自粘接樹脂水門汀在模擬根管內(nèi)的硬度變化

丁虹 蘭衛(wèi)東 孟翔峰

（1.南京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·南京市口腔醫(yī)院 修復(fù)科；2.口腔內(nèi)科，南京210008）

臨床常用樹脂水門汀將成品金屬樁或纖維樁黏固在殘根殘冠的根管中，從而為冠橋修復(fù)體提供支持。有限元分析顯示：樁冠修復(fù)體在功能載荷下的最大剪切應(yīng)力集中在牙根管壁-樹脂水門汀-根管樁界面[1]。因此對樁冠的穩(wěn)定支持一方面來自樹脂水門汀與牙根管壁、根管樁的良好粘接，另一方面必須保證樹脂水門汀能夠充分聚合獲得良好的機械性能[2-3]。自粘接樹脂水門汀自身含有酸性功能單體，能夠直接與牙本質(zhì)產(chǎn)生有效結(jié)合，這將極大地簡化根管樁黏固的臨床操作步驟。但自粘接樹脂水門汀在根管內(nèi)的聚合能力和機械性能是否能滿足根管樁黏固的要求，仍然需要研究來證實。顯微硬度既可以作為樹脂材料物理性能的指標，也可以用來間接評價樹脂材料的聚合度[4]。因此本研究的目的是對自粘接樹脂水門汀與通用型樹脂水門汀在模擬根管內(nèi)雙重固化后的硬度發(fā)展變化進行比較，為前者在根管樁黏固中的應(yīng)用提供臨床參考。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

雙重固化自粘接樹脂水門汀A（RelyX Unicem）和B（BisCem）以及雙重固化通用型樹脂水門汀C（DUOLINK）的主要成分見表1。

1.2 試件制備

試件制作流程見圖1。將表面貼有黑色聚酯薄膜的不銹鋼板（長15 mm、寬5 mm、高1 mm）緊密蓋于不銹鋼坯體（長15 mm、寬5 mm、高2.5 mm）單端開口的半圓柱形槽溝（直徑3 mm、長12 mm）上，以黑色膠帶固定纏緊。將3種材料從模具開口端注滿槽溝，立即將透明玻璃片（0.12 mm厚，松浪玻璃制品有限公司，日本）緊密覆蓋在槽溝開口端擠壓出多余的樹脂。使用LED光固化燈（光輸出強度1 250 mW·cm-2，導(dǎo)光棒頭部直徑7.5 mm，有效波長范圍420～480 nm，賽特力公司，法國）緊貼玻璃片以最大輸出強度對試件持續(xù)照射20 s。每種材料共有5個試件，避光保存在37 ℃生化培養(yǎng)箱中（SPX-80，上海博泰實驗設(shè)備有限公司）。首次測量前（光照射后25 min）打開蓋板，暴露出樹脂的縱斷表面（寬3 mm，長12 mm），使用拋光系統(tǒng)（Sof-LexTM，3M ESPE公司，美國）將樹脂表面約0.2 mm的氧阻聚層去除，并形成平滑鏡面?zhèn)溆?。除測量時外，試件皆避光恒溫保存。

表1 材料的主要成分Tab 1 Main compositions of test materials

圖1 試件制作流程圖Fig 1 Flow chart of the specimens preparation

1.3 努氏顯微硬度測量

分別于光照射后0.5、24、120 h，使用努氏顯微硬度儀（HV-1000，上海尚材試驗機廠）測量樹脂拋光表面上距離槽溝開口端1～10 mm處，以1 mm為間隔，共10個測量深度處的努氏顯微硬度值。努氏硬度壓頭的加載力為25 g，加載時間為30 s。在40倍率的光學(xué)顯微鏡下測量壓痕長對角線長度，并通過硬度儀自動計算程序獲得努氏顯微硬度值（MPa）。在每一個深度的不同位置測量3次，取其平均值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 16.0軟件分析數(shù)據(jù)，對每組材料光照后3個時間點在10個測量深度的硬度值及3組材料相同深度測量的硬度值進行單因素方差分析和Student-Newman-Keuls（SNK）法兩兩比較。

