牙本質(zhì)表面處理對樹脂改性玻璃離子水門汀粘接強(qiáng)度的影響

陳爽， 薛欣， 金星愛， 劉英群

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院哈爾濱醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院兒童口腔科,黑龍江哈爾濱（150000）

齲齒是危害人類健康的常見疾病，特別是乳牙齲，若不及時(shí)治療會影響患兒的咀嚼及言語功能、心理健康甚至兒童和家庭的生活質(zhì)量［1］。齲齒治療的常用方法為充填治療，目前常用的充填材料為復(fù)合樹脂和玻璃離子聚合物類修復(fù)材料。Somani 等［2］研究表明樹脂改性玻璃離子水門?。╮esinmodified glass ionomer cement，RMGIC）與牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度高于玻璃離子水門?。╣lass ionomer cement，GIC）；Shimazu 等［3］研究發(fā)現(xiàn)與復(fù)合樹脂相比GIC 和RMCIC 更適合預(yù)防Ⅴ類洞修復(fù)后的繼發(fā)齲的發(fā)生。體外研究表明，與GIC 相比RMGIC 修復(fù)Ⅴ類洞具有較少的微滲漏［4］。因此，RMGIC 是具有潛在價(jià)值的臨床修復(fù)材料。

GIC 的優(yōu)點(diǎn)包括：釋放氟離子；良好的生物相容性；與牙本質(zhì)的化學(xué)粘附性；與牙齒結(jié)構(gòu)相似的熱膨脹系數(shù)等。但GIC 凝結(jié)時(shí)間長、濕敏感性、強(qiáng)度差等問題會影響其修復(fù)效果［5］。RMGIC 通過在傳統(tǒng)的玻璃離子聚合物中加入甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基苯烯酸羥乙酯（2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA）以及引發(fā)劑（樟腦醌），并經(jīng)過中和（酸堿反應(yīng)）和加成聚合兩個(gè)過程組合而成［6］，這使其物理性能及操作特性得到了很大的提高。

1 RMGIC

1.1 RMGIC 的性能

RMGIC 既保留了GIC 的性能和優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也利用光聚合作用縮短了初始固化時(shí)間并改善了GIC的處理性能、耐磨性和斷裂韌性。此外RMGIC 擁有比復(fù)合樹脂更低的濕敏感性［7］，可選擇多種顏色，保證了臨床美觀性的要求。

1.2 RMGIC 與牙本質(zhì)的粘接機(jī)制

RMGIC 與牙齒結(jié)構(gòu)的粘接機(jī)制尚未完全明確，研究者認(rèn)為RMGIC 可能通過化學(xué)鍵合和微機(jī)械嵌合雙重機(jī)制實(shí)現(xiàn)與牙本質(zhì)的結(jié)合。Yoshida等［8］研究發(fā)現(xiàn)水門汀中聚烯酸鏈的羧基取代了牙本質(zhì)和牙釉質(zhì)基質(zhì)中的磷酸根離子，并與羥基磷灰石中的鈣離子形成了離子鍵，這為RMGIC 與牙齒結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合提供了依據(jù)。

2 牙本質(zhì)表面處理的目的及意義

在RMGIC 修復(fù)之前是否進(jìn)行表面處理是有爭議的，部分學(xué)者認(rèn)為RMGIC 中含有的HEMA 本身就是膠粘劑，因此無需進(jìn)行表面處理，而有些學(xué)者認(rèn)為雖然HEMA 具有很強(qiáng)的親水性，但僅占RMGIC 含量的5%。Imbery 等［9］認(rèn)為RMGIC 與牙本質(zhì)通過微機(jī)械嵌合作用而形成的混合層可能是粘接強(qiáng)度的主要來源，而化學(xué)結(jié)合可能在提供邊緣完整性，粘接耐久性和延長修復(fù)體的壽命方面起著重要作用。但在不使用牙本質(zhì)表面處理劑處理的情況下，微機(jī)械嵌合僅限于牙本質(zhì)表面的固有粗糙度和RMGIC 的自酸蝕特性產(chǎn)生的孔隙［10］。

