iRoot BP與Dycal蓋髓劑聯(lián)合三種不同墊底材料對樹脂材料粘接強度及微滲漏的影響

許明明 麥天倩 殷亮亮 李春年 趙子鵬

復合樹脂材料因其具有美觀、良好的硬度和粘接性能、操作簡便等優(yōu)點，在臨床治療中已被廣泛應用，但深齲充填后引起敏感、疼痛等牙髓反應的病例屢見不鮮[1，2]。因此為促進修復性牙本質的形成并隔絕外界對牙髓牙本質復合體的刺激，保證治療的遠期療效，需要使用蓋髓劑和墊底材料[3]。蓋髓劑在初始凝固并達一定強度后，與上方的材料需達到一定的結合強度，以抵抗脫位力及收縮應力，保證嚴密的封閉與結合。而傳統(tǒng)的蓋髓劑和墊底材料對樹脂材料的粘接強度和微滲漏都有著不同程度的影響。因此活髓保存材料的選擇對治療的遠期療效起著非常重要的作用[4]。

氫氧化鈣作為最常使用且價格低廉的蓋髓劑，曾被認為是活髓保存的“金標準”[5]。隨著口腔材料學的發(fā)展，生物陶瓷材料、硅酸鈣類材料iRoot BP Plus 也已進入臨床視野中。iRoot BP Plus 因其誘導形成修復性牙本質的能力更強、良好的生物相容性、操作簡便等優(yōu)點被廣泛使用[6，7]，但目前iRoot BP Plus對樹脂材料粘接強度和微滲漏的影響的相關研究尚不充分，故本次研究選用iRoot BP Plus 與氫氧化鈣兩種蓋髓劑進行量化比較。同時，墊底材料與充填材料的結合力影響著最終的充填效果，本實驗選用了近年來在樹脂充填中常用的墊底材料：Lonosit-Baseliner 光固化墊底材料、傳統(tǒng)GIC 及3M Ketac Molar Easymix 玻璃離子，擬觀察比較Dycal、iRoot BP Plus 聯(lián)合不同的墊底材料對充填復合樹脂粘接強度和微滲漏的影響，以期為提高蓋髓術后能獲得最佳充填效果提供實驗參考和依據(jù)。

材料與方法

1．主要試劑與儀器

iRoot BP Plus (創(chuàng)新生物公司，加拿大)，Dycal（登士柏，美國），Lonosit-Baseliner 光固化墊底材料（DMG，德國），3M Ketac Molar Easymix（德國，3M，公司），傳統(tǒng)Glass innomer cement（上海醫(yī)療器械股份有限公司），通用型粘接劑（3M single bond univesal ESPE，美國），Z350 光固化復合樹脂（3M ESPE，美國），S-3500N 型掃描電子顯微鏡（日立，日本），萬能實驗機（深圳萬測試驗設備有限公司），電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海躍進醫(yī)療器械廠），冷熱循環(huán)機（天津泰斯特儀器有限公司）。

2．實驗方法

（1）實驗牙的制備與分組

收集在河北醫(yī)科大學口腔醫(yī)院口腔頜面外科門診因正畸拔除的前磨牙120 顆，去凈牙齒周圍的牙石及牙周膜等軟組織，4℃下0.9%生理鹽水保存?zhèn)溆?。納入標準：牙齒發(fā)育完成，牙釉質表面顏色及形態(tài)正常，未經(jīng)任何治療?；颊呔炗喼橥鈺?。本研究經(jīng)河北醫(yī)科大學口腔醫(yī)院倫理委員會審核批準（編號2021049）。

將120 顆前磨牙制備成120 個10 mm×10 mm×2 mm 大小的牙本質塊，每個牙本質塊中心均制備出內直徑4 mm、深度2 mm 的窩洞，隨機分為六組，每組20 個樣本，材料按照廠家提供的使用說明書要求進行調拌和使用。實驗由同一醫(yī)生完成操作（材料調拌均由同一名護理人員完成）。所有樣本均放置于金屬成型片上方進行充填，其中蓋髓材料厚度為0.5 mm，墊底材料厚度為0.5 mm，上方樹脂充填材料厚度為1 mm。

將上述A 組、B 組窩洞表面分別用小毛刷涂布3M single bond univesal 通用型粘接劑10 S，輕吹5 S，光固化10 S，3M Z350 復合樹脂一次充填，光固化20 S（光照強度700 mW/cm2），表面修整拋光。填充完畢后，將標本置于室溫下的生理鹽水中24 小時待材料完全固化。

