通用型粘接劑牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度的評(píng)估*

楊宇斌 朱 松

隨著粘接劑的發(fā)展，牙色修復(fù)體已變得越來越流行。牙科粘接劑提供了復(fù)合樹脂與牙齒硬組織的粘接，主要是牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)。幾十年前就已經(jīng)建立了對(duì)牙釉質(zhì)的良好和持久的粘接，然而，對(duì)牙本質(zhì)的粘接一直面臨著較多的挑戰(zhàn)[1]。

樹脂復(fù)合材料與牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)基質(zhì)的粘接機(jī)制看起來很相似，但本質(zhì)上是完全不同的。牙釉質(zhì)主要是均質(zhì)的，基本上由羥基磷灰石(HAp)組成，而牙本質(zhì)是異質(zhì)的，由HAp、膠原纖維和非膠原的牙本質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)組成，其中包括生物分子，如磷灰石、骨鈣素、骨細(xì)胞素、骨連接素等。此外，HAp 的晶體結(jié)構(gòu)和大小在牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)之間是不同的：HAp 晶體在牙釉質(zhì)中是六方柱狀，但在牙本質(zhì)中是板狀，相對(duì)較小。此外，牙本質(zhì)的含水量比牙釉質(zhì)高得多，這使得粘接更加復(fù)雜[2]。

1.粘接劑的種類及組成成分

粘接劑粘接強(qiáng)度的大小，很大程度上取決于粘接劑的種類及組成成分[3,4]。據(jù)報(bào)道，10-MDP的磷酸基具有與羥基磷灰石相互作用的能力，并對(duì)粘接劑-牙本質(zhì)粘接界面的長(zhǎng)期耐久性有重要作用[5]。

一些通用型粘接劑組分中含有10-MDP 等酸性功能單體，這些粘接劑無(wú)論是在全酸蝕和自酸蝕的粘接模式中，還是在即刻和老化后均具有良好且較為穩(wěn)定的粘接強(qiáng)度。10-MDP 的作用機(jī)制主要有兩個(gè)[6]：(1)10-MDP 通過與羥基磷灰石晶體中的鈣離子發(fā)生靜電相互作用形成難溶于水的穩(wěn)定的鈣鹽；(2)10-MDP 中的磷酸基團(tuán)與羥基磷灰石中相應(yīng)的磷酸基發(fā)生化學(xué)作用形成難溶性的鈣鹽。這些鈣鹽沉積于羥基磷灰石晶體的外表面，并將此含鹽的粘接劑涂層命名為“納米層”[7]。Yoshida 等[8]報(bào)道稱“納米層”的形成限制了牙本質(zhì)的進(jìn)一步脫礦，保護(hù)膠原纖維不被降解，使得粘接界面產(chǎn)生更牢固的結(jié)合，從而提高了粘接界面的機(jī)械強(qiáng)度[9]和長(zhǎng)期粘接耐久性。

粘接劑中的另一種功能單體聚烯酸共聚物(polyalkenoic acid copolymer，PAC)，可與羥基磷灰石中的鈣發(fā)生化學(xué)相互作用[10]。PAC 的這種自粘附性與粘接劑具有優(yōu)異的長(zhǎng)期粘接性能密切相關(guān)。并且PAC 可改善濕潤(rùn)牙本質(zhì)基質(zhì)表面粘接劑的穩(wěn)定性[11]，這對(duì)于全酸蝕粘接模式是十分重要的。

有研究顯示[12]，All-Bond Universal 粘接劑組分中缺少PAC，與Scotchbond Universal 相比，前者老化后的微拉伸粘接強(qiáng)度只有在自酸蝕粘接模式下較為穩(wěn)定，而在全酸蝕粘接模式下卻發(fā)生顯著下降。另外All-Bond Universal 比Scotchbond Universal 含有更多的溶劑(分別為30-60wt%與10-15wt%)，這導(dǎo)致混合層和粘接劑層中殘留的溶劑更多，阻礙了粘接劑單體的聚合，粘接劑的轉(zhuǎn)化率和微拉伸粘接強(qiáng)度降低[13]。Prime&Bond Elect不含10-MDP，但其在兩種粘接模式下冷熱循環(huán)老化中均表現(xiàn)出較好的粘接強(qiáng)度和耐久性，Prime&Bond Elect 以丙酮做為溶劑，而其他的粘接劑多用乙醇。含丙酮的粘接劑相對(duì)容易除去水分，因?yàn)樗墓卜形锖懈嗟乃趾透叩恼羝麎?。相反，含乙醇溶劑的粘接劑，具有增?qiáng)與膠原纖維的多肽形成氫鍵的能力，這將導(dǎo)致粘接劑中殘余水分不易清除。并且，Prime&Bond Elect 在自酸蝕模式下形成的混合層中沒有膠原纖維的降解，這也是其粘接強(qiáng)度及耐久性較好的原因[14]。

2.通用粘接劑粘接模式

通用粘接劑是在現(xiàn)有的一步自酸蝕粘接劑的一體化概念下設(shè)計(jì)的，并結(jié)合了臨床情況的多功能性。通用型復(fù)合樹脂粘接劑有兩種粘接模式：全酸蝕粘接模式和自酸蝕粘接模式。

