牙本質(zhì)底涂劑的研究進(jìn)展

田子璐，于改改，王 晗，劉昭影，李 璇，朱 松

牙體缺損是口腔修復(fù)常見的疾病，粘接劑是修復(fù)過程中必不可少的材料之一，粘接技術(shù)、粘接材料的發(fā)展推動(dòng)了微創(chuàng)牙體保存技術(shù)的進(jìn)步，在恢復(fù)牙體形態(tài)功能的同時(shí)最大限度地保存牙體組織。目前，牙釉質(zhì)粘接劑已能夠獲得良好的粘接持久性，但由于牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)、位置的特殊性，牙本質(zhì)的粘接還有很大的發(fā)展空間[1]。臨床牙本質(zhì)粘接劑分為酸蝕-沖洗類和自酸蝕類，無論使用哪一類粘接劑，牙本質(zhì)底涂劑都發(fā)揮著重要作用。

酸蝕-沖洗類粘接劑中的底涂劑一般由親水性單體、交聯(lián)劑、光固化引發(fā)劑以及揮發(fā)性溶劑組成，揮發(fā)性溶劑能夠攜帶水分揮發(fā)，有利于疏水性粘接劑進(jìn)一步滲透入膠原纖維網(wǎng)中；自酸蝕粘接劑中的底涂劑的主要成分為酸性粘接性單體、揮發(fā)性溶劑以及光敏引發(fā)劑，此類底涂劑具有一定的酸性以及親水性，能夠溶解玷污層，并使玷污層下的牙本質(zhì)脫礦[2-3]?？傊?，底涂劑的使用有利于粘接劑與牙本質(zhì)形成緊密粘接。因此，本文對(duì)近年牙本質(zhì)底涂劑的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 提高粘接強(qiáng)度

1.1 底涂劑溶劑組成對(duì)粘接強(qiáng)度的影響

水和乙醇是常用的底涂劑溶劑。水能夠使酸性單體離子化、引發(fā)牙體硬組織脫礦，當(dāng)?shù)淄縿┲泻吭龈邥r(shí)，酸性單體的電離率增高、酸蝕性增強(qiáng)；乙醇既能溶解親水單體也能溶解疏水單體，并且可以通過揮發(fā)帶走多余水分。當(dāng)二者之間的比例發(fā)生改變時(shí)，自酸蝕粘接劑的粘接效果受到影響。當(dāng)溶劑中乙醇與水含量不同時(shí)(分別為僅含乙醇、質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比為7∶1、3∶1和1∶1，以及僅含水)，各組混合層形成的樹脂突形態(tài)、粘接強(qiáng)度、粘接失效的模式均不相同。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，后4組混合層內(nèi)形成的樹脂突呈錐形或圓柱形，而僅含乙醇組形成的樹脂突形態(tài)不規(guī)則[4]。另外，含水量較高的實(shí)驗(yàn)組在6個(gè)月內(nèi)的粘接強(qiáng)度較高；但由于含水量增加，乙醇與水形成的混合物蒸汽壓降低[5]，導(dǎo)致部分水分殘留，加速混合層水解[6]，因此在12個(gè)月后各組粘接強(qiáng)度之間沒有顯著差異[7],說明乙醇與水的比例在一定時(shí)間內(nèi)影響粘接強(qiáng)度,但對(duì)結(jié)合模式不產(chǎn)生影響。

1.2 底涂劑組成成分對(duì)粘接強(qiáng)度的影響

自酸蝕粘接中底涂劑中的酸性粘接單體可與羥基磷灰石(Hydroxyapatite, HAp)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)改善底涂劑與牙體硬組織的粘接強(qiáng)度。因此，具有代表性的酸性粘接單體10-甲基丙烯酰氧基磷酸二氫鈣(10-methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate,MDP)得到廣泛應(yīng)用。在“一步法”自酸蝕粘接中MDP與HAp通過穩(wěn)定的化學(xué)鍵結(jié)合,形成有機(jī)-無機(jī)納米結(jié)構(gòu)，納米層的厚度隨著底涂劑中MDP濃度的升高而增加。此納米結(jié)構(gòu)能夠顯著提高拉伸粘接強(qiáng)度(tensile bond strength, TBS)、粘接耐久性，并具有達(dá)到改善修復(fù)體的邊緣密合性以及防止混合層降解的作用[8-9]。

