窩洞消毒劑對牙本質(zhì)-樹脂黏接強度的影響

王慶花,段春紅,(山西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔內(nèi)科,太原 03000;山西醫(yī)科大學(xué)附屬人民醫(yī)院口腔內(nèi)科;通訊作者,E-mail:chduan07@63.com)

牙體缺損是口腔科常見病,臨床上對于范圍較小的缺損,一般采用樹脂充填的方法。窩洞在充填修復(fù)前,為殺滅洞壁上可能殘留的微生物,防止發(fā)生繼發(fā)齲和牙髓炎,需對洞壁進行消毒[1]。臨床上常用的消毒方法是化學(xué)消毒法,即用化學(xué)制劑對窩洞表面進行處理以達到殺菌效果,多項研究證實[2,3],各種消毒劑在發(fā)揮殺菌作用的同時可能對牙本質(zhì)表面的理化性能產(chǎn)生影響,從而影響樹脂的黏接效果。因此,如何在保證消毒的同時獲得高質(zhì)量的黏接效果一直是口腔醫(yī)生關(guān)注的問題。本研究旨在探討不同窩洞消毒劑對牙本質(zhì)-樹脂黏接強度的影響,為臨床治療提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與設(shè)備

1.1.1 實驗用離體牙 選擇30顆新近拔除的無齲第三磨牙(所有拔牙患者均已告知離體牙將用于實驗研究并獲得患者本人知情同意),刮除其表面牙周組織及牙石,在4 ℃、1%氯亞明溶液中保存,1個月內(nèi)使用。

1.1.2 實驗材料與設(shè)備 3M Single Bond Universal(3M ESPE,美國);FiltekTM Z250樹脂(3M,美國);75%乙醇(太原市清徐康久醫(yī)藥);19%EDTA(META BIOMED,韓國);2%CHX(DISINEER,山東消博士);1%NaClO(DISINEER,山東消博士);萬能測試儀(英斯特朗,美國);光固化燈(LED-B,啄木鳥);低速切割機(MTI公司,美國);體視顯微鏡(Nikon SMZ1000,日本);掃描電子顯微鏡(蔡司EVO18,德國);金屬自制微剪切夾具。

1.2 實驗方法

1.2.1 牙本質(zhì)平面試樣的制備 選擇30顆新鮮拔除的第三磨牙,用細金剛砂車針打磨去除釉質(zhì),初步暴露中部牙本質(zhì),再用粒度600目碳化硅水紗紙磨平牙本質(zhì)表面,蒸餾水下沖洗30 s,形成牙本質(zhì)平面試樣30例,隨機分為5組(n=6):蒸餾水組(對照組)、氯己定組(2%CHX)、乙醇組(75%乙醇)、次氯酸鈉組(1%NaClO)、EDTA組(19%EDTA),分別處理牙本質(zhì)表面1 min,每組4例用于微剪切黏接強度測試,每組其余2例用于掃描電鏡觀察牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)。

1.2.2 微剪切黏接強度試樣的制備 根據(jù)所用黏接劑的說明書,用小毛刷將黏接劑涂布于待黏接面,氣槍輕吹5 s,光固化10 s,將Z250復(fù)合樹脂以斜分層的方式堆塑于黏接面上,每層1-2 mm,每層光固化20 s,樹脂塊高約4 mm,制成20例牙本質(zhì)-黏接劑-樹脂試樣,將試樣保存于37 ℃的恒溫箱中備用。在24 h內(nèi)取出試樣,使用慢速鋸在水冷卻下垂直于黏接面的方向切割試樣,制作成截面1.0 mm×1.0 mm,長約8 mm的條形試樣共75個(n=15),留作微剪切黏接強度實驗用。

1.2.3 微剪切黏接強度實驗 用游標卡尺精確測量黏接處的長度a(mm)和寬度b(mm),計算黏接處的實際面積ab(mm2)。用自制夾具將條形試樣固定于萬能測試儀上(見圖1),啟動測試儀,設(shè)定加載速度0.5 mm/min后持續(xù)加力直至試樣斷裂,計算機實時記錄斷裂過程的載荷位移變化(見圖2),根據(jù)試樣斷裂的即刻剪切力值,計算黏接強度:微剪切黏接強度(MPa)=剪切力(N)/黏接面積(mm2),測試精度為0.01 MPa。

