的各種新型充填材料應(yīng)用于臨床， 邊緣密合性作為衡量充填材料性能的重要指標(biāo)之一，學(xué)界也不斷地對這些材料進(jìn)行實驗研究，為臨床的應(yīng)用前景提供科學(xué)依據(jù)。

圖2 實驗牙SEM圖 (×1 000)

Fig 2 SEM photo of the experimental teeth (×1 000)

3.2 新型自粘接流動樹脂材料

DF作為一種新型的自粘接流動樹脂，應(yīng)用OptiBond粘接技術(shù)將有效粘接成分整合入流動樹脂當(dāng)中，可與牙體硬組織之間同時產(chǎn)生化學(xué)與微機械的結(jié)合能力，實現(xiàn)了免酸蝕、免粘接，無需預(yù)先對窩洞進(jìn)行任何化學(xué)處理，這極大的簡化了操作流程，節(jié)省了就診時間。

3.3 實驗微滲漏情況分析

本實驗研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3組材料的邊緣抗?jié)B漏能力有顯著性差異 (χ2= 18.902，P=0.001)。 DF組與F03組間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.223)，這與袁鶴的研究結(jié)果相近[11]，且均優(yōu)于Fuji VII組。GPDM和HEMA均為DF的主要成分：前者是樹脂中的主要功能性粘接單體，酸性磷酸基團(tuán)可完成對牙釉質(zhì)或牙本質(zhì)表面的酸蝕：與兩個甲基丙烯酸酯功能基團(tuán)及其他甲基丙烯酸單體產(chǎn)生共聚作用，且這種化學(xué)基團(tuán)間的共聚作用增加了不同尺寸微粒間的交聯(lián)密度，同時增強了聚合性粘接的機械強度；后者的兩親性可阻止充填材料在與含水合物組織的粘合中出現(xiàn)分離相，提高了DF對牙體硬組織的粘接強度[12]。臨床上窩溝齲預(yù)備后的窩洞，通常會有細(xì)微線角甚至倒凹的部分，所以要求PRR的充填材料能有效流動并充滿于這些窩溝中。DF有優(yōu)良的流動性能，能填充至器械不易到達(dá)之處。實驗中DF沒有染料滲入的例數(shù)較F03多，但統(tǒng)計結(jié)果示F03的微滲漏評分中位數(shù)在1 分，而DF組的中位數(shù)位于1.5 分，說明F03的滲漏主要局限于充填界面的冠方1/2。在光照固化時，DF中的粘接性成分和樹脂成分分別發(fā)生了不均勻的變化，這就影響了樹脂的聚合收縮，收縮應(yīng)力若分布不均勻，直接導(dǎo)致邊緣界面不甚密合，增加了微滲漏發(fā)生的幾率。自酸蝕粘接劑可滲入洞壁形成較為均勻樹脂突，進(jìn)一步加強了F03與窩洞的結(jié)合，而且保證了牙體-粘接劑-樹脂這一均勻密合的結(jié)果，這在一定程度上可解釋本實驗中F03邊緣封閉失敗的例數(shù)(1.7%)要少于DF(13.3%)的情況。F03主要由Bis-GMA、TEGDMA、S-PRG等組成，同時兼具玻璃離子與樹脂的一些特性，流動性佳。高密度的S-PRG填料不僅能補償樹脂固化時產(chǎn)生的聚合收縮，還可以在緩沖口腔內(nèi)偏酸性的PH值，抑制致齲菌群的附著作用。實驗中高倍光鏡下發(fā)現(xiàn)在DF中存在更多的毛刺狀或線狀連續(xù)的充填缺陷，而F03中幾乎沒有，這與DF中的氟化鐿、鋇玻璃等填料減弱了GPDM的有效作用有關(guān)[13]。

Fuji VII玻璃離子屬樹脂改性型玻璃離子，可釋放氟離子，通常用于窩溝保護(hù)、防控牙本質(zhì)過敏癥、永久充填等。雖然Fuji VII用途廣泛，但本研究中Fuji VII均出現(xiàn)不同程度的染料滲入，邊緣封閉失敗率(21.4%)最高。Fuji VII的完全固化需要24 h，理論上在這期間，邊緣發(fā)生滲漏的機會將明顯增加，而流動樹脂類材料則可在光固化后即刻硬化。Fuji VII固化初期時含有大量的親水性基團(tuán)，可吸附靜置環(huán)境中的水分子，盡管吸水后的體積膨脹補償了邊緣的封閉，但完全固化后多余的水分子釋出，材料內(nèi)部發(fā)生微折裂，上層材料連鎖反應(yīng)式地塌陷，導(dǎo)致主要的化學(xué)性粘接作用下降[14]。

3.4 SEM結(jié)果分析

1 000 倍鏡下所見，DF與釉質(zhì)洞壁結(jié)合面基本延續(xù)，但局部有淺凹面。F03與釉質(zhì)的結(jié)合界面明顯連續(xù)，這與流動樹脂具有良好的流動性以及聚合收縮時應(yīng)力的分布較為平均有關(guān)[15]。 2 種流動樹脂材料內(nèi)部質(zhì)地均勻、致密，無明顯氣泡及局部破損。Fuji VII中則發(fā)現(xiàn)有不平整的裂隙，結(jié)合界面連續(xù)性欠佳，而且邊緣處可見放散狀裂解，這主要由于玻璃離子在初期固化時吸水膨脹，隨后固化過程中飽和的水不斷析出，從而形成局部小丘狀碎裂的現(xiàn)象[16]。

綜上所述，Dyad Flow自粘接流動樹脂的操作時間短、邊緣封閉性良好，可作為PRR治療窩溝齲的新路徑，且在配合度差、唾液分泌較多的兒童中有較大優(yōu)勢。本實驗所得數(shù)據(jù)與還需要做進(jìn)一步的臨床研究以確認(rèn)DF作為PR材料的療效，值得在臨床上作進(jìn)一步的長期應(yīng)用觀察。