但是當(dāng)MDP被加入含有2-羥乙基甲基丙烯酸乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)的“一步法”自酸蝕粘接中時(shí)，所形成的納米結(jié)構(gòu)明顯變薄甚至消失。HEMA是一種可以提高粘接劑潤濕性、增強(qiáng)基質(zhì)滲透性、防止粘接劑相分離的極性單體[10]。含有8% HEMA加入MDP底涂劑中作用于HAp后，無論采用X-ray或核磁共振檢測，在HAp表面都未能發(fā)現(xiàn)納米層的存在，即同時(shí)含有HEMA、MDP 的“一步法”自酸蝕粘接劑在樹脂-牙本質(zhì)之間很難形成納米層[11-12]。因此，在樹脂-牙本質(zhì)之間形成穩(wěn)定的納米層的前提下如何保證底涂劑的潤濕性仍需進(jìn)一步研究。

在MDP底涂劑加入無定型磷酸鈣納米粒子(amorphous calcium phosphate,ACP)后，二者間可發(fā)揮協(xié)同作用，增強(qiáng)牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度。ACP與MDP在乙醇溶液中以Ca∶MDP物質(zhì)的量的比為0.12∶1相互作用時(shí)，ACP納米顆粒逐漸形成串珠狀、樹枝狀結(jié)構(gòu)最終形成間距恒定的排列緊密的納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即形成ACP-MDP懸浮液。經(jīng)此懸浮液處理后的牙本質(zhì)表面覆蓋了一層性質(zhì)穩(wěn)定、與牙本質(zhì)彈性模量相似的ACP-MDP復(fù)合物。復(fù)合物與牙本質(zhì)之間形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，明顯提高了牙本質(zhì)微拉伸粘接強(qiáng)度(micro-tesnisl bond strengths, MTBS)。另外，對(duì)于牙釉質(zhì)而言，經(jīng)MDP溶液處理后粘接強(qiáng)度明顯提高是因?yàn)槠浔砻骁栉蹖颖蝗芙?，形成可被沖洗掉的水溶性鈣鹽[13]。對(duì)于牙本質(zhì)，單純用MDP溶液對(duì)其表面進(jìn)行處理只能形成非水溶性鈣鹽，不能徹底除去玷污層。而用ACP-MDP懸浮液處理過的牙本質(zhì)表面能夠形成水溶性鈣鹽、溶解玷污層，提高粘接劑與牙本質(zhì)的結(jié)合強(qiáng)度。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)證明自酸蝕的酸蝕劑對(duì)ACP-MDP無影響[14]。因此，使用ACP-MDP懸浮液對(duì)牙本質(zhì)表面進(jìn)行處理可提高修復(fù)體的粘接強(qiáng)度，提高修復(fù)體性能。

對(duì)于氧化鋯而言，采用含有MDP的底涂劑作用于牙本質(zhì)表面后粘接強(qiáng)度、耐久性并不理想。近年由于氧化鋯具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、良好的生物相容性、適宜的撓曲強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，其被廣泛應(yīng)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域[15]。但氧化鋯不含二氧化硅相，因此氫氟酸的酸蝕效果不佳。人們希望應(yīng)用底涂劑以提高其粘接強(qiáng)度，Panavia F是目前常用的牙本質(zhì)粘接劑之一，其中的底涂劑、粘接劑中都含有MDP，這導(dǎo)致MDP過飽和，反而不利于MDP與HAp之間形成化學(xué)鍵，并且使Panavia F粘稠度過高、潤濕性降低，從而導(dǎo)致粘接強(qiáng)度降低、粘接失敗率增高[16-17]。

