Constic自粘接流動樹脂撓曲強度及壓縮強度的檢測

劉永紅 劉振麗 王世霞 張志勇

Constic 自粘接流動樹脂是一種即酸蝕、粘接、充填于一體的新型三合一流動樹脂，其無機填料含量達到重量百分比的65%，成分中含有鋇基玻璃離子，X 線阻射，有良好的流動性，具有一定強度，生物安全性好。牙齒和充填材料在咀嚼過程中常受到一種復(fù)雜的機械應(yīng)力，即一種包括張力、剪切力、壓力和扭力的綜合性應(yīng)力[1]。充填材料在應(yīng)力作用下產(chǎn)生壓縮應(yīng)變、撓曲應(yīng)變等，導(dǎo)致材料斷裂，這是充填失敗的主要原因[2]。而與材料斷裂相關(guān)的一些機械性能，常用撓曲強度、壓縮強度來評價[3]。本研究通過體外實驗方法，比較Constic 自粘接流動樹脂與臨床中常用的FiltekTMSupreme Ultra 樹脂及Spectrum TPH3樹脂三種材料間撓曲強度和壓縮強度，觀察材料的優(yōu)劣性，為Constic 樹脂的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

資料和方法

1.材料和儀器

Constic 自粘接流動樹脂（DMG 公司，德國）；FiltekTMSupreme Ultra 流動樹脂（3M 公司，美國）；Spectrum TPH3 復(fù)合樹脂（Dentsply 公司，美國）；電子式萬能試驗機（深圳萬測試驗設(shè)備有限公司）。

2.實驗方法

（1）撓曲強度：①制備模具：制備不銹鋼模具，模具的中空部分為長25mm、寬2mm、高2mm 的長方體。②分組：A 組：Constic 自粘接流動樹脂；B 組：FiltekTMSupreme Ultra 流 動 樹 脂；C 組：Spectrum TPH3 復(fù)合樹脂。③制備試件：在模具的內(nèi)表面及蓋玻片的一個面均勻涂布薄層分離劑，待分離劑自然風(fēng)干后將三種樹脂材料填入模具內(nèi)，使模具內(nèi)充滿材料并稍有富余，充填完成后在模具上面覆蓋一張蓋玻片，輕輕按壓蓋玻片將多余的樹脂材料排出模具外，并保證試件上下表面水平，使蓋玻片涂有分離劑的一面與樹脂材料相接觸。用光固化燈對其光照固化，每個區(qū)域照射20s 后取下試件，用600 鉬的砂紙去除多余的樹脂飛邊。制作完成后的試件應(yīng)避免一切表面磨損和撞擊。每種樹脂制作10 個試件。④撓曲強度的測試：將制備好的試件在37℃生理鹽水中恒溫水浴24h。用游標卡尺精確測量每一個撓曲強度試件的個別寬度和高度，精確到0.02mm。將待測試件的兩端固定在電子式萬能試驗機的夾具上，兩支點間的長度為20mm，使用半徑為2mm 的彎曲壓頭、1MPa 的預(yù)載及1mm/min 的加載速度對材料進行垂直加壓，記錄試件斷裂時的最大加荷值。撓曲強度值：δ=3FL/2BH2[F：最大加荷值（N），L：兩支點間的距離（mm），B：試件寬度（mm），H：試件高度（mm）]。

（2）壓縮強度：①制備模具：用聚四氟乙烯制備內(nèi)徑4mm、高6mm 的中空圓柱體模具，使之兩端相通。②分組：A 組：Constic 自粘接流動樹脂；B 組：FiltekTMSupreme Ultra 流 動 樹 脂；C 組：Spectrum TPH3 復(fù)合樹脂。③制備試件：在模具的內(nèi)表面及蓋玻片的一個面均勻涂布薄層分離劑，待分離劑自然風(fēng)干后將一張蓋玻片放置于模具底部，使蓋玻片上涂布分離劑的一面與樹脂材料相接觸。將三種樹脂材料分別填入模具內(nèi)，使模具內(nèi)充滿樹脂材料并稍有富余，充填完成后在模具上覆蓋另一張蓋玻片，輕輕按壓蓋玻片將多余的樹脂材料排出模具外，并保證試件上下表面平整。用光固化燈在模具的上下兩面分別光照20s 后，從模具中取出試件，用600 鉬的砂紙去除多余的樹脂飛邊。制作完成后的試件應(yīng)避免一切表面磨損和撞擊。每種樹脂制作10 個試件。④壓縮強度檢測：將制備好的試件在37℃生理鹽水中恒溫水浴24h 后，用游標卡尺精確測量每一個試件的個別直徑，精確到0.02mm，在電子式萬能試驗機上采用5N 的預(yù)載、1mm/min 的加載速度對試件進行垂直加壓，記錄試件發(fā)生斷裂時的最大加荷值。壓縮強度P＝F/S[P：抗壓強度（Mpa），F(xiàn)：試件斷裂時的最大加荷值（N），S：圓柱體試件的面積（mm2）]。

