钻针类型对自酸蚀牙本质粘接强度的影响
时间：2023-06-27 20:55:02 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
张玉玮 王文洁 栗 智 李冬雪 伍小臻
全冠、嵌体等各类固定修复体的最终目标是在修复体和牙体预备体之间建立一个长久的粘接固位。牙体预备的器械对牙本质的表面特性发挥重要作用，进而对修复体的粘接固位产生影响[1]。随着材料与技术的发展，用于牙体预备的钻针类型越来越多。临床上常用的钻针类型分为钨钢钻针和金刚砂钻针[2]。当使用钻针进行牙体预备时，牙本质表面通过研磨作用产生粗糙的碎片，形成玷污层[3]。使用各种仪器预备牙本质表面产生厚度和性质不同的玷污层[4]。本课题组既往研究证实，比较金刚砂钻针预备牙本质，钨钢钻针预备后的牙本质表面润湿性更强，观察到更均匀的玷污层和更少的玷污层碎片[5]。
全酸蚀粘接系统去除玷污层和玷污层碎片，而自酸蚀系统侵蚀性弱，使玷污层部分脱矿并使其残留物并入混合层[6]。在牙本质自酸蚀粘接系统中，薄的玷污层表面比厚的玷污层表现出了更强的树脂渗透[7]。自酸蚀粘接的有效性可能受到玷污层的厚度、密度或质量的影响[8]。因此推测，牙本质自酸蚀粘接强度可能会受到钻针类型的影响。
本研究选择3种涡轮钻针在制备的牙本质表面模拟牙体预备，分别测量自酸蚀树脂粘接水门汀和自粘接树脂水门汀与牙本质表面的粘接强度。探讨牙体预备钻针类型对牙本质粘接性能的影响，以期为临床提供参考。
1.牙本质表面试件制备：离体牙的选择：新鲜拔除的牙冠完整、无龋坏、无修复体、无明显磨耗及牙本质裂纹的人第三磨牙30颗，浸泡于含0.02%(质量分数)叠氮化钠的0.9%氯化钠溶液中4℃保存，拔除后1个月内使用。
2.离体牙的包埋与去釉：将离体牙用红色打样膏(中国上海荣祥齿科材料有限公司)包埋，使用低速精密切割机(Isomet，美国Buehler公司)，在25℃水冷却下去除牙合面釉质，暴露浅层牙本质。
3.实验分组：采用随机数字表法将30颗离体牙试件分为3组(表1)：牙体预备用钨钢钻针组、磨光用金刚砂钻针组、牙体预备用金刚砂钻针组，每组各10颗(图1)。同一操作者使用电动手机(Optima MCX-LED，瑞士Bien-Air公司)，相同转速(150000r/min)、相似轻压力的条件下，沿同一个方向磨除牙合面牙本质，重复20次，每预备一颗牙使用1个新的钻针。预备完成后，将离体牙试件在低速精密切割机下纵切+横切，切得1mm厚度的半圆形牙本质片。1颗离体牙可制得2片牙本质试件，分别使用自酸蚀粘接水门汀Panavia F2.0(日本Kuraray公司)或自粘结树脂水门汀SAC(日本Kuraray公司)完成粘接，试件共分为6组，每组10个试件，具体分组详见表2。
表1 牙体预备的钻针类型
图1 本研究选择的3种钻针A.牙体预备用钨钢钻针；
B.磨光用金刚砂钻针；
C.牙体预备用金刚砂钻针
表2 粘接实验分组(n)
4.粘接步骤：(1)制作树脂试件：使用3mm×5mm的聚四氟乙烯管制作成内径3mm、高度3mm的模具，将树脂材料(日本Kuraray公司)填入聚四氟乙烯模具中压实，并用光固化灯(美国3M公司)固化，得到直径3mm、高度3mm的圆柱形树脂试件，其中一端喷砂处理，无水乙醇和去离子水分别超声清洗5min，气枪吹干备用。(2)自酸蚀树脂水门汀Panavia F2.0粘接过程：各取1滴A液和B液在混合调合板上混合，并用小刷头涂布于牙本质面，放置30s后吹干，将调合好的复合树脂A、B膏涂布于树脂试件的喷砂面，轻轻将树脂试件放在牙本质粘接面上，使牙本质试件的中心与树脂试件中心相对，再用1个500g的砝码压在树脂试件上，并让砝码的重心尽可能通过树脂试件的重心。