10-MDP質(zhì)量分?jǐn)?shù)對氧化鋯與樹脂粘接強度的影響

陳文博，張曉，劉寶盈，姬洋，張杉

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 a.口腔修復(fù)科;b.口腔醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450052)

氧化鋯陶瓷已逐漸成為口腔修復(fù)治療的首選材料[1]，為達到滿意的臨床粘接效果，口腔醫(yī)生必須選擇合適的粘接系統(tǒng)[2]。目前市面上存在眾多含不同活性成分的氧化鋯粘接材料，其中對金屬氧化物陶瓷具有親和力的活性單體10-甲基丙烯酰氧癸二氫磷酸酯(10-methacryloxy dihydrogen phosphate，10-MDP)在眾多活性單體中脫穎而出[3-4]，成為一個研究熱點，并逐漸被添加至底涂劑、粘接劑、樹脂等材料中[5]。有文獻指出，在氧化鋯臨床粘接時使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%～10的10-MDP處理牙體表面可獲得最佳粘接效果[6]，但最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍不確定。本文旨在通過剪切強度這一指標(biāo)來研究底涂劑中10-MDP質(zhì)量分?jǐn)?shù)對氧化鋯與樹脂短期及長期粘接效果的影響，為臨床使用含10-MDP的底涂劑的配制提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器設(shè)備Y-TZP氧化鋯(愛迪特，中國)；超聲波清洗機(CDS-100，深圳市康得森電器有限公司)；Rely X Ultimate(3M，美國)；純10-MDP(蘇州科為化學(xué))；恒溫水浴箱(DK-8D，精宏實驗設(shè)備有限公司，上海)；冷熱循環(huán)機(NH03801，美國)；萬能材料試驗機(HY-0230，衡翼精密儀器有限公司，上海)。

1.2 試件制備及分組采用慢速打磨機制備規(guī)格為12 mm×10 mm×3 mm的Y-TZP氧化鋯標(biāo)準(zhǔn)試件144個，采用220、400、600目的碳化硅砂紙依次打磨試件粘接面，高溫?zé)Y(jié)自然冷卻至室溫。選用110 μm粒徑的氧化鋁顆粒在距離粘接面10 mm處以0.4 MPa壓強噴砂15 s，超聲清洗10 min后采用無油氣槍吹干備用。將144個標(biāo)準(zhǔn)試件隨機分為H組和L組，每組再隨機分為6個亞組，每個亞組含12個試件。

1.3 樹脂柱的制作截取直徑3 mm、高3 mm的聚乙烯管后，用3M Rely X Ultimate制作樹脂柱，從中選取144個無缺陷的樹脂柱，用220、400、600目的碳化硅砂紙依次打磨樹脂柱粘接面后，用酒精消毒備用。

1.4 底涂劑的配制用純10-MDP配制出6種含質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為0、3%、6%、9%、12%、15%的10-MDP的底涂劑，配制好后放置于4 ℃冰箱內(nèi)隔光保存。

1.5 試件粘接及老化處理用酒精清潔試件粘接面，吹干，用移液槍將10 μL含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)10-MDP的底涂劑滴至兩組的6個亞組試件粘接面上，1 min后在距離粘接面15 cm處用無油氣槍垂直于粘接面輕吹5 s并光照10 s。將帶4 mm內(nèi)徑圓孔的防水膠帶粘在底涂劑作用面的正中來控制粘接面積。在1 kg砝碼的壓力下將樹脂柱用樹脂水門汀固定于已粘膠帶的粘接面上，經(jīng)光固化機點照后去除多余粘接劑，而后使用光固化機充分光照固化，移除防水膠帶，粘接完成后將H組試件放置于37 ℃恒溫水浴箱中24 h，L組試件放置于冷熱循環(huán)機(5～55 ℃)循環(huán)5 000次。

1.6 粘接強度值測量將由恒溫水浴箱和冷熱循環(huán)機中取出的試件置于萬能材料試驗機上，加載頭盡可能貼近粘接界面，加載速度為0.5 mm·min-1，記錄破壞時的力值，即最大載荷力，根據(jù)公式P=F/S計算剪切強度值。

2 結(jié)果

2.1 各組試件剪切強度各組試件剪切強度見表1。

表1 兩組試件經(jīng)含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)10-MDP底涂劑處理后剪切強度