3.數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

使用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，本實驗中數(shù)據(jù)均為計量資料，且滿足正態(tài)性及方差齊性，故統(tǒng)計描述使用（±S），組間比較使用方差分析，進一步兩兩比較使用SNK 法檢驗，檢驗水準為α＝0.05（雙側(cè)），P＜0.05 有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

單因素方差分析結(jié)果顯示，A 組的撓曲強度值與B 組及C 組相近，三組間無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）；三種材料的壓縮強度比較有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05），兩兩比較的結(jié)果顯示，A 組材料壓縮強度顯著小于B 組和C 組（P＜0.05），而B、C 兩組間的壓縮強度比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），見表1。

表1 3 種材料撓曲強度及壓縮強度測試結(jié)果

討 論

Constic 自粘接流動樹脂打破了傳統(tǒng)的酸蝕劑、粘接劑加復(fù)合樹脂的充填方式，有效地將粘接劑成分融入到了流動樹脂中，不需要使用酸蝕劑及粘接劑，減少了操作流程，節(jié)約其操作時間。同時，Constic自粘接流動樹脂還具有傳統(tǒng)流動樹脂的優(yōu)點，有較好的低粘性及窩洞適應(yīng)性[4～6]。自粘接流動樹脂集粘接與修復(fù)材料于一體，將修復(fù)技術(shù)帶到了一個新的領(lǐng)域。

撓曲強度反映的是材料承受復(fù)雜應(yīng)力時耐彎曲的程度。有學(xué)者對樹脂充填窩洞的臨床病例進行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)充填材料折斷現(xiàn)象逐漸有增加的趨勢[9]，而撓曲強度是用來評價與斷裂相關(guān)的機械性能[10]，是指樹脂材料在靜態(tài)載荷下發(fā)生斷裂時所能承受的最大力值[11]。樹脂材料的撓曲強度值越高，越能抵抗口腔內(nèi)的復(fù)雜應(yīng)力，也就能夠避免充填后折裂現(xiàn)象的發(fā)生，能最大程度的提高修復(fù)成功率。

測試撓曲強度在制備試件時，表面有裂紋、氣泡等缺陷也會使材料本身的數(shù)值發(fā)生改變，與其真實值之間產(chǎn)生較大的差異，從而會影響實驗結(jié)果[12]。因此，我們在制備過程中，應(yīng)認真仔細地按照統(tǒng)一標準進行制備，盡量避免氣泡等缺陷的產(chǎn)生，制作完成后避免對試件表面的磨損，減少因人為因素產(chǎn)生的實驗誤差，盡可能使得測量結(jié)果真實有效。

我國醫(yī)藥行業(yè)標準規(guī)定，用于口腔齲損充填的聚合物材料其撓曲強度應(yīng)不低于80Mpa，本實驗中測得的Constic 自粘接流動樹脂的撓曲強度值最小為101.09±18.18Mpa，已遠遠超過這一標準，符合臨床對樹脂材料撓曲強度的要求，且與臨床常用的兩種樹脂比較，組間無統(tǒng)計學(xué)差異，可知Constic 樹脂具有一定的抗折裂能力，用于齲洞充填后在口腔內(nèi)行使功能時，能夠抵抗咀嚼時產(chǎn)生的復(fù)雜應(yīng)力。

壓縮強度是材料在抵抗同軸方向相反的應(yīng)力作用下不產(chǎn)生永久破裂的能力，是評價樹脂材料本身承載能力的重要指標[13]。壓縮強度能夠充分地模擬材料在咀嚼功能下所承受的牙合力，是反應(yīng)材料機械性能的又一指標[14]。在咀嚼食物時，后牙的牙合面會受到各種復(fù)雜應(yīng)力的作用，在這些力中咀嚼壓力是不容忽視的一種應(yīng)力，若充填材料的壓縮強度較差，在承受咀嚼壓力時，則容易因咀嚼力過大而發(fā)生損壞從而導(dǎo)致充填治療的失敗[15]。

樹脂材料壓縮強度的大小與樹脂基質(zhì)及無機填料的含量、種類及體積等因素有很大的關(guān)系，無機填料能增加材料的強度和韌性，因此在適宜范圍內(nèi)樹脂中添加的無機填料的含量越高，其壓縮強度越大，越能承受較大的咀嚼壓力，但樹脂的流動性將越差[16]。本實驗中Constic 樹脂無機填料的含量達到重量百分比的65%和體積百分比的38%；FiltekTMSupreme Ultra 樹脂中無機填料的含量達到重量百分比的65%和體積百分比的46%，而Spectrum TPH3 復(fù)合樹脂無機填料的含量達到重量百分比77.5%和體積百分比的57.1%，因此Constic 樹脂的壓縮強度值低于其它兩種樹脂。

Constic 自粘接流動樹脂使用前毛刷涂布洞壁25s，比酸蝕劑及粘接劑停留時間短，省略了磷酸酸蝕、沖洗及干燥的步驟，應(yīng)用簡便，可以直接充填，從而大大縮短了操作時間，同時也減少了酸蝕過程中唾液污染牙面的機會，因此對于特殊人群Constic 自粘接流動樹脂相較于傳統(tǒng)樹脂更適合作為充填材料修補牙體缺損。