去除多余的水门汀，光固化灯均匀照射20s。将已经制作好的试件放置于37℃恒温去离子水中保存24h。(3)自粘接树脂水门汀SAC粘接过程：将调合好的复合树脂A、B糊剂涂布于树脂试件的喷砂面，轻轻将树脂试件放在牙本质粘接面上，让树脂试件的中心与牙本质试件中心相对，再用1个500g的砝码慢慢压在树脂试件上，并让砝码的重心尽可能通过树脂试件的重心。去除多余的水门汀，LED光固化灯均匀照射20s。将已经制作好的试件放置于37℃恒温去离子水中保存24h。
5.剪切粘接强度实验：将试件固定于特制的剪切强度测试夹具上，再将夹具固定于万能力学试验机(日本Shimadzu公司)上(图2)，剪切应力的加载速度为1mm/min，试件断裂的载荷记为最大载荷(F)。剪切粘接强度(shear bond strength, SBS)计算为最大载荷除以树脂试件的横截面积(S)：SBS=F(N)/S(mm2)，单位为兆帕(MPa)。
图2 剪切粘接强度实验模式图
6.断裂模式观察：使用体视显微镜(日本Nikon公司)观察断裂模式。断裂模式有如下3类：①粘接断裂：断裂发生在粘接界面；
②树脂内聚断裂：断裂发生在复合树脂或粘接树脂内；
③混合断裂：断裂部分发生在界面、部分发生在树脂或者牙本质。
1.不同钻针组粘接强度差异：将试件按不同钻针类型分为3组，牙体预备用钨钢钻针组的的牙本质表面粘接强度为13.06±1.35MPa，磨光用金刚砂钻针组的牙本质表面粘接强度为10.45±1.69MPa，牙体预备用金刚砂钻针组的牙本质表面粘接强度为10.36±1.35MPa。经过单因素方差分析，3组之间整体比较差异有统计学意义(F=19.63，P<0.001)。经组间两两比较，钨钢钻针组的牙本质表面粘接强度与两金刚砂钻针组之间比较差异有统计学意义，但金刚砂两组之间牙本质表面粘接强度比较差异无统计学意义(P>0.05)，牙体预备用钨钢钻针组的牙本质粘接强度大于磨光用金刚砂钻针组和牙体预备用金刚砂钻针组。
2.不同树脂粘接水门汀组粘接强度差异：将试件按不同树脂粘接水门汀分为两组，Panavia F2.0组试件的牙本质表面粘接强度为11.48±2.09MPa, SAC组的牙本质表面粘接强度为11.09±1.75MPa。经过独立样本t检验，两组之间整体比较差异无统计学意义(t=0.748，P>0.05)。
3.钻针类型和树脂粘接水门汀双因素分析：6组牙本质表面粘接强度详见图3。经过双因素方差分析，不同钻针类型之间粘接强度整体比较差异有统计学意义(P<0.05)，不同树脂粘接水门汀之间粘接强度整体比较，差异无统计学意义(P>0.05，表3)。
图3 不同组牙本质剪切粘接强度
表3 双因素方差分析结果
4.断裂模式结果：6组试件的断裂模式情况详见图4。各组主要断裂模式均为粘接断裂，其次为混合断裂，少部分为树脂内聚断裂。
图4 断裂模式分布图
在临床上，牙本质表面的特征外观影响因素较多，比如牙体预备的步骤、牙体组织的硬度、使用的涡轮手机及其转速、钻针类型和冷却水的强度等[9]。本研究在处理牙本质的过程中，控制了预备步骤，涡轮手机及转速和25℃水冷却等因素，同一操作者使用不同类型但直径、锥度和尖端设计相同的钻针，测量操作者进行牙本质预备过程中牙本质牙合面受到的压力。在牙体预备精修过程中，钻针对牙体组织牙合面施加的适宜压力为0.20～0.40N[10]。