圖1 黏接強度測試模型圖Figure 1 Bond strength test model diagram

1.3 斷裂類型分析

體視顯微鏡下觀察并記錄試樣斷裂破壞類型,分為牙本質(zhì)內(nèi)聚破壞、樹脂內(nèi)聚破壞、黏接界面破壞及混合破壞4種。

1.4 掃描電鏡觀察

將每組余留的經(jīng)處理后的2個牙本質(zhì)平面試樣分別使用2%戊二醛浸泡,4%冰箱內(nèi)固定24 h,自然干燥后黏臺、表面噴金,掃描電子顯微鏡觀察各組牙本質(zhì)表面結(jié)構(gòu)并拍攝圖像。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS22.0統(tǒng)計軟件對所測得的微剪切強度值進行統(tǒng)計學(xué)分析,計算均數(shù)±標準差。采用單因素方差分析檢驗各組試樣微剪切強度值間的差異,并用最小顯著差異法(LSD)進行兩兩組間比較,檢驗水準為雙側(cè)α=0.05。斷裂類型分布的比較采用Fisher確切概率法,檢驗水準為雙側(cè)α=0.05,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 微剪切黏接強度測試結(jié)果

單因素方差分析結(jié)果表明消毒劑對牙本質(zhì)-樹脂的黏接強度有影響(F=5.650,P=0.001,見表1);與對照組比較,EDTA組微剪切黏接強度值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000),NaClO組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.011),CHX組和乙醇組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);EDTA組和NaClO組微剪切黏接強度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),乙醇組和CHX組微剪切黏接強度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

2.2 斷裂類型觀察結(jié)果

斷裂類型以混合破壞為主,占71%,牙本質(zhì)或復(fù)合樹脂破壞即內(nèi)聚斷裂占20%,黏接界面破壞占9%,斷裂類型的組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.632,見表2)。體視顯微鏡觀察結(jié)果見圖3。

表1 五組微剪切黏接強度Table 1 Micro-shear bond strength in five

與對照組比較,*P<0.05,**P<0.01

表2 五組斷裂類型 (n=15)Table 2 Fracture modes in five groups (n=15)

2.3 掃描電鏡觀察結(jié)果

對照組牙本質(zhì)表面覆蓋明顯玷污層,牙本質(zhì)小管不可見;CHX組玷污層變薄,但很少見牙本質(zhì)小管開放;乙醇組玷污層粗糙不規(guī)則,僅見牙本質(zhì)小管部分開放;NaClO組玷污層明顯變薄,牙本質(zhì)小管大部分開放,管周牙本質(zhì)部分脫礦;EDTA組無玷污層,牙本質(zhì)小管為開放狀態(tài),大部分管周牙本質(zhì)脫礦(見圖4)。

3 討論

自酸蝕黏接技術(shù)是臨床上廣泛應(yīng)用的牙本質(zhì)-樹脂黏接技術(shù),它的酸性功能一方面使牙本質(zhì)脫礦,與溶解牙本質(zhì)基質(zhì)中的鈣形成化學(xué)結(jié)合,另一方面通過溶解牙本質(zhì)表面的部分玷污層使其改性,利于黏接劑的滲透,與保留的玷污層及膠原纖維形成混合層及樹脂突,提供微機械固位[4]。因此,有效的牙本質(zhì)-樹脂黏接依賴于玷污層的處理以及混合層和樹脂突的形成,玷污層的厚度、牙本質(zhì)小管的開放程度及管周牙本質(zhì)的脫礦程度均是影響?zhàn)そ拥闹匾蛩亍８C洞消毒劑作為一種化學(xué)制劑,可通過改變牙本質(zhì)表面的結(jié)構(gòu)而影響?zhàn)そ恿Α?/p>

微剪切實驗是評價材料黏接性能的有效方法,操作簡便易行,接近臨床口腔內(nèi)的情況,可以測試很小面積的黏接強度,具有獨特的優(yōu)越性,而且在微剪切實驗中應(yīng)力集中于黏接界面,而非牙本質(zhì)或充填材料,更有利于研究材料間的黏接機制[5,6],因此本研究選擇微剪切實驗作為研究方法。此外,本實驗選用蒸餾水作為對照組,掃描電鏡可見牙本質(zhì)表面覆蓋明顯玷污層,完全看不清牙本質(zhì)小管,說明其對牙本質(zhì)的結(jié)構(gòu)和成分無明顯影響,微剪切實驗中也只獲得較低的黏接強度(26.78±7.81)MPa,與其他研究結(jié)果相似[7,8],說明本實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠,蒸餾水可以作為對照組。