2.2 H組內(nèi)剪切強度比較對H組內(nèi)6個亞組行單因素方差分析，各亞組試件剪切強度差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=15.999，P<0.05)。兩兩比較結(jié)果顯示，不含10-MDP的試件剪切強度最小，含9% 10-MDP的試件剪切強度最大。

2.3 L組內(nèi)剪切強度比較對L組內(nèi)6個亞組行單因素方差分析，各亞組間剪切強度差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=16.511，P<0.05)。兩兩比較結(jié)果顯示，含15% 10-MDP的試件剪切強度最小，含9% 10-MDP的試件剪切強度最高。

2.4 H組與L組剪切強度比較相同10-MDP質(zhì)量分?jǐn)?shù)的H組和L組試件間經(jīng)兩獨立樣本t檢驗，L組試件剪切強度小于H組試件，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。

3 討論

單斜、四方、立方是氧化鋯陶瓷在不同條件下的3種不同狀態(tài)[7]，四方相是其最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，目前臨床上最常用的做法是添加三氧化二釔使其處于四方相結(jié)構(gòu)[8-9]，但此種方法得到的修復(fù)體的組織面不能通過原來的表面處理方法來取得令人滿意的臨床粘接效果。有文獻指出氧化鋯修復(fù)體組織面的標(biāo)準(zhǔn)處理方法為表面噴砂[9]，表面噴砂處理配合使用含10-MDP的粘接材料可取得滿意的氧化鋯粘接效果[10]，這可能與表面噴砂處理可以增加粘接面的粗糙度、含10-MDP的粘接材料可以加強粘接面的結(jié)合力有關(guān)。面對眾多的氧化鋯陶瓷粘接材料，樹脂水門汀因其良好的粘接效果以及邊緣密合性成為臨床上氧化鋯陶瓷粘接的首選材料，因此研究樹脂與氧化鋯陶瓷的粘接效果具有重要的臨床指導(dǎo)意義。氧化鋯與樹脂粘接界面的剪切強度值受到粘接界面面積、底涂劑的厚度等因素的影響，為了減少實驗結(jié)果的影響因素，本研究試件均使用直徑4 mm的防水膠帶和移液槍取10 μL底涂劑來控制粘接界面的面積及底涂劑的厚度。

關(guān)于本實驗底涂劑中10-MDP質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度的設(shè)置，Tian等[11]在使用10-MDP處理牙體組織表面時，認(rèn)為10-MDP的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大致為5%～10%，參考此數(shù)據(jù)，本研究將底涂劑中10-MDP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)置為0、3%、6%、9%、12%、15%，并在此范圍內(nèi)探討氧化鋯與樹脂之間取得最佳短期及長期粘接效果時，底涂劑中10-MDP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

常見口腔修復(fù)材料的老化方法有溶液浸泡法、冷熱循環(huán)法、應(yīng)力加載法、光學(xué)老化法等[12]，最常使用的人工老化方法為溶液浸泡法和冷熱循環(huán)法。本研究采用最常使用的冷熱循環(huán)法來模擬人工老化。有研究表明，10 000次的冷熱循環(huán)老化操作與在口內(nèi)行使1 a功能后老化程度相當(dāng)[13]。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Standardization Organization，ISO)規(guī)定，5 000次的冷熱循環(huán)模擬其行使6個月的功能是觀察長期粘接效果的循環(huán)次數(shù)下限[14]。人類的口腔環(huán)境是多變的，口腔內(nèi)溫度范圍可達0～60 ℃，且此變化是突變的、非持久的，而實驗室研究中采取的冷熱循環(huán)人工老化實驗的溫度變化范圍是5～55 ℃，且此溫度變化是漸變的，與人類實際口腔溫度的變化存在一定差異，這是本研究的局限性，采用水儲和冷熱循環(huán)不能真正模擬氧化鋯粘接后在口腔內(nèi)的老化。

本研究采用剪切強度值將材料的抗折強度直觀地量化為數(shù)值數(shù)據(jù)，通過剪切強度值來反映氧化鋯與樹脂之間的粘接效果。此方法簡單且易重復(fù)操作，實驗結(jié)果生成迅速且能準(zhǔn)確模擬臨床情況，但此方法也存在一定的局限性，如粘接界面的應(yīng)力分布不均勻，故實驗結(jié)果存在一定的誤差。

綜上所述，使用含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～15%的10-MDP的底涂劑處理時，氧化鋯與樹脂的粘接效果有差異，當(dāng)?shù)淄縿┲?0-MDP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%時氧化鋯與樹脂短期和長期粘接效果均最好，短期粘接效果好于長期。