光固化大塊充填樹脂厚度對透明度及透光性的影響

楊家雪，陳桂蘭，吳大明，陳 晨，謝海峰

傳統(tǒng)光固化復(fù)合樹脂因受限于光固化裝置的光強(qiáng)隨材料厚度增加而嚴(yán)重衰減的現(xiàn)象被推薦使用分層充填技術(shù)[1]。然而，分層充填較為耗時，充填過程中還可能引入氣泡，造成遠(yuǎn)期材料性能下降，進(jìn)而導(dǎo)致充填修復(fù)的失敗[2-3]。為解決這一問題，制造商推出了大塊充填樹脂，宣稱其可實現(xiàn)一次性充填固化4～6 mm的效果[4-5]。但是，光在復(fù)合樹脂介質(zhì)中的透過率會隨著充填深度的增加而下降，光強(qiáng)度便會有一定的衰減[6-7]，底部樹脂接收的光能不足會造成基底部樹脂固化不全，進(jìn)而影響修復(fù)體的臨床預(yù)后[8]。因此，當(dāng)新型的大塊充填樹脂應(yīng)用至臨床時，研究不同厚度的大塊樹脂材料的透明度及透光性隨深度的變化是必要的。目前，關(guān)于新型的大塊充填樹脂的透明度及透光性與厚度的關(guān)系的研究較少。本研究即評價兩種新型大塊充填樹脂產(chǎn)品在1、2、3和4 mm 4種厚度條件下的透明度及透光性，為臨床該類樹脂的進(jìn)一步應(yīng)用提供實驗資料。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

大塊充填樹脂Tetric N-Ceram Bulk Fill (TBF)和Filtek Bulk-fill Flowable (FBF)；傳統(tǒng)光固化復(fù)合樹脂F(xiàn)iltek Z100 (Z100)和Filtek Z250 (Z250)；光固化燈(3M ESPE，美國)；牙科色度計(ShadeEye，Shofu，日本)；電子卡尺(MNT-150，美耐特，上海)；光強(qiáng)測試儀器checkMARC (checkMARC公司，美國)。4種樹脂材料的成分見表1。

表1 本實驗所用復(fù)合樹脂成分

1.2 試件準(zhǔn)備和分組

將直徑為4 mm，厚度分別為1、2、3和4 mm的尼龍墊圈模具置于玻璃板上，孔洞內(nèi)填入樹脂并于表面覆蓋聚酯薄膜，玻璃板加壓，去除多余樹脂。光固化燈分別對傳統(tǒng)光固化樹脂、大塊充填樹脂雙面持續(xù)光照40、20 s。取出試件后使用電子卡尺進(jìn)行測量，以控制試件最終厚度的誤差范圍小于0.1 mm。每種樹脂不同厚度各制作5片試樣，置于37 ℃恒溫水浴鍋內(nèi)避光保存24 h。

1.3 透明度測定

1.4 透光性測定

將上述試件置于光強(qiáng)測試儀checkMARC上，光固化燈置于試件的頂部，在儀器所連接的軟件上直接讀取每種樹脂不同厚度下所獲得輻照度值(T)。每個試件測量3次，取平均值。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

在SPSS 21.0統(tǒng)計軟件(SPSS Inc，美國)中，采用單因素方差分析及均值間的Tukey’s post-hoc LSD多重比較軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，以評價厚度對樹脂透明度及透光性的影響，P<0.05為差異具有顯著性。

2 結(jié) 果

2.1 透明度結(jié)果

4種樹脂不同厚度的透明度比較見表2。光透過4種復(fù)合樹脂后，各復(fù)合樹脂的透明度均隨厚度的增加而降低，各組間也均有顯著差異。此外，同一厚度下，TBF和FBF的TP均較Z100和Z250高，且光透過3 mm厚的FBF所獲TP值高于透過2 mm厚的Z100和Z250的TP值。

表2 4種品牌樹脂不同厚度下的透明度統(tǒng)計結(jié)果

透明度測試的多重比較結(jié)果顯示，光透過4 mm厚的FBF以及3 mm厚的TBF所獲得的TP值與透過2 mm厚的Z100和Z250的TP值相比均無差異(P=1.00)；光透過4 mm厚的TBF所獲得的TP值與透過3 mm厚的Z100和Z250的TP值相比無差異(P=0.25，P=1.000)。除以上外，大塊充填樹脂各組與傳統(tǒng)樹脂各組所獲得的TP值相比均具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2.2 透光性結(jié)果

4種樹脂不同厚度的透光性比較見表3。光透過4種樹脂后的T值均隨厚度的增加而下降。對4種樹脂在同一厚度下的T值進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，TBF和FBF的T值高于Z100和Z250的T值。

表3 4種品牌樹脂不同厚度下的透光性統(tǒng)計結(jié)果

透明度測試的多重比較結(jié)果顯示，大塊充填樹脂各組與傳統(tǒng)樹脂各組所獲得的T值相比均具有統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.00)。