3.1 EDTA對黏接強度的影響

本研究結(jié)果顯示,19% EDTA處理后,玷污層完全去除,大部分牙本質(zhì)小管開放和管周牙本質(zhì)脫礦,黏接強度顯著提高,這一結(jié)果與Mohammed等[9]的結(jié)論一致,他們用19%EDTA處理牙本質(zhì)表面20 s,分別涂布自酸蝕黏接劑(Adper Easy One)和全酸蝕黏接劑(Prime&Bond2.1),剪切測試結(jié)果均顯示EDTA組的黏接強度值是未處理組的1.5倍。Luque-Martinez等[10]使用17%EDTA處理硬化性牙本質(zhì)表面2 min,微拉伸測試也得到了相似的結(jié)論。已有學(xué)者推測,EDTA使黏接強度增加的原因是:雖然EDTA可使管周牙本質(zhì)脫礦,化學(xué)結(jié)合位點減少,但EDTA具有酸性特性,且可作為一種鈣離子螯合劑,與羥基磷灰石中的Ca2+螯合,形成可溶性絡(luò)合物,使牙本質(zhì)表面玷污層脫礦,牙本質(zhì)小管開放,暴露更多的新鮮膠原纖維,利于黏接劑的滲入,形成高質(zhì)量的混合層和樹脂突,顯著增加微機械固位,從而提高黏接強度[11]。

也有研究發(fā)現(xiàn),EDTA處理牙本質(zhì)表面后,黏接強度沒有變化甚至降低。田福聰?shù)萚12]利用17% EDTA分別處理牙本質(zhì)表面10 s、40 s、10 min后發(fā)現(xiàn),微拉伸強度沒有明顯變化。Mazzitelli等[13]用0.1 mol EDTA作用牙本質(zhì)表面60 s后,微拉伸結(jié)果顯示黏接強度降低。分析與本研究結(jié)果不同的原因可能與EDTA的濃度、作用時間、黏接劑及樹脂等不同有關(guān)。關(guān)于濃度和作用時間對黏接強度的影響,研究結(jié)論也存在爭議。曹白雨等[14]分別使用10%、15%、20% EDTA處理硬化性牙本質(zhì)60 s,并用Easy One黏接樹脂,冷熱循環(huán)5 000次后發(fā)現(xiàn),EDTA的濃度越大,樹脂與硬化牙本質(zhì)的結(jié)合越緊密,黏接強度越高。Calt等[15]的研究提示,當17%EDTA作用時間超過1 min時,會對牙本質(zhì)有一定的侵蝕性,使其過度脫礦,引起膠原網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)塌陷而妨礙黏接劑的滲透,降低微機械結(jié)合;他們認為EDTA作用牙本質(zhì)表面的時間應(yīng)該控制在1 min內(nèi)。本研究設(shè)定19% EDTA,作用時間1 min,與臨床條件更接近。

3.2 NaClO對黏接強度的影響

本研究結(jié)果顯示,1% NaClO使玷污層明顯變薄,牙本質(zhì)小管大部分開放,管周牙本質(zhì)部分脫礦,微剪切強度值也顯著高于對照組,這與Cecchin等[16]的研究結(jié)論一致,他們用1%NaOCl處理牙本質(zhì)表面,微拉伸測試結(jié)果顯示黏接強度顯著提高。原因可能是,NaClO作為一種非特異性脫蛋白劑,可以促進牙本質(zhì)的有機相溶解,使玷污層變薄,利于樹脂單體的滲透,增加微機械結(jié)合。而王月等[17]使用2.50%與5.25%NaClO分別處理牙本質(zhì)20 min后發(fā)現(xiàn),微拉伸強度均降低,與我們的結(jié)果相反,原因可能是他們所使用的NaClO濃度和作用時間遠大于本研究中的,而且使用的黏接劑和樹脂也不同。Talita等[18]的研究顯示,NaClO濃度和作用時間的提高會增加牙本質(zhì)成分的改變,造成牙體組織損傷,而低濃度NaClO(如1%)可促進有機物的溶解以及防止對牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)造成明顯損害。因此本研究中設(shè)定NaClO濃度為1%,作用時間為60 s,與臨床窩洞消毒條件更為接近。