（2）粘接強度測定：①推出實驗：每組隨機選取10 個樣本，使用萬能試驗機分別對各組樣本進行粘接強度的測定。測定時，將樣本置于萬能試驗機的推出平臺上，選擇直徑為1 mm 的加載頭，使加載頭僅接觸充填材料，加載速度設定為1.0 mm/min，加載方向為垂直加載，直至粘接面斷裂，記錄最大負荷數(shù)值(F)。用電子卡尺測量樣本厚度(h)、窩洞半徑(r)。運用公式計算出充填材料與牙本質間的粘接面積S＝2πrh。通過公式計算粘接強度：粘接強度(MPa)＝樣本斷裂力值（N）/粘接面積(mm2)。②掃描電鏡觀察：每組隨機選取5 個推出實驗后的牙本質塊，依次放置于25%、50%、75%、95%、100%乙醇中浸泡15 min，取出后自然干燥2 d；固定于載物臺上，置于真空干燥器中抽真空、干燥，高真空鍍膜儀噴鍍金膜；掃描電觀察樣本粘接面的結構形態(tài)，選擇清晰典型區(qū)域留取圖像。

表1 分組與操作步驟

（3）微滲漏觀察：①冷熱循環(huán)老化實驗：將快速恒溫數(shù)顯水箱放適量水，并將溫度調節(jié)至55℃，制成55℃恒溫水箱。取保溫桶一個放少量冷水，在溫度計監(jiān)測下放冰調節(jié)并保持溫度在5℃左右，制成5℃恒溫水箱。每組選取余下的10 個樣本，將標本交替放入自制的5℃和55℃恒溫水箱中進行冷熱循環(huán)，每循環(huán)一次標本分別在5℃（±2℃）和55℃（±2℃）的冷熱水中停留1 分鐘，共循環(huán)1000 次。②亞甲藍染色：循環(huán)完畢后，將樣本取出，在牙齒表面均勻涂兩層指甲油（充填體及邊緣外1 mm 的范圍除外），自然晾干。晾干后浸入亞甲藍染料中，置于37℃恒溫箱內。7 天后取出，流水沖洗標本，直至沖洗液無肉眼可見藍色顆粒，干燥，用低速金剛砂片將標本沿牙體長軸通過牙體中心縱向劈開，體視顯微鏡下測量色素從粘接界面滲入的最大深度。

（4）統(tǒng)計學分析：采用SPSS 26.0 軟件對各組樣本的粘接強度、微滲漏值進行2×3 析因設計方差分析，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

1．2×3 析因設計方差分析

方差分析結果表明，墊底材料中，3M Ketac Molar Easymix 的粘接強度最高、封閉性能最好，傳統(tǒng)GIC 次之，Lonoist-Baseliner 光固化墊底材料最差，且差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；蓋髓材料中，iRoot BP Plus 的封閉性能優(yōu)于Dycal 組，且差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），兩者的粘接強度顯示無顯著差異（P＞0.05）。

析因分析結果表明，蓋髓材料不同或墊底材料不同，對粘接強度和微滲漏均具有顯著影響（P＜0.05），同時，蓋髓材料與墊底材料間的交互作用不顯著（P＜0.05）。

表2 各組樣本粘接強度

表3 各組樣本微滲漏深度

表4 墊底材料粘接強度和微滲漏方差分析

表5 墊底材料粘接強度多重比較

表6 墊底材料微滲漏多重比較

2．掃描電鏡結果

A1、A2、A3、B1、B2、B3 組樣本掃描電鏡觀察結果如圖1 所示。

圖1 各組樣本表面形態(tài)

討 論

理想的蓋髓材料應當促進修復性牙本質的形成，維持牙髓活力，具有X 線阻射性、良好的密閉性和抗菌能力；還應具備良好的操作性以及與牙本質和后期牙體修復材料的粘接性和相容性。為了既能夠達到保存活髓的目的，又可以獲得良好的粘接強度和封閉性，蓋髓材料及墊底材料的選擇就顯得尤為重要。

20 世紀30 年代首次報道使用氫氧化鈣保存活髓，它能夠誘導形成修復性牙本質，具有良好的抗菌性能[8]，但在實際應用中存在一定的缺陷，由于其具有高堿性，對組織有一定毒性，易引起直接接觸的牙髓組織區(qū)域和修復性牙本質表面形成凝固型壞死區(qū)，可能導致髓腔內鈣化和牙內吸收的發(fā)生[9，10]，且密封性較差、口腔環(huán)境內溶解性高、抗力及固位不足，遠期治療效果并不樂觀。