機(jī)械制備后牙本質(zhì)表面會形成由破碎的羥基磷灰石、變性的膠原纖維、唾液和細(xì)菌等組成的玷污層，玷污層會阻塞牙本質(zhì)小管，從而影響粘接效果［11］。預(yù)處理劑處理牙本質(zhì)可使牙本質(zhì)表面脫礦，膠原纖維暴露［12］，為了保證最佳粘接效果，脫礦牙本質(zhì)必須保持濕潤，以防止膠原纖維塌陷；同時(shí)牙本質(zhì)不能太濕，因?yàn)檫^多的水分會阻止膠原纖維與樹脂單體充分浸潤［13］。此外應(yīng)使牙本質(zhì)適當(dāng)脫礦，如果牙本質(zhì)過度脫礦樹脂單體將無法完全滲透，當(dāng)脫礦牙本質(zhì)層沒有樹脂滲入時(shí)就會成為粘接界面的薄弱區(qū)域［14］。牙本質(zhì)表面處理的目的是希望能夠去除玷污層或使玷污層改性，改善牙本質(zhì)的濕潤性，使牙本質(zhì)適度脫礦，從而增強(qiáng)牙科材料與牙本質(zhì)間的粘接強(qiáng)度。

3 牙本質(zhì)表面處理方法的分類

目前牙本質(zhì)表面處理方法主要為牙本質(zhì)預(yù)處理劑處理、酸蝕處理、激光處理等。

3.1 預(yù)處理劑處理

目前常用的牙本質(zhì)預(yù)處理劑包括：Cavity Conditioner（GC，Tokyo，Japan）、鈣螯合劑、Self Conditioner（GC，Tokyo，Japan）等。

3.1.1 Cavity Conditioner Cavity Conditioner 主要成分為20%聚丙烯酸（Polyacrylic acid，PAA）和3%氯化鋁。PAA 作為一種基質(zhì)調(diào)節(jié)劑已被廣泛應(yīng)用于改善RMGIC 對牙齒結(jié)構(gòu)的粘附性。將氯化鋁加入到預(yù)處理劑中可使牙本質(zhì)膠原蛋白基質(zhì)在脫礦過程中穩(wěn)定。Saad 等［15］研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)Cavity Conditioner預(yù)處理后RMGIC 的粘接強(qiáng)度有所提高，原因可能是：①牙本質(zhì)經(jīng)PAA 處理后可在掃描電子顯微鏡下觀察到暴露的膠原網(wǎng)和牙本質(zhì)小管，增加了牙本質(zhì)的表面積和微孔率，為RMGIC 和牙本質(zhì)粘接提供了更好的機(jī)械固位［14］；②羥基磷灰石中裸露的鈣離子與PAA 的羧基發(fā)生化學(xué)鍵合；③RMGIC中的樹脂可滲入到脫礦牙本質(zhì)中從而形成混合層［15］。然而，Imbery 等［9］研究表明Cavity Conditione并未提高兩者間的粘接強(qiáng)度。研究結(jié)果的不同可能是由于粘接強(qiáng)度的測試方法（拉伸強(qiáng)度測試或剪切強(qiáng)度測試）、研究對象（牛牙或人牙）不同。

3.1.2 鈣螯合劑 鈣螯合劑可修飾玷污層而不會使牙本質(zhì)過度脫礦，最常用的鈣螯合劑為乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA），在中性pH 值下能夠螯合二價(jià)陽離子。研究顯示EDTA 預(yù)處理牙本質(zhì)可增加RMGIC 與牙本質(zhì)間的粘接強(qiáng)度［14］。EDTA 是具有4 個(gè)羧酸基團(tuán)的溫和螯合劑，可螯合鈣離子并選擇性去除羥基磷灰石而不會深入牙本質(zhì)小管。EDTA 的這一性質(zhì)可使牙本質(zhì)部分脫礦，增加牙本質(zhì)的表面積和孔隙率，從而有利于充填材料的機(jī)械固位。EDTA 能夠保持膠原蛋白基質(zhì)的結(jié)構(gòu)而不會使膠原蛋白變性，有利于樹脂單體的滲入［16］。