2 結(jié)果

每組材料光照射后0.5、24、120 h的10個測量深度的硬度值見表2。3種材料的硬度值隨模擬根管深度的增加而降低（P＜0.001），其中A組在5 mm及以下各深度的硬度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，B和C組在4 mm及以下各深度的硬度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這個趨勢沒有受到光照后時間變化的影響。在相同測量深度條件下，A、B和C組在光照后0.5 h內(nèi)的硬度值增量大于0.5～24 h和24～120 h兩個時間段的增量（P＜0.05），24 h后3組材料的硬度值達到或接近最大值。A和C組各自光照射后24 h和120 h的硬度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），而B組光照射后120 h的硬度值顯著大于24 h時的硬度值（P＜0.05）。光照后0.5 h，C組在各測量深度的硬度值均顯著高于A和B組（P＜0.001）。光照后120 h，除了A、C兩組在1 mm測量深度的硬度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義外，C組在各測量深度的硬度值均顯著高于A和B組（P＜0.001）。

每組材料光照后120 h在1 mm測量深度的硬度值為組內(nèi)最大值，將其標記為100%，組內(nèi)各時間點1～5 mm測量深度的硬度值與之比較獲得的百分比值見表3。C組在3個時間點各測量深度的硬度值百分比高于A和B組。各組各測量時間點5 mm測量深度的硬度值百分比明顯低于1 mm測量深度的百分比值。

表2 每組材料在3個測量時間點10個測量深度的硬度值Tab 2 Microhardness of test materials at 3 time points in 10 depth MPa,±s

表2 每組材料在3個測量時間點10個測量深度的硬度值Tab 2 Microhardness of test materials at 3 time points in 10 depth MPa,±s

樹脂水 照射后深度/mm門汀時間/h12345678910 A0.550.36±0.52 35.90±1.08 26.24±2.12 19.10±0.79 12.26±0.64 11.78±0.85 12.49±0.67 11.84±0.90 11.63±0.86 11.39±0.77 2464.99±0.76 51.32±1.67 32.37±1.58 21.93±1.23 15.11±1.32 14.19±1.93 14.29±1.53 14.21±1.63 14.18±1.63 14.37±1.74 12065.88±0.93 52.35±1.45 32.87±0.84 22.80±1.31 15.23±0.77 14.87±1.49 14.89±1.63 14.51±1.85 14.53±1.66 14.39±1.63 B0.536.41±1.90 34.10±1.88 23.95±1.72 17.18±1.51 15.76±0.92 15.84±0.74 15.33±0.85 15.06±0.65 14.80±0.70 14.94±0.72 2453.42±1.34 41.31±1.40 28.54±1.83 19.77±1.23 18.41±1.49 18.25±1.05 18.04±0.85 17.89±0.75 17.46±0.77 17.52±0.79 12055.31±2.18 46.73±3.40 33.62±1.80 22.82±2.84 21.09±2.21 20.05±1.80 20.07±1.80 19.37±1.25 19.10±1.26 18.86±1.13 C0.557.85±1.35 57.10±0.74 50.12±1.51 40.92±1.51 41.12±0.74 41.60±0.73 41.46±1.08 41.72±0.66 41.58±0.71 41.04±0.87 2462.54±1.68 60.66±1.37 53.20±0.31 50.39±1.05 50.55±0.71 50.57±1.00 51.44±0.83 51.05±0.56 51.23±1.09 51.19±1.16 12063.29±1.85 60.85±1.23 53.86±0.35 51.27±0.81 51.27±0.93 51.29±0.91 51.63±0.82 51.67±0.91 51.45±0.94 51.89±0.76

表3 每組材料光照后3個時間點1～5 mm測量深度的硬度值占各自最大硬度值的百分比Tab 3 The ratio of 1-5 mm depth microhardness to the maximum microhardness of test materials at 3 time points %

3 討論

雙重固化樹脂水門汀是利用光固化來獲得良好的最初固位，再通過化學(xué)固化來完成在窩洞深處或更厚修復(fù)體下的樹脂水門汀的進一步固化。而隨著光照強度的衰減，雙重固化體系中化學(xué)固化成分的補償作用往往不足[2-3，5]。本研究中，隨著模擬根管深度的增加，光照射強度逐漸減弱，3組材料的硬度值也逐漸降低，化學(xué)固化沒有顯示出充足的補償作用。其原因為：一方面是由于光固化反應(yīng)速度比化學(xué)固化反應(yīng)速度快幾十倍至上百倍，光照后樹脂的黏滯性迅速升高，產(chǎn)生“籠效應(yīng)”，限制了自由基移動，從而抑制了化學(xué)固化反應(yīng)[6]；另一方面，可能是廠家為了保證足夠的臨床操作時間，化學(xué)引發(fā)劑在雙重固化樹脂材料中的比例受到限制，導(dǎo)致了化學(xué)固化能力不足。

