3 種雙固化樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理的顏色穩(wěn)定性研究

廖紫璇 周唯 張凌 仇碧瑩 張楊 牛麗娜 陳吉華

全瓷修復(fù)體以其優(yōu)異的美學(xué)性能已被廣泛應(yīng)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域[1]。樹(shù)脂水門汀具有良好的美學(xué)和機(jī)械性能，被認(rèn)為是粘接全瓷修復(fù)體的最佳選擇，其中雙固化樹(shù)脂水門汀兼具光固化和化學(xué)固化材料的部分特點(diǎn)，臨床應(yīng)用范圍廣[2]，是目前研究的熱點(diǎn)。但是，雙固化樹(shù)脂水門汀的顏色穩(wěn)定性仍不夠穩(wěn)定，并由此引起修復(fù)體整體顏色改變，成為影響全瓷修復(fù)長(zhǎng)期效果的重要因素之一[3]。以往雙固化樹(shù)脂水門汀顏色穩(wěn)定性研究中的老化方式多為紫外線老化、酶老化以及冷熱循環(huán)老化[4-6]。本研究則針對(duì)雙固化樹(shù)脂水門汀在染色介質(zhì)中的顏色穩(wěn)定性，以咖啡、可樂(lè)為染色介質(zhì)，研究3 種雙固化樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)浸泡后的顏色變化，并進(jìn)一步對(duì)材料吸水性及溶解性這兩個(gè)可能引起顏色變化的相關(guān)性能進(jìn)行了檢測(cè)，從而在以往老化方式的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展分析了影響雙固化樹(shù)脂水門汀顏色穩(wěn)定性的外界因素，以期為臨床修復(fù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

3 種雙固化樹(shù)脂水門汀RelyX Unicem 2 Automix，Panavia F2.0和Panavia V5, 相關(guān)信息見(jiàn)表1。

Elipar S10型LED光固化燈(功率密度1 200 mW/cm2，3M公司，德國(guó))；ShadeEye NCC色度計(jì)(SHOFU公司，日本)；黑色背景塊(KONICA MINOLTA公司，日本)；電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺(精度0.01 mm，上海美耐特五金工具)；KQ3200DE型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；SHHW21 420AII型三用恒溫水箱、WHL-25A臺(tái)式電熱恒溫干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司)；ZL204MD電子密度天平(上海贊維衡器有限公司)；市售15 g袋裝速溶咖啡粉(雀巢公司)；市售330 mL瓶裝可樂(lè)(可口可樂(lè)公司)。

表1 3 種樹(shù)脂水門汀的相關(guān)信息

1.2 顏色穩(wěn)定性的測(cè)量

1.2.1 試件制備及分組 使用內(nèi)徑12 mm，厚度2.2 mm的圓孔狀不銹鋼模具制備3 種雙固化樹(shù)脂水門汀的圓柱形試件(光固化時(shí)間參照產(chǎn)品使用說(shuō)明)，每種15 個(gè)。 依次用240、320、400、800和1000目碳化硅砂紙打磨試件表面，電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺控制厚度在(2.0±0.02) mm，超聲清洗10 min后避光置于37 ℃去離子水中24 h。

1.2.2 顏色系統(tǒng) 采用CIE1976 L*a*b*國(guó)際通用測(cè)色標(biāo)準(zhǔn)，L*表示明度，a*表示紅綠度，b*表示黃藍(lán)度； ΔE表示試件的色差值。

1.2.3 顏色穩(wěn)定性測(cè)量 使用ShadeEye NCC色度計(jì)在黑色背景下測(cè)量每個(gè)試件處理前色度值L0、a0、b0，作為基線數(shù)據(jù)。測(cè)量前先校準(zhǔn)，每個(gè)試件測(cè)3 次取平均值，每次更換試件時(shí)重新校準(zhǔn)。每種試件隨機(jī)分為3 組(n=5)，使用咖啡(5.1 g速溶咖啡粉充分溶解于50 mL去離子水)、可樂(lè)和去離子水(空白對(duì)照)浸泡處理3 組試件，避光置于37 ℃恒溫水箱內(nèi)，每24 h更換浸泡液。處理1 d和7 d后分別測(cè)量色度值L*、a*、b*。每次測(cè)量前試件經(jīng)去離子水沖洗后超聲清洗10 min，吸干水分。處理前后ΔE按以下公式計(jì)算：

ΔE=[(L*-L0)2+(a*-a0)2+(b*-b0)2]1/2

1.3 吸水值和溶解值的檢測(cè)