生物陶瓷材料iRoot BP Plus 的成分包括硅酸三鈣、硅酸二鈣、磷酸鈣、氧化鋯、氧化鉭等，能促進組織再生，誘導牙髓細胞的增殖分化和成牙本質細胞的形成[11]，增強堿性磷酸酶活性，促進牙本質涎磷蛋白、牙本質基質蛋白1 及骨鈣素等牙本質向分化相關因子的表達[12～14]，具有更高的誘導成牙本質分化和生物礦化的能力。此外物理化學性能穩(wěn)定、固化時間短、不使牙變色等優(yōu)點使其逐漸成為代替氫氧化鈣類制劑及MTA 的存在。Liu 等[15]的iRoot BP Plus 應用于小鼠直接蓋髓術和活髓切斷術的研究中發(fā)現(xiàn)，4 周后大鼠的牙髓組織與iRoot BP Plus 之間形成了一層完整連續(xù)的、沒有孔隙的、含有均勻牙本質小管樣結構的修復性牙本質橋，且有成牙本質細胞沿該層排列。Shokouhinejad 等[16]采用推出測試檢測MTA、iRoot BP、iRoot BP Plus 暴露于磷酸鹽緩沖液中的粘接強度，結果顯示三者無明顯差異，但當暴露于酸性溶液中，MTA、iRoot BP 粘接強度下降，iRoot BP Plus 則不受影響。且有研究顯示同種材料完全凝固后粘接強度均顯著高于初始凝固[17]。iRoot BP Plus 在2 小時達到初始凝固，完全固化需要5 天甚至更久[18，19]。方差分析結果表7 顯示了iRoot BP Plus 組封閉性能優(yōu)于Dycal 組，且差異具有統(tǒng)計學意義，但兩組的粘接強度差異不顯著；析因分析結果表8、9 顯示，iRoot BP Plus 和Dycal 對粘接強度和微滲漏的主體效應具有顯著差異。一方面原因是iRoot BP Plus 在凝固水合反應過程中增加了磷酸鈣鹽成分，硬固時產生羥基磷灰石形成微膨脹，能與牙本質形成緊密的粘結，即在體內iRoot BP Plus 可以利用牙本質小管固有的水分來推動磷酸鈣鹽的水化反應，體外通過37℃恒溫水浴箱模擬濕潤環(huán)境來推動固化，增強與牙本質的結合從而達到良好的封閉效果，防止微滲漏發(fā)生和細菌的侵入，提高了機械性能與生物相容性[20]。另一方面原因是Dycal 在調拌比例、調拌時間也會存在一定的誤差；而iRoot BP Plus 不需要人為調制，可以直接使用，減少誤差。

表7 蓋髓材料粘接強度和微滲漏方差分析

表8 粘接強度主體間效應檢驗

表9 微滲漏主體間效應檢驗

Lonoist-Baseliner 是一種光固化復合體洞襯墊底材料，以氟鋁硅酸鈣及鋇玻璃粉為填料，復合體類洞襯墊底材料有許多優(yōu)點，但也有一些缺陷，如一定的牙髓刺激性。湯海峰等[21]通過3 個月的回顧性調查發(fā)現(xiàn)，玻璃離子墊底充填修復后牙齒的術后敏感性要低于Lonosit-Baseliner 光固化復合體墊底的牙齒。本實驗研究結果如表4~6 所示，兩種玻璃離子組粘接強度和邊緣封閉性均顯著優(yōu)于Lonoist 洞襯材料組。這可能是由于Lonosit-Baseliner 光固化復合體的彈性模量要高于玻璃離子，受力時易發(fā)生形變，導致充填體承擔作用力較大而產生折裂的可能，而低彈性模量的玻璃離子在牙齒受力時可減少折裂的可能，保持其完整性。玻璃離子水門汀是由鋁玻璃和多丙烯酸混合而成的化合物，所含的羧基酸與牙齒中的鈣離子結合，還可以與牙本質膠原中的羧基、氨基結合，因而二者可以形成較強的化學性粘接。同時玻璃離子的熱膨脹系數(shù)與牙體組織相似，使它具有了良好的邊緣封閉性，因而減少了微滲漏的發(fā)生[22]。如表4~6 所示，3M Ketac Molar Easymix玻璃離子組與傳統(tǒng)GIC 組的結果對比中可知，3M Ketac Molar Easymix 玻璃離子在粘接強度和封閉性方面要優(yōu)于傳統(tǒng)GIC，且差異具有統(tǒng)計學意義。這是由于3M Ketac Molar Easymix 較傳統(tǒng)GIC 耐磨性強、抗壓強度高，對水的溶解度低，彌補了GIC 在固化早期濕度敏感性的缺陷，邊緣封閉性更優(yōu)，并且持續(xù)釋放的氟離子與牙齒中的羥基磷灰石發(fā)生化學反應形成比羥基磷灰石溶解度小的氟磷灰石，進一步隔絕了樹脂及外界的刺激，保護牙本質小管內容物以及深部的牙髓組織，降低充填術后敏感疼痛及繼發(fā)齲的可能[23，24]。因此，3M Ketac Molar Easymix玻璃離子是一種良好的墊底材料。

根據(jù)本研究可以發(fā)現(xiàn)，iRoot BP Plus 與3M Ketac Molar Easymix 玻璃離子組合具有更強的粘接強度，并減少了微滲漏的發(fā)生，是目前較為理想的蓋髓和墊底材料，保證了樹脂充填后的遠期療效，未來將對其臨床效果進行進一步的臨床實驗研究。