研究顯示即使小于25 mW·cm-2的光照強度也能夠引發(fā)復(fù)合樹脂的光固化反應(yīng)[7]，因此如果測量深度不足，在雙重固化模式下很難判斷樹脂材料的聚合是否來自單純的化學(xué)固化反應(yīng)。本研究結(jié)果提示在模擬根管內(nèi)4～5 mm以下深度的光固化反應(yīng)不再被引發(fā)，其聚合反應(yīng)完全來自于化學(xué)固化成分。模擬根管內(nèi)1 mm深度處的光照強度最大，樹脂材料光固化對化學(xué)固化的抑制作用最大，因此在該處可以忽略化學(xué)固化成分對樹脂材料聚合度的影響[8]。在光照射后120 h，3組材料5 mm處硬度值與1 mm處硬度值間的百分比值分別是23.11%、38.13%、81.00%，這提示3種材料的化學(xué)固化效能是明顯不足的，尤其是自粘接樹脂水門汀。因此對于3組樹脂水門汀來說，光固化的作用至關(guān)重要，黏固根管樁時應(yīng)當(dāng)增加光照強度或延長光照時間使根管深處的樹脂水門汀獲得充分的聚合。

樹脂水門汀必須具有良好的機械性能才能夠有效地保證根管樁的穩(wěn)固，并將外力加載有效地傳導(dǎo)到根管壁。而樹脂水門汀的聚合度是影響其機械性能的重要因素。顯微硬度對于樹脂聚合度的變化非常敏感，聚合度的微小變化會使硬度值產(chǎn)生很大的變化[4，9]，但復(fù)合樹脂材料在填料和基質(zhì)成分上的差異也會影響硬度值，因此直接利用硬度值來評價不同復(fù)合樹脂材料間的聚合度是不可行的。在本研究中，同一種材料在各時間點各深度的硬度值與組內(nèi)最大硬度值的比例可以間接反映這種材料在各種條件下的聚合度。在本實驗條件下，每種樹脂水門汀化學(xué)固化的聚合度均低于雙重固化的聚合度，而自粘接樹脂水門汀RelyX Unicem和BisCem的聚合度在各個條件下均低于通用型樹脂水門汀DUOLINK。固化開始后的5～10 min內(nèi)RelyX Unicem和BisCem在雙重固化和化學(xué)固化兩種模式下都表現(xiàn)出很低的聚合度[10]。自粘接樹脂水門汀的材料結(jié)構(gòu)也許會導(dǎo)致較低的初始聚合度，因為其單體帶有酸性功能基團，化學(xué)固化引發(fā)體系必須由不含氨的還原系統(tǒng)和在酸環(huán)境中保持穩(wěn)定的氧化系統(tǒng)組成，因此其采用特殊的化學(xué)固化氧化還原體系，或者加入芳基硫酸鹽或硼酸鹽以消除酸性單體對化學(xué)固化的干擾[11]。另外，自粘接樹脂水門汀中的酸性單體與無機填料發(fā)生中和反應(yīng)產(chǎn)生水，水被再利用使酸性單體離子化，并非所有反應(yīng)生成的水被消耗，游離水將會干擾聚合反應(yīng)[12]。

通用型樹脂水門汀材料，無論是光固化類型、化學(xué)固化類型還是雙重固化類型，在固化開始后的最初0.5 h內(nèi)其硬度值增長速度最快，然后經(jīng)過緩慢增長，24 h后達到硬度的最大值[5]。本研究中通用型樹脂水門汀DUOLINK也表現(xiàn)出了這種典型的硬度變化特點，并且這種硬度變化特點沒有受到模擬根管深度的影響。而自粘接樹脂水門汀含有不同的氧化還原反應(yīng)體系，其雙重固化表現(xiàn)應(yīng)當(dāng)與通用型樹脂水門汀存在差異，本研究中RelyX Unicem的硬度變化特點與DUOLINK的基本一致；而BisCem的硬度值變化稍有不同。在樁冠修復(fù)的臨床操作中，從根管樁的黏固到暫時冠的完成，通常需要0.5 h，之后修復(fù)體將開始承受咬合力的載荷，因此樹脂水門汀在開始固化后0.5 h的機械性能至關(guān)重要。但光照后24 h樹脂水門汀的硬度值才能達到或接近最大硬度值，提示根管樁黏固后樁冠修復(fù)體的正常受力應(yīng)該延至24 h以后。

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