1.3 控制唾液污染對(duì)粘接強(qiáng)度的影響

若牙本質(zhì)在使用底涂劑前后受到唾液污染，其粘接強(qiáng)度會(huì)顯著降低。因此，控制唾液等污染成為臨床所面臨的挑戰(zhàn)之一[18]。隨著橡皮障的應(yīng)用，牙本質(zhì)受到污染的情況有所改善，但對(duì)于兒童、殘疾患者等仍需要采取進(jìn)一步措施解決這一問題。研究發(fā)現(xiàn)，利用水不敏感底涂劑(moisture-insensitive primers, MIPS)的耐水性可有效解決這一問題。由于MIPS包括雙酚A二縮水甘油醚二甲基丙烯酸酯和由衣康酸和丙烯酸形成的共聚物，并且溶于乙醇等親水性的溶液，因此MIPS具有極強(qiáng)的耐水性。當(dāng)在唾液污染的牙本質(zhì)或底涂劑表面使用MIPS再處理后，該牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度與不受唾液污染的牙本質(zhì)基本相當(dāng)，進(jìn)而避免進(jìn)行重新酸蝕的過程，簡化了臨床操作過程[19-20]。

2 提高粘接耐久性

2.1 抗菌作用

齲病是導(dǎo)致牙體缺損的重要病因之一，因齲壞而致牙體缺損的患牙在修復(fù)過程中需要去除相應(yīng)的齲壞組織，但近年順應(yīng)微創(chuàng)理念的發(fā)展，受齲壞影響的周圍牙體組織應(yīng)盡量保留[21]，這也導(dǎo)致許多細(xì)菌殘留在剩余牙體組織中。抗菌材料得到了進(jìn)一步的發(fā)展，而具有抗菌作用的底涂劑能夠大幅度減少甚至消除殘留細(xì)菌，因此日益受到重視。

具有良好生物相容性的季銨鹽，單體銀(Ag)作為抗菌劑在口腔材料中廣泛應(yīng)用。當(dāng)帶正電荷的季銨鹽與帶負(fù)電荷的細(xì)菌細(xì)胞膜表面相接觸時(shí)，細(xì)胞膜電平衡受到干擾，細(xì)菌在內(nèi)外滲透壓作用下破裂死亡[22]。Ag具有良好的生物相容性，當(dāng)其存在于生物體內(nèi)時(shí)，Ag+可以緩釋的形式逐步釋放，與細(xì)菌DNA復(fù)制相關(guān)的酶結(jié)合，影響DNA復(fù)制，進(jìn)而達(dá)到長期抗菌的作用[23]。二者加入底涂劑中能夠賦予底涂劑強(qiáng)大的抗菌能力。有實(shí)驗(yàn)將含季銨鹽二甲基丙烯酸酯(quaternary ammonium dimethacrylate, QADM)、納米銀(nanoparticles of silver, NAg)以及QADM+NAg底涂劑作用于浸泡過變形鏈球菌的牙本質(zhì)塊以評(píng)價(jià)各組底涂劑抗菌能力。經(jīng)提取剩余細(xì)菌并觀察集落形成單位后發(fā)現(xiàn)，三組底涂劑都有抑菌的能力，其中QADM+NAg抑菌效果最好，QADM與NAg之間存在協(xié)同作用，并且當(dāng)NAg含量提高時(shí)，單組分、雙組分底涂劑抑菌效果都相應(yīng)提高，證實(shí)NAg的抑菌能力與其濃度呈正相關(guān)。另外通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，三組底涂劑在牙本質(zhì)表面都可形成形態(tài)良好的混合層，即QADM+Nag有利于底涂劑與牙本質(zhì)的結(jié)合。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)在一段時(shí)間內(nèi)光固化后的QADM+NAg底涂劑對(duì)殘留細(xì)菌以及因微滲漏入侵的細(xì)菌仍然具有持續(xù)的抗菌作用，因此含雙組份的底涂劑既發(fā)揮了窩洞消毒劑的作用，又發(fā)揮了維持抗菌效果的作用[24-25]。