3 討 論

本實驗采用傳統(tǒng)的光固化復(fù)合樹脂F(xiàn)iltek Z100和Filtek Z250，同樣以一次性充填技術(shù)制備出3 mm及4 mm試件，同大塊充填樹脂Tetric N-Ceram Bulk Fill和Filtek Bulk-fill Flowable進(jìn)行透明度及透光性的比較，以評價厚度對兩參數(shù)的影響。因復(fù)合樹脂本身的顏色也會對透明度造成影響[9]，本實驗所選取的兩種樹脂均為A系列，在品牌、配方等不一致的條件下，盡可能地減少因樹脂本身顏色對實驗結(jié)果的影響。國際照明委員會 CIEL*a*b*(1976)標(biāo)準(zhǔn)色度體系是目前口腔領(lǐng)域最常用的表色系統(tǒng)[10]，其中L*為垂直軸，表示明度；a*、b*均為水平軸，分別代表紅綠軸、黃藍(lán)軸上顏色飽和度，決定了物體的色相[9]。本實驗通過測量TP值來確定復(fù)合樹脂的顏色特性。TP越大，材料的實際透明度就越高，且當(dāng)一種材料的顏色具有最佳的透明度時，修復(fù)體將與牙齒結(jié)構(gòu)高度相似，滿足審美要求[11]。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4種樹脂的透明度均隨厚度的增加而下降，在同一厚度下，TBF和FBF透明度值均較Z100和Z250高，且光在透過3 mm厚的FBF試件后所獲得的透明度值明顯高于透過2 mm厚的Z100和Z250所獲得的值。隨著透明度的提高，TBF和FBF的透光性也明顯優(yōu)于Z100和Z250，這可能要歸因于制造商為達(dá)一次性充填4～6 mm的目的而對大塊充填樹脂中所含填料成分作出的改變。根據(jù)以往研究，無機(jī)填料作為復(fù)合樹脂的分散相和增強(qiáng)相，適當(dāng)?shù)卦黾犹盍系暮靠商岣邩渲瑱C(jī)械性能[12-13]，但填料含量、粒徑大小和分布等會影響光線在樹脂內(nèi)部的透射行為，從而影響樹脂的透光性[14]。Z100和Z250所包含的填料粒徑為0.01～3.50 μm，是前后牙通用型復(fù)合樹脂，具有優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的美觀性[15-16]。然而，如表1所示，Z100和Z250的填料含量分別為70%～80%、75%～85%，填料所占比例越大，則其與有機(jī)基質(zhì)的接觸面積越大，光在填料-基質(zhì)界面的散射量也會越大[17]。不同于傳統(tǒng)樹脂Z100和Z250，流動型大塊充填樹脂F(xiàn)BF則通過降低填料含量(64.5%)的方式增大光透過率，提高樹脂的透明度。盡管TBF中無機(jī)填料的含量也高達(dá)80%，但其中17%屬于預(yù)聚合填料，直徑達(dá)50 μm[18]，其通過增加無機(jī)填料的尺寸降低了與有機(jī)基質(zhì)間比表面積，從而增大光透過率，提高復(fù)合樹脂的光固化效果。

此外，TBF還添加了新型光敏引發(fā)劑Ivocerin，屬于苯甲酰鍺衍生物，相較于Z100和Z250包含的傳統(tǒng)引發(fā)劑樟腦醌更具光固化活性[19-20]，具有縮減固化時間和增加固化深度的潛力。苯甲酰鍺衍生物無需添加叔胺作為共引發(fā)劑，而后者已被證實受紫外線等條件作用一定時間后會導(dǎo)致固化材料發(fā)黃[19]。因此，這種新型的光敏引發(fā)劑的應(yīng)用對材料的長期顏色穩(wěn)定性也是有利的。

通過上述分析，我們發(fā)現(xiàn)，在本實驗中，不論何種品牌樹脂，其透明度及透光性均隨樹脂厚度的增加而下降。但同一厚度下，TBF和FBF的透明度及透光性均優(yōu)于Z100和Z250，即使在透過3、4 mm的樹脂層后，透明度仍與透過2 mm的Z100和Z250相當(dāng)，認(rèn)為新型的大塊充填樹脂較傳統(tǒng)光固化復(fù)合樹脂的透明度及透光性均有顯著提高，使得一次性充填固化4～6 mm具備了基本條件。

不過，本實驗作為體外實驗尚不能模擬臨床充填修復(fù)過程，盡管大塊充填樹脂的透明度增加、透光性提高，但復(fù)合樹脂良好性能的獲取除與樹脂本身有關(guān)外，還與臨床醫(yī)師的規(guī)范操作密切相關(guān)，如嚴(yán)格的隔濕、光照距離、光照時間等。因此，仍需要根據(jù)廠家要求嚴(yán)格規(guī)范操作。此外，對于透光性提高的大塊充填樹脂的機(jī)械性能、固化程度等方面的表現(xiàn)也有待進(jìn)一步研究。