按照ISO4049標(biāo)準(zhǔn)，制作直徑15 mm，厚度1 mm的圓柱形水門汀試件，每種水門汀5 個(gè)。試件固化后放入裝有重新干燥過(guò)硅膠的干燥器內(nèi)支架上，置于(37±1) ℃干燥器中22 h，再移至第2 個(gè)干燥器(23±1) ℃ 2 h后稱質(zhì)量，重復(fù)進(jìn)行直至達(dá)到恒定質(zhì)量(即在24 h內(nèi)，每個(gè)試件的質(zhì)量減少量≤0.1 mg)，記為m1；電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量試件3個(gè)直徑以及中心和圓周四等分處的厚度，計(jì)算試件體積，記為V。將試件浸泡于37 ℃的去離子水(每個(gè)樣品10 mL)中7 d，取出稱質(zhì)量，記為m2；按上述方法將試件放入干燥器直至質(zhì)量再次恒定，記為m3。吸水值(Wsp)和溶解值(Wsl)按以下公式計(jì)算：

Wsp=(m2-m3)/V，Wsl=(m1-m3)/V

m1為試件浸水前質(zhì)量(μg)，m2為試件浸水后質(zhì)量(μg)，m3為再恒定質(zhì)量(μg)，V為試件體積(mm3)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顏色穩(wěn)定性結(jié)果進(jìn)行Shapiro-Wilk檢驗(yàn)數(shù)據(jù)正態(tài)性，采用三因素方差分析以及post hoc tests(Tukey HSD test)多重比較，評(píng)價(jià)染色介質(zhì)、水門汀和處理時(shí)間對(duì)色差值的影響。吸水值和溶解值組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較用LSD-t檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理前后色度值的變化

樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理1 d及7 d后色度值的變化見(jiàn)表2。經(jīng)咖啡和可樂(lè)處理后，3 組樹(shù)脂水門汀L*值均隨天數(shù)的增加而降低，RXU及PV組a*值隨天數(shù)的增加而降低但b*值隨天數(shù)的增加而增加，PF組a*和b*值均隨天數(shù)的增加而增加；對(duì)照組L*、a*和b*值變化不明顯且無(wú)統(tǒng)一規(guī)律。

表2 樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理前后色度值的比較

2.2 樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理前后色差值ΔE的變化

各組水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理的色差值滿足正態(tài)性，色差值平均值和標(biāo)準(zhǔn)差(SD)的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。RXU、PF和PV經(jīng)咖啡和可樂(lè)處理7 d后的ΔE值均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，且均出現(xiàn)肉眼可察覺(jué)的顏色改變(ΔE>1),咖啡處理7 d后，3 種水門汀均出現(xiàn)臨床不可接受的顏色改變(ΔE>3.3)。樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理前后色差值△E的三因素方差分析結(jié)果見(jiàn)表4，經(jīng)三因素方差分析得到水門汀、染色介質(zhì)、處理時(shí)間以及三者的交互作用對(duì)ΔE的影響具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

表3 樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理前后色差值ΔE的比較和三因素方差分析結(jié)果

表4 樹(shù)脂水門汀經(jīng)染色介質(zhì)處理前后色差值ΔE的三因素方差分析結(jié)果

2.3 樹(shù)脂水門汀吸水值和溶解值

3 種雙固化樹(shù)脂水門汀的吸水值和溶解值見(jiàn)表5。其中PV吸水值顯著低于RXU和PF，RXU、PF組和PV組比較的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，RXU組和PF組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。PF和PV溶解值均為正值，RXU溶解值為負(fù)值，3 種樹(shù)脂水門汀組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3 討 論