3.1.3 Self Conditioner Self Conditioner 中含有4-甲基丙烯酰氧基偏苯三酸酐（4-methacryloxyethyl trimellitate anhydride，4-META）和HEMA。4-META 是一種可以與牙本質(zhì)中的羥基磷灰石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的功能性單體［17］。大量研究表明Self Conditioner能夠顯著提高RMGIC 的粘接強(qiáng)度［15］。粘接強(qiáng)度的提高可歸因于以下幾個(gè)方面：①Self Conditioner 可提高牙本質(zhì)的濕潤性，從而提高單體滲透到親水性牙本質(zhì)基質(zhì)中的能力；②處理劑中包含不飽和碳-碳鍵，聚合時(shí)可能與RMGIC 的樹脂成分直接共價(jià)鍵合；③Self Conditioner 的pH 為1.8，可以比較徹底地去除玷污層，使RMGIC 基質(zhì)滲透到牙本質(zhì)的表層，形成RMGIC-牙本質(zhì)互相擴(kuò)散區(qū)［9］。研究表明Self Conditioner 比Cavity Conditioner、EDTA 更能有效提高RMGIC 與牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度［15］。Cavity Conditioner 在提高RMGIC 的粘接強(qiáng)度方面存在爭議，此外Cavity Conditioner、EDTA 臨床操作時(shí)間長。因此Self Conditioner 或許可作為充填RMGIC前預(yù)處理牙本質(zhì)的首選。

3.2 酸蝕處理

與樹脂材料類似，RMGIC 在凝固過程中約有3%的體積收縮，雖然這種內(nèi)在應(yīng)力可通過后來的吸水膨脹作用來緩解，但RMGIC 初始的聚合收縮可能會導(dǎo)致牙齒充填界面處的粘接失效，從而影響修復(fù)體的壽命。因此為了增強(qiáng)RMGIC 與牙本質(zhì)間的粘接強(qiáng)度并防止界面處的即刻分離，有學(xué)者提出可通過首先用樹脂粘接劑處理牙本質(zhì)。根據(jù)粘接機(jī)制和組成成分不同可將樹脂粘接劑分為酸蝕-沖洗粘接劑和自酸蝕粘接劑。

3.2.1 酸蝕-沖洗粘接劑 酸蝕-沖洗粘接劑按照操作步驟可分為三步酸蝕-沖洗粘接劑（包括酸蝕、底漆和粘接劑）和兩步酸蝕-沖洗粘接劑（將底漆和粘接劑結(jié)合在一起）。酸蝕劑通常是32%～37%磷酸，可使牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)脫礦，低的pH 值還可殺死許多殘留的細(xì)菌；底漆通常是水和富含HEMA的溶液，可確保膠原蛋白纖維網(wǎng)完全膨脹并潤濕膠原蛋白；粘接劑可與疏水性樹脂聚合。Al-Khureif 等［18］研究表明酸蝕-沖洗粘接劑可明顯提高RMGIC 與牙本質(zhì)間的粘接強(qiáng)度。粘接強(qiáng)度的提高可能是由于在牙本質(zhì)上形成的微機(jī)械固位力增強(qiáng)了表面能，從而間接地促進(jìn)了RMGIC 的滲透及離子交換。

3.2.2 自酸蝕粘接劑 自酸蝕粘接技術(shù)已發(fā)展成為能夠簡化臨床操作程序的復(fù)雜配方。與酸蝕-沖洗粘接系統(tǒng)相比，自酸蝕粘接技術(shù)能夠最大程度地減少在酸蝕-沖洗和干燥過程中血液和唾液對牙本質(zhì)的再污染，減低技術(shù)敏感性，降低術(shù)后敏感性［19］。Besnault 等［20］報(bào)道自酸蝕粘接劑的應(yīng)用提高了RMGIC 與牙本質(zhì)間的粘接強(qiáng)度，該強(qiáng)度增加范圍為50%～130%，取決于粘接劑類型。粘接強(qiáng)度的提高可歸于以下幾個(gè)方面：①RMGIC 和自酸蝕粘接劑中都含有不飽和碳-碳鍵，可在聚合過程中直接建立共價(jià)鍵；②RMGIC 和自酸蝕粘接劑中水的存在使它們變得兼容，在自酸蝕粘接劑中水的存在是形成酸性的必要條件，并且可增加牙本質(zhì)的濕潤性，從而促進(jìn)RMGIC 在經(jīng)自酸蝕粘接劑處理過的牙本質(zhì)中的滲透［20］。