在底涂劑中加入另外一種季銨鹽——甲基丙烯酸二甲氨基異丙酯(dimethylaminododecyl methacrylate, DMAADM)同樣也能提高底涂劑的抑菌作用。相對(duì)于QADM而言，DMAADM抗菌效果更加明顯，并且殺菌能力隨著DMAADM濃度的增加明顯提高。研究表明只有在碳鏈足夠長的情況下，季銨鹽才可以發(fā)揮殺菌作用，并且殺菌效果隨著碳鏈的長度增加而增加，DMAADM碳鏈長度較QADM更長，因此DMAADM殺菌效果更明顯[26]。因此，在底涂劑中引入季銨鹽有利于提高底涂劑的殺菌作用、防止繼發(fā)齲的形成，進(jìn)而提高粘接修復(fù)體的耐久性。

2.2 抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的活性

牙本質(zhì)粘接的耐久性與粘接界面混合層的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)致密的混合層在口腔環(huán)境中不易發(fā)生降解、破壞[27]。部分膠原纖維由于脫礦和去纖維化而暴露膠原基質(zhì)，同時(shí)因齲壞造成的酸性環(huán)境以及底涂劑、粘接劑中的酸性成分會(huì)激活牙本質(zhì)中固有的基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMP)[28]。在MMP的長期作用下，暴露的膠原纖維降解，混合層被破壞，進(jìn)而影響粘接劑與牙齒之間的結(jié)合強(qiáng)度，降低粘接的耐久性[29]。因此，研究者嘗試在底涂劑中加入MMP抑制劑巴馬司他以避免激活MMP。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含有巴馬司他的底涂劑可明顯抑制MMP活性，并且在混合層中樹脂突的數(shù)量明顯增加。這是由于巴馬司他與MMP存在競爭性結(jié)合位點(diǎn)，MMP被不可逆的抑制，使底涂劑與膠原纖維緊密結(jié)合的同時(shí)，增強(qiáng)底涂劑的潤濕性；與此同時(shí)，暴露的膠原基質(zhì)受到保護(hù)，有利于粘接劑充分接觸膠原基質(zhì)，提高粘接強(qiáng)度和粘接耐久性[30]。另一種MMP抑制劑唑來膦酸鹽也可與MMP以及半胱氨酸組織蛋白酶產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合[31]，進(jìn)而對(duì)MMP產(chǎn)生抑制作用。另外，在不影響MTBS的前提下，底涂劑中的唑來膦酸鹽可與管狀牙本質(zhì)中的礦物質(zhì)結(jié)合并堵塞牙本質(zhì)小管，進(jìn)而降低納米滲漏的情況[32]，進(jìn)一步提高粘接耐久性。

綜上所述，牙本質(zhì)底涂劑在提高牙本質(zhì)粘接性能方面具有重要作用，如提高粘接劑對(duì)牙本質(zhì)的粘接作用；具有抑菌作用，降低了修復(fù)后繼發(fā)齲產(chǎn)生的可能性；當(dāng)牙本質(zhì)底涂劑中加入MMP抑制劑后，減少混合層的降解，有利于提高粘接劑的耐久性。所以擁有多種功效的底涂劑成為目前的研究方向。但底涂劑中多種成分共同存在，會(huì)相互影響各自發(fā)揮的作用[32]，并且在臨床操作中同時(shí)應(yīng)用的其他制劑也可能影響自酸蝕底涂劑提高粘接強(qiáng)度[33]。另外，伴隨著牙本質(zhì)脫礦，自酸蝕底涂劑中的酸性單體逐漸滲入并存留在牙本質(zhì)內(nèi)部持續(xù)發(fā)揮作用，甚至刺激牙髓導(dǎo)致牙髓暫時(shí)炎性改變[34-35]。同時(shí)，底涂劑中某些成分會(huì)滲入牙髓腔內(nèi)，與牙髓干細(xì)胞接觸后抑制細(xì)胞生長，甚至發(fā)生細(xì)胞凋亡[36]。因此還需對(duì)底涂劑的影響進(jìn)行更加深入的研究，在簡化臨床操作的同時(shí)，平衡各成分之間影響，降低對(duì)外界因素的敏感性，使底涂劑最大限度提高粘接質(zhì)量的長期穩(wěn)定性。隨著未來相關(guān)研究的不斷深入，會(huì)有功能更多、效能更優(yōu)、操作更簡便的底涂劑被應(yīng)用于臨床，發(fā)揮更大的作用。