本研究選取了3 種不同類型的雙固化樹(shù)脂水門汀作為研究對(duì)象，其選擇原因?yàn)椋捍蟛糠蛛p固化樹(shù)脂水門汀使用叔胺-過(guò)氧化苯甲酰作為氧化還原引發(fā)體系[7]，叔胺的氧化使樹(shù)脂水門汀變色，并最終導(dǎo)致修復(fù)體整體變色。近期研究顯示一些新型雙固化樹(shù)脂水門汀由于含有高效的顏色穩(wěn)定的引發(fā)劑，不含胺類引發(fā)體系，顏色穩(wěn)定大大提高[8]。同時(shí)，對(duì)雙固化樹(shù)脂水門汀使用方法進(jìn)行簡(jiǎn)化也是目前研究的熱點(diǎn)，自粘接樹(shù)脂水門汀不需要單獨(dú)的酸蝕和粘接步驟[9]，臨床操作簡(jiǎn)便，技術(shù)敏感性低。因此，本研究選取的3 種材料分別為有胺的自粘接樹(shù)脂水門汀RXU，有胺的自酸蝕樹(shù)脂水門汀PF和無(wú)胺的自酸蝕樹(shù)脂水門汀PV，將引發(fā)體系這一顏色穩(wěn)定性內(nèi)源性影響因素間接納入綜合分析，同時(shí)又對(duì)材料吸水性及溶解性進(jìn)行檢測(cè)，以進(jìn)一步研究導(dǎo)致3 種材料在染色介質(zhì)中顏色穩(wěn)定性不同的原因。本實(shí)驗(yàn)參考國(guó)外學(xué)者的設(shè)計(jì)，染色介質(zhì)處理7 d可模擬約7 個(gè)月的飲用情況[10]。各組水門汀老化后L*值降低，b*值升高，即出現(xiàn)變暗、變黃，與以往研究結(jié)果相符[11]。PV經(jīng)染色介質(zhì)處理的顏色穩(wěn)定性優(yōu)于RXU和PF，一方面由于PV使用新型的不含胺類催化劑的氧化還原引發(fā)體系，具有良好的顏色穩(wěn)定性；另一方面與PV不含磷酸、羥基功能團(tuán)或堿性填料導(dǎo)致的低吸水性和溶解性有關(guān)[12]，該結(jié)論與PV吸水值和溶解值結(jié)果一致。據(jù)報(bào)道，由飲料和食品吸附、吸收引起的外源性變色是影響復(fù)合樹(shù)脂顏色穩(wěn)定性的主要因素，而外源性變色主要與樹(shù)脂的吸水性有關(guān)[13]。復(fù)合樹(shù)脂的組成，如樹(shù)脂基質(zhì)和無(wú)機(jī)填料含量顯著影響其親水性和吸水性，從而影響樹(shù)脂的顏色穩(wěn)定性[14]。水能夠穿透樹(shù)脂基質(zhì)或填料-基質(zhì)界面，較高的吸水性會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂基質(zhì)膨脹、降解，并產(chǎn)生微裂紋，染色介質(zhì)中的著色劑可穿透微裂紋，導(dǎo)致外源性變色[15]。本研究中咖啡處理后的染色更明顯，可能與咖啡中所含的棕色著色劑顏色較深有關(guān)[16]。自粘接樹(shù)脂水門汀通常含有由羧基或磷酸基修飾酸性官能團(tuán)組成的粘接功能單體，具有較高的吸水性[16]，因此更易發(fā)生因吸附作用引起的變色，該結(jié)論與RXU顏色穩(wěn)定性和吸水性結(jié)果一致；RXU溶解值為負(fù)值，說(shuō)明干燥不完全，可能是由于RXU所含的堿性填料能夠永久結(jié)合水，出現(xiàn)了錯(cuò)誤的低溶解值[12]。PF中用于化學(xué)固化的芳香胺的氧化可能是其變色的主要原因；此外，與PV相比，PF含有親水性較強(qiáng)的酸性功能單體10-MDP，導(dǎo)致其吸水值較高[17]；PF使用需手動(dòng)混合A膏和B膏，容易在材料內(nèi)生成空隙，導(dǎo)致未固化水門汀出現(xiàn)許多阻氧區(qū)[18]，因此PF具有最高的溶解值。

表5 樹(shù)脂水門汀的吸水值和溶解值(μg/mm3)

為便于操作和降低背景效應(yīng)的影響，顏色穩(wěn)定性測(cè)量的試件厚度為2.0 mm，大于臨床粘接情況。實(shí)際修復(fù)情況下僅修復(fù)體邊緣及發(fā)生微滲漏部位的水門汀會(huì)直接接觸染色介質(zhì)，與其相比，本研究擴(kuò)大了染色介質(zhì)對(duì)樹(shù)脂水門汀顏色穩(wěn)定性的影響，可能難以十分準(zhǔn)確的反映臨床情況。然而由于在口腔中修復(fù)體染色特性與樹(shù)脂水門汀完全不同，瓷修復(fù)體較強(qiáng)的顏色穩(wěn)定性與水門汀形成鮮明對(duì)比，也在一定程度上放大了水門汀材料顏色穩(wěn)定性對(duì)修復(fù)體美學(xué)性能的不良影響。因此要想獲得更接近臨床真實(shí)情況的結(jié)果仍需進(jìn)一步的研究。

綜上所述, 雙固化樹(shù)脂水門汀PV經(jīng)染色介質(zhì)處理的顏色穩(wěn)定性優(yōu)于RXU和PF，并且PV的吸水值和溶解值很低，具有較理想的美學(xué)性能和使用壽命。