在全酸蝕粘接模式中又分為三步或兩步兩種類型，在自酸蝕粘接模式中分為兩步或單步兩種類型[15]。全酸蝕粘接模式通常使用37%的磷酸作用于牙本質(zhì)表面，去除玷污層[16]，使其下方的牙本質(zhì)脫礦(約5～8μm)[17]，打開牙本質(zhì)小管，暴露管間和管內(nèi)的膠原纖維。在全酸蝕粘接模式下，通用型粘接劑與牙本質(zhì)的粘接機(jī)制體現(xiàn)在兩個(gè)方面：(1)在使用濕粘接技術(shù)保持膠原纖維網(wǎng)蓬松的前提下，液態(tài)的粘接劑滲透進(jìn)入牙本質(zhì)脫礦層，固化后包裹暴露的膠原纖維[18]；(2)磷酸的強(qiáng)酸性能有效地使牙本質(zhì)基質(zhì)脫礦，并通過形成混合層和樹脂單體滲透到牙本質(zhì)小管分支的微機(jī)械互鎖來促進(jìn)粘接[19]。相反，在自酸蝕粘接模式中，不需要單獨(dú)的酸蝕步驟，玷污層也未被完全去除[20]，而是通過粘接劑中的酸性單體對(duì)其進(jìn)行改性，存在于混合層中，牙本質(zhì)的脫礦與粘接劑的滲透是同時(shí)進(jìn)行的[21]。粘接機(jī)制主要表現(xiàn)為機(jī)械鎖結(jié)和化學(xué)結(jié)合的雙重作用。化學(xué)鍵發(fā)生在HAp 和功能單體之間，機(jī)械互鎖可能比全酸蝕模式中的要弱[22]。化學(xué)鍵被認(rèn)為是形成水解穩(wěn)定的鈣鹽的納米層，以應(yīng)對(duì)酸性挑戰(zhàn)，這在預(yù)防繼發(fā)性齲齒、密封修復(fù)體邊緣和促進(jìn)修復(fù)體耐久性方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用[23-25]。

3.粘接強(qiáng)度

為了分析粘接劑的牙本質(zhì)粘接效果，需要進(jìn)行牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)化的牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度測(cè)試有助于量化粘接劑的牙本質(zhì)粘接性能，比較不同產(chǎn)品和條件下的牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度值，篩選粘接能力[26]。

3.1 即刻粘接強(qiáng)度 大多數(shù)研究已經(jīng)證明，通用型粘接劑具有較好的即刻牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度，但也受到粘接模式的影響。就牙本質(zhì)脫礦深度而言，全酸蝕粘接劑中磷酸的脫礦深度大于自酸蝕粘接劑中酸性單體的脫礦深度，因此，全酸蝕粘接劑在牙本質(zhì)膠原纖維間的滲透更多，形成的樹脂突更長(zhǎng)，粘接強(qiáng)度更好。

有文獻(xiàn)[27]對(duì)三種通用型粘接劑的牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估，Scotchbond Universal 在全酸蝕粘接模式下的粘接強(qiáng)度顯著高于自酸蝕粘接模式，而Futurabond U和Prime&Bond Elect 在兩種酸蝕模式下的粘接強(qiáng)度并無(wú)顯著差異。該研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，某些通用型粘接劑在全酸蝕粘接模式下的即刻牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度更高，但有些粘接劑的粘接強(qiáng)度在兩種粘接模式下并無(wú)顯著差異。

3.2 老化后粘接強(qiáng)度 Sezinando 等[28]采用水老化的方法，測(cè)得通用型粘接劑Scotchbond Universal、All-Bond Universal 分別在全酸蝕和自酸蝕粘接模式下的微拉伸粘接強(qiáng)度。對(duì)于全酸蝕粘接模式，兩種粘接劑在6 個(gè)月水老化后的微拉伸粘接強(qiáng)度與24 小時(shí)相比，均有顯著降低，分別下降了19.0%和21.7%。而對(duì)于自酸蝕粘接模式，兩種粘接劑的粘接強(qiáng)度分別下降了13.1%和0.8%。從該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出，水老化后的粘接強(qiáng)度，全酸蝕模式下降程度大于自酸蝕模式。

Chen 等[29]的研究評(píng)估了Prime&Bond Elect、Scotchbond Universal、All-Bond Universal、Clearfil Universal Bond 和Futurabond U 五種通用型粘接劑在全酸蝕和自酸蝕粘接模式下冷熱循環(huán)老化后的微拉伸粘接強(qiáng)度，除Futurabond U 外，其余四種通用型粘接劑的微拉伸粘接強(qiáng)度在全酸蝕粘接模式下的下降程度均較自酸蝕粘接模式的下降幅度大。但老化后的微拉伸粘接強(qiáng)度值在全酸蝕和自酸蝕兩種酸蝕模式下的差異并不顯著(P=0.786)。

3.3 模擬髓腔壓力 牙本質(zhì)內(nèi)充滿牙本質(zhì)滲出液。在正常生理?xiàng)l件下，受髓腔壓力影響(約為25～30mmHg)[30]不斷向粘接劑-牙本質(zhì)粘接界面流動(dòng)，阻礙了粘接劑向脫