研究發(fā)現(xiàn)與預(yù)處理劑（Cavity Conditioner、Self Conditioner、EDTA）相比，自酸蝕粘接劑更能有效提高粘接強(qiáng)度［9］。因此學(xué)者建議在填充RMGIC 之前使用某些自酸蝕粘接劑對牙本質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理，以替代傳統(tǒng)的牙本質(zhì)預(yù)處理劑。然而樹脂粘接劑的使用是否會影響RMGIC 釋放氟離子從而影響RMGIC 的修復(fù)效果有待進(jìn)一步研究。

3.3 激光處理

近年來，激光照射等新技術(shù)在制備和調(diào)理牙體硬組織中的應(yīng)用越來越廣泛，Er、Cr：YSGG laser（ECL）是由珥鉻銥鈧鎵石榴石晶體釋放出的中紅外激光［21］，是一種切割和調(diào)理牙體硬組織的有效激光。ECL 的工作原理為使組織中的水分和有機(jī)成分汽化，在汽化過程中組織內(nèi)的壓力不斷增加，直到在達(dá)到熔點(diǎn)之前無機(jī)物發(fā)生爆炸式破壞。經(jīng)激光照射后牙本質(zhì)表面粗糙、牙本質(zhì)小管開放并且缺少玷污層［22］，這種牙本質(zhì)表面形態(tài)有利于粘接。

Alkhudhairy 等［23］研究表明ECL 處理牙本質(zhì)可顯著提高RMGIC 的粘接強(qiáng)度。粘接強(qiáng)度的提高可歸因于：①ECL 照射使牙本質(zhì)熱機(jī)械消融并使水和有機(jī)成分蒸發(fā)，使牙本質(zhì)表面呈鱗片狀而有利于粘接；②管間牙本質(zhì)中含量較低的礦物質(zhì)被消融，使牙本質(zhì)小管突出并呈袖狀，從而改善了粘接效果［23］；③ECL 能增加牙本質(zhì)表面能并去除玷污層，使牙本質(zhì)表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而有利于樹脂單體的滲入［24］。但有研究表明通過ECL 調(diào)節(jié)牙本質(zhì)并不會提高RMGIC 與牙本質(zhì)間的粘接強(qiáng)度，透射式電子顯微鏡顯示ECL 處理后的牙本質(zhì)表層沒有膠原纖維暴露，且基底部的膠原纖維融合在一起沒有纖維空隙，缺乏纖維空隙的融合層限制了樹脂單體的滲入，從而導(dǎo)致較低的粘接強(qiáng)度［25］。研究結(jié)果的不同可能是由于牙本質(zhì)標(biāo)本（牛與人）、激光參數(shù)（功率和頻率）、激光照射的持續(xù)時(shí)間和照射距離不同。選擇合適的激光參數(shù)至關(guān)重要，既要防止牙齒結(jié)構(gòu)發(fā)生不良變化，也要避免對修復(fù)材料與牙齒表面的粘接強(qiáng)度產(chǎn)生負(fù)面影響。

4 小 結(jié)

雖然RMGIC 能夠通過釋放氟離子而減少繼發(fā)齲的發(fā)生，但繼發(fā)齲仍然是其修復(fù)失敗的主要原因。近年來有學(xué)者將甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿和季銨鹽類單體添加到牙本質(zhì)粘接劑中，使其具有較強(qiáng)的抗菌和抗蛋白附著功能，研究者認(rèn)為具有抗蛋白附著功能的牙本質(zhì)粘接劑可有效地限制菌斑的形成，從而減少繼發(fā)齲的發(fā)生。因此，這種改性的牙本質(zhì)粘接劑作為一種牙本質(zhì)表面處理方法具有廣泛的研究前景。

【Author contributions】Chen S collected the references，and wrote the article. Xue X，Jin XA，Liu YQ revised the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.