3.3 CHX對黏接強度的影響

在本研究中,2%CHX作用牙本質(zhì)表面后玷污層變薄,但很少見牙本質(zhì)小管開放,微剪切強度沒有變化。Mobarak等[19]的研究也證實了這一點,他們分別用2%和5%CHX處理牙本質(zhì)表面,涂布自酸蝕黏接劑(Clearfil SE Bond)后充填樹脂,微剪切結(jié)果顯示黏接強度沒有變化,提示CHX作用牙本質(zhì)表面后對混合層和樹脂突的形成影響不大,不能提高微機械固位。而關(guān)于基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的研究顯示CHX處理牙本質(zhì)表面后可以提高黏接強度,提出CHX通過抑制MMPs的活性維持牙本質(zhì)-樹脂黏接的長期穩(wěn)定性[20]。MMPs是一種降解細胞外基質(zhì)的鈣鋅離子依賴性蛋白酶,存在于礦化的牙本質(zhì)中,在黏接中可能被致齲菌釋放的弱酸及黏接系統(tǒng)中的酸蝕劑激活,引起膠原纖維變性降解,混合層破壞,降低黏接強度。這與本研究結(jié)論不一致,本研究僅探討了CHX處理后牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化與即刻黏接強度的關(guān)系,并未進行遠期觀察。

3.4 乙醇對黏接強度的影響

本研究中使用75%乙醇處理牙本質(zhì)表面60 s后,可見粗糙不規(guī)則的玷污層,牙本質(zhì)小管開放不全,微剪切強度值與對照組無差異,提示75%乙醇處理后對牙本質(zhì)的理化性能沒有明顯影響。近年來,有關(guān)乙醇濕黏接技術(shù)的研究較多,學(xué)者們認為無水乙醇因其脫水作用可以置換出牙本質(zhì)基質(zhì)中的水分,降低黏接界面牙本質(zhì)的親水性,利于樹脂單體滲入膠原纖維網(wǎng),被廣泛應(yīng)用于黏接前的牙本質(zhì)處理,并獲得良好的黏接效果[21,22]。但在臨床中,無水乙醇因其滲透性強,牙髓刺激性大,需慎重使用。本研究選擇75%乙醇主要考慮其消毒作用和滲透性,測試結(jié)果對臨床有一定指導(dǎo)意義。

3.5 斷裂模式的分析

斷裂模式的分布也是評價黏接性能的重要指標。小面積黏接測試的斷裂模式更傾向于界面破壞,與臨床充填體的實際破壞方式較為相似,而且這種斷裂模式下所測得的黏接強度較真實,能準確反映牙本質(zhì)與樹脂間的黏接力,是一種理想的斷裂類型[23,24]。本研究得出,斷裂模式71%為混合破壞,為主要破壞方式,20%為牙本質(zhì)或復(fù)合樹脂破壞,即內(nèi)聚斷裂,9%為黏接界面破壞。據(jù)報道黏接強度與斷裂模式密切相關(guān)[25,26],隨黏接強度的增高,內(nèi)聚斷裂的比例增加,提示黏接效果較好。在本研究中,各組中斷裂模式的構(gòu)成比之間無差異,斷裂模式與微剪切強度值未體現(xiàn)明顯的相關(guān)性,原因可能是在制備試樣過程中,復(fù)合樹脂內(nèi)部形成氣泡或牙本質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生微小裂紋,這些缺陷結(jié)構(gòu)在受力時首先發(fā)生斷裂[27]。

綜上所述,四種窩洞消毒劑處理牙本質(zhì)表面1 min后,19%EDTA和1%NaClO使玷污層變薄,牙本質(zhì)小管大部分開放,管周牙本質(zhì)脫礦,可顯著提高牙本質(zhì)-樹脂的黏接強度,75%乙醇和2%CHX可使玷污層變薄,但牙本質(zhì)小管開放較少,對黏接強度沒有明顯影響。本研究只探討了消毒劑對牙本質(zhì)-樹脂即刻自酸蝕黏接強度的影響,窩洞消毒劑對黏接持久性的影響還需要進一步的研究。