金刚砂钻针研磨牙本质在表面产生细槽，钨钢钻针对牙本质表面发挥切割作用。当使用钻针进行牙体预备时，切削牙体组织产生的热使有机质变性，变性的有机质和切削出的牙体组织粉末与牙本质小管溢出液、唾液和细菌等，覆盖在牙本质表面形成玷污层[11]。研究者发现，比较磨光用金刚砂钻针及牙体预备用金刚砂钻针，牙体预备用钨钢钻针预备的牙本质表面玷污层更薄、更均匀光滑、玷污层碎片更少，由此推测使用不同类型钻针进行牙体预备会影响自酸蚀牙本质粘接强度，这也与本试验研究得到的结果一致。
本研究将离体牙试件一分为二制得的2个半圆形中层牙本质试件，粘接过程中尽量使树脂试件的中心与牙本质试件的中心相对，以保证同一颗牙粘接部位一致，可以减少牙本质本身性质引起的误差，并且在实验过程中采用自身对照的方法将同一颗牙分别与两种自酸蚀树脂水门汀粘接，最大程度上减小了离体牙本身对实验结果的影响。粘接系统对牙本质的粘接机制是微机械的，通过单体浸润和聚合进入表面，形成树脂-牙本质混合层[12]。实验中选择的粘接水门汀为自酸蚀树脂粘接水门汀和自粘结树脂粘接水门汀[13]。Panavia F2.0属于两步法自酸蚀、双重固化型树脂粘接水门汀。SAC属于一步法自酸蚀粘接树脂水门汀，又可以称为自粘接树脂粘接水门汀，可将酸蚀、牙本质处理、粘接一步完成，简化了操作步骤，并且方便临床使用。
在当前条件下，剪切和拉伸实验测试得出的对应剪切粘接强度和拉伸粘接强度在一定程度上均可以较好地反映粘接强度的情况[14]。本部分实验选择剪切强度测试而没有选择微拉伸强度测试的原因为对于粘接树脂水门汀，剪切强度测试是用于评价粘接树脂水门汀粘接性能的常用方式，其优点为操作简单、技术敏感度小、测试结果可靠，并且微拉伸强度测试的步骤较多，导致在实验过程中可能造成偏移的因素增多，技术敏感度高，测试结果误差可靠性略差。在剪切粘接实验中，万能力学试验机的加载速度将会影响测量得到的粘接强度数值，测定牙本质粘接试件时，加载速度过小或者过大都会明显降低剪切粘接强度[15]。本实验选择了普遍使用的加载速度1.0mm/min，并且在实验设计过程中，使加载头尽量接近粘接界面，减小扭矩，使结果能更真实地反映出SBS。
完成实验分组、操作、测量后，在对结果进行数据分析的过程中，本研究首先将结果按照不同钻针类型分为3组，统计使用不同类型钻针牙体预备对于即刻粘接强度的影响，然后将数据结果按不同树脂水门汀分为两组，统计不同树脂粘接水门汀对于即刻粘接强度的影响，最后对不同钻针和不同粘接水门汀两个因素进行6组间比较，使用双因素方差分析方法，结果表明，当控制树脂粘接水门汀因素时，钻针类型对即刻自酸蚀粘接强度的影响差异有统计学意义；
而当控制钻针类型因素时，两种树脂粘接水门汀对即刻粘接强度的影响差异无统计学意义。无论使用Panavia F2.0自酸蚀树脂水门汀还是SAC自粘接树脂水门汀，牙体预备用钨钢钻针组的即刻粘接强度均大于牙体预备用金刚砂钻针组和磨光用金刚砂钻针组。
粘接性能的评价指标除了粘接强度外，还有断裂模式。本研究中出现的断裂模式有：粘接断裂、混合断裂和树脂内聚断裂。树脂内聚断裂代表断裂的区域位于树脂水门汀内部，此时树脂柱和牙本质表面均可以观察到残留的树脂水门汀，此时测得的粘接强度取决于树脂内聚强度的大小，并不能代表真实的粘接强度。混合断裂表示断裂的位置部分在粘接界面，部分在树脂水门汀内部，可能是由于粘接界面中存在着不同的应力，产生应力不平衡，从而呈现出混合断裂的结果。粘接断裂表示断裂的区域在粘接界面。严格地说，树脂牙本质界面发生粘接断裂时测得的粘接强度最真实。本实验中每组最主要的断裂方式均为粘接断裂模式，说明本部分实验的结果接近真正的即刻剪切粘接强度，可靠性较强。
综上所述，在本实验的条件下，比较两种金刚砂钻针，钨钢钻针预备的牙本质表面与自酸蚀类树脂粘接水门汀的粘接强度更高。
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