熱凝樹脂、聚合瓷、CAD/CAM樹脂與牙本質(zhì)粘接的粘接強(qiáng)度比較

劉名，伊哲

（中國醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·附屬口腔醫(yī)院修復(fù)一科，遼寧省口腔疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽 110002）

暫時(shí)修復(fù)體具有保護(hù)牙髓和牙周組織，促進(jìn)引導(dǎo)組織愈合，恢復(fù)前牙美觀，穩(wěn)定牙齒到位置和咬牙合關(guān)系，預(yù)判最終修復(fù)效果等作用。暫時(shí)修復(fù)體在口腔修復(fù)、正畸、種植以及牙周等各領(lǐng)域均廣泛使用。臨床上常用熱凝樹脂、聚合瓷、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制作（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）樹脂口外間接制作暫時(shí)修復(fù)體。熱凝樹脂是傳統(tǒng)的暫時(shí)修復(fù)材料，具有價(jià)格低廉、拋光性好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)［1］。聚合瓷是類瓷樹脂系統(tǒng)，含有部分微細(xì)瓷成分，具有樹脂與瓷的雙重優(yōu)點(diǎn)，抗彎強(qiáng)度高、抗炎、表面拋光性能及邊緣封閉性好、收縮率低，常被作為長期暫時(shí)修復(fù)體［2］。高溫高壓下制作的CAD/CAM系統(tǒng)專用PMMA樹脂盤具有穩(wěn)定的物理及機(jī)械性能，避免出現(xiàn)修復(fù)體孔洞，不易變色，體積變化小的優(yōu)點(diǎn)，近年來臨床上廣泛應(yīng)用［3］。暫時(shí)修復(fù)體不僅應(yīng)該具有良好的生物學(xué)性能、機(jī)械性能及美學(xué)性能［4］，還應(yīng)該能夠保證與牙體之間緊密粘接以確保獲得長期理想的治療效果［5］。已有臨床研究［6］發(fā)現(xiàn)暫時(shí)修復(fù)體脫落率較高。目前，暫時(shí)修復(fù)材料與牙本質(zhì)間的粘接效果研究鮮有報(bào)道。本研究通過剪切粘結(jié)強(qiáng)度（shear bond strength，SBS）測試來探討熱凝樹脂、聚合瓷、CAD/CAM樹脂3種暫時(shí)修復(fù)體與牙本質(zhì)粘接的粘接強(qiáng)度的差異，旨在為臨床上暫時(shí)修復(fù)體選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 離體牙來源及分組

選擇2021年6月至9月我院口腔頜面外科38例患者（年齡16～40歲，拔牙原因?yàn)樽枭┑牡?橫磨牙（45顆）。納入標(biāo)準(zhǔn)：牙體完整，頰側(cè)、舌側(cè)釉質(zhì)無裂紋，無齲，具有足夠的冠部尺寸。將牙試件隨機(jī)分為熱凝樹脂組、聚合瓷組、CAD/CAM樹脂組，每組15個(gè)。

1.2 主要材料和器械

主要材料與器械包括Ceramage聚合瓷（日本SHOFU公司），CAD/CAM樹脂盤、熱凝樹脂（日本山八公司），Scotchbond通用型粘接劑、RelyXTMUltimate非自粘接樹脂水門?。绹?M公司）；Solidilite光聚合器（日本SHOFU公司），120目、400目碳化硅水砂紙（美國Buehle公司），LED光固化燈（美國Kerr Demi Plus公司），數(shù)顯恒溫水浴鍋（HH-4，鄭州社甫儀器廠），微機(jī)控制電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)（中國MTS E44公司），Hitachi S-3400N掃描電子顯微鏡（美國HITACHI公司），CAD/CAM系統(tǒng)（德國Wieland Dental公司）。

1.3 剪切試件的制備

去除牙體表面殘余軟組織及牙石等，置于4 ℃蒸餾水中備用。用高速渦輪機(jī)碳化鎢車針磨除頰側(cè)或舌側(cè)牙釉質(zhì)，預(yù)備至牙本質(zhì)面。丙烯酸樹脂包埋牙體制作25 mm×10 mm×15 mm的長方體試件，并暴露牙測試面。流水沖洗下依次使用120目、400目（砂粒分別為125 μm、35 μm）的碳化硅砂紙打磨牙面（各1 min），橡皮杯、浮石粉徹底清潔牙面以獲得均勻的、光滑的標(biāo)準(zhǔn)粘接面，然后儲存在室溫蒸餾水中備用。

熱處理方法制作熱凝樹脂試件，硅橡膠模具制作聚合瓷試件。CAD/CAM樹脂試件由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及機(jī)械加工法直接切割制作完成。試件均為直徑4 mm，高4 mm的圓柱形，超聲清洗試件5 min，并用酒精棉球清洗粘接面，流水沖洗后吹干試件表面。

1.4 粘接

參照文獻(xiàn)［7］的方法，用不透明膠帶（孔徑4 mm）覆蓋牙本質(zhì)測試面來限定粘接面積，涂抹一薄層Scotchbond通用型粘接劑，反復(fù)涂擦20 s，氣槍吹干5 s，光照10 s，然后在牙本質(zhì)測試面的不透明膠帶環(huán)內(nèi)注入RelyXTMUltimate樹脂水門汀，將試件中心與膠帶環(huán)中心重合就位，保持手指恒定壓力（10 N）下垂直向加壓［8］，LED燈光照20 s。

1.5 SBS測試和掃描電鏡觀察

試件存于（37±2）℃蒸餾水中，24 h后將試件固定在萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上（圖1）。將加載頭平行并緊密貼合粘接面，加載速度為1 mm/min，記錄剪切斷裂時(shí)最大負(fù)荷數(shù)。按照公式P=F/S（P為試件的SBS，F(xiàn)為試件脫落時(shí)所承受的剪切力，S為試件的橫截面積；單位為MPa）計(jì)算SBS。掃描電子顯微鏡下觀察3種試件處理前、牙本質(zhì)粘接斷面及試件粘接斷面的形態(tài)。

1.6 體視顯微鏡觀察

使用體視顯微鏡（20 倍）觀察試件粘接界面斷裂模式。粘接界面斷裂模式［9］主要表現(xiàn)為3種，包括：（1）界面破壞，剪切后試件表面無粘接劑殘留；（2）內(nèi)聚破壞，樹脂內(nèi)聚斷裂；（3）混合破壞，既有界面破壞，又有內(nèi)聚破壞。統(tǒng)計(jì)3組試件破壞形式及數(shù)量并計(jì)算百分比。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量數(shù)據(jù)采用±s表示，3組間比較采用單因素方差分析，P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組SBS比較

結(jié)果顯示，熱凝樹脂、聚合瓷、CAD/CAM樹脂的SBS分別為（4.84±0.95）MPa、（11.20±1.49）MPa、（5.93±1.81）MPa。與熱凝樹脂組和CAD/CAM樹脂組比較，聚合瓷組的SBS顯著增高（P＜ 0.05）；而熱凝樹脂組與CAD/CAM樹脂組SBS比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05）。

2.2 3組掃描電鏡觀察結(jié)果比較

結(jié)果顯示，熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂粘接前表面均較光滑；而聚合瓷粘接前表面有一定粗糙度，可以看到微孔、打磨痕跡。聚合瓷表面粗糙可增加其與樹脂粘接劑的機(jī)械鎖合，可見聚合瓷粘接強(qiáng)度較高。熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂牙粘接斷面表面粗糙，局部略呈波紋狀，未見牙本質(zhì)小管結(jié)構(gòu)；而聚合瓷牙粘接斷面表面粗糙，可見牙本質(zhì)小管被粘接劑斑塊封閉。熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂試件粘接斷面表面略粗糙，分布裂紋，可見片狀粘接劑殘留或簇狀粘接劑斑塊殘留；而聚合瓷試件粘接斷面表面粗糙，可見微孔、突起及粘結(jié)劑殘留。見圖2。

圖2 3組掃描電鏡觀察結(jié)果比較×500

2.3 3組粘接界面斷裂模式比較

結(jié)果顯示，聚合瓷組粘接界面斷裂模式表現(xiàn)為內(nèi)聚破壞和混合破壞，而熱凝樹脂組和CAD/CAM樹脂組表現(xiàn)為界面破壞、內(nèi)聚破壞和混合破壞，見圖3。

圖3 3組粘接界面斷裂模式比較

3 討論

暫時(shí)修復(fù)體是向最終修復(fù)體移行前，用于改善前牙區(qū)美觀、保護(hù)牙髓免受機(jī)械物理刺激和細(xì)菌污染、維持修復(fù)空間和恢復(fù)咀嚼功能的修復(fù)體［10］。暫時(shí)修復(fù)體在口腔修復(fù)以及其他領(lǐng)域均有重要的臨床意義，咬牙合重建患者行永久固定修復(fù)之前，需長期的暫時(shí)冠恢復(fù)咬牙合，維持顳下頜關(guān)節(jié)的穩(wěn)定和協(xié)調(diào)，牙周冠延長術(shù)后應(yīng)用暫時(shí)冠輔助軟組織成形，誘導(dǎo)齦乳頭再生；正畸治療的患牙牙體缺損時(shí)應(yīng)用暫時(shí)冠恢復(fù)牙齒解剖形態(tài)，便于粘接托槽。因此，暫時(shí)修復(fù)體的材料選擇與穩(wěn)定粘接具有重要意義，可增強(qiáng)邊緣密合性，防止微滲漏，并顯著降低修復(fù)體破裂的風(fēng)險(xiǎn)［11］。評估修復(fù)體粘接強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)有拉伸粘接強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、微拉伸粘接強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、SBS實(shí)驗(yàn)及撓曲粘接強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)等。其中SBS實(shí)驗(yàn)最能代表口腔咀嚼實(shí)際情況，是最常用的測試方法［12］。因此，本研究采用SBS實(shí)驗(yàn)來測量熱凝樹脂、聚合瓷和CAD/CAM樹脂與牙本質(zhì)間的粘接強(qiáng)度。

聚合瓷屬于樹脂基陶瓷，與樹脂水門汀有相似的基質(zhì)成分，兩者之間能夠形成良好的化學(xué)結(jié)合，同時(shí)牙本質(zhì)粘接劑在潤濕的牙本質(zhì)表面可進(jìn)入膠原纖維網(wǎng)和牙本質(zhì)小管中，與牙本質(zhì)產(chǎn)生微機(jī)械鎖結(jié)，故產(chǎn)生較高的粘接強(qiáng)度。諸多研究［13-14］表明聚合瓷與樹脂水門汀具有較高的SBS。熱凝樹脂、CAD/CAM樹脂的主要成分均為聚甲基丙烯酸甲酯，難以形成化學(xué)結(jié)合，相較聚合瓷很難獲得較高的粘接強(qiáng)度，本研究結(jié)果顯示，與熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂比較，聚合瓷的SBS顯著增高（P＜ 0.05）；而熱凝樹脂與CAD/CAM樹脂的SBS比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05），與STAWARCZYK等［15］研究結(jié)果一致。

已有研究［16］表明，樹脂基陶瓷材料和全瓷托槽的剪切粘接力較聚甲基丙烯酸甲酯類暫時(shí)冠修復(fù)材料高。因此，盡管CAD/CAM樹脂修復(fù)體與熱凝樹脂的SBS比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05），但CAD/CAM樹脂的粘接強(qiáng)度略高于熱凝樹脂。另外，RAYYAN等［17］研究表明與手工制作的暫時(shí)修復(fù)體相比，CAD/CAM暫時(shí)修復(fù)體表現(xiàn)出更好的顏色穩(wěn)定性，更高的機(jī)械性能，適用于長期的暫時(shí)修復(fù)；而且CAD/CAM技術(shù)制作出的修復(fù)體精度已經(jīng)超過了傳統(tǒng)手工加工出的修復(fù)體，邊緣密合度更好［18-19］。因此，CAD/CAM樹脂暫時(shí)修復(fù)體在很多方面均優(yōu)于熱凝樹脂，臨床應(yīng)用更廣泛。但研究［15］顯示CAD/CAM樹脂暫時(shí)修復(fù)體與樹脂水門汀間粘接強(qiáng)度較差，與本研究結(jié)果一致。

掃描電鏡結(jié)果顯示，聚合瓷表面有一定的粗糙度，存在可用于機(jī)械固位的凹陷有利于樹脂水門汀產(chǎn)生微機(jī)械鎖結(jié)，從而產(chǎn)生了較高的粘接強(qiáng)度。而熱凝樹脂與CAD/CAM樹脂表面較光滑，機(jī)械固位力差，故粘接強(qiáng)度均低于聚合瓷。剪切測試中試件的界面破壞能較準(zhǔn)確地反映粘接界面的真實(shí)信息，內(nèi)聚破壞或混合破壞為粘接所期望的斷裂形式，說明粘接強(qiáng)度超過了粘接劑或被黏體的內(nèi)聚能［9］。本研究結(jié)果顯示，聚合瓷的斷裂方式主要為內(nèi)聚破壞和混合破壞，無界面破壞，與SBS實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致?？梢娋酆洗烧辰咏缑姹憩F(xiàn)出較理想的斷裂形式，推測試件表面形態(tài)與粘接強(qiáng)度可能存在一定程度的關(guān)聯(lián)。

綜上所述，與熱凝樹脂和CAD/CAM樹脂比較，聚合瓷表面粗糙，具有較高的粘接強(qiáng)度，可作為長期的暫時(shí)修復(fù)材料應(yīng)用于臨床。但也有研究［20-22］顯示，CAD/CAM樹脂具有成本低、顏色穩(wěn)定、加工周期短等特點(diǎn)，臨床應(yīng)用也越來越廣泛，可通過對表面進(jìn)行預(yù)處理來提高粘接強(qiáng)度［23］。本研究未對3種材料進(jìn)行預(yù)處理，哪種預(yù)處理方法既能提高粘接強(qiáng)度又不影響修復(fù)體的美學(xué)性能和長期穩(wěn)定性，有待進(jìn)一步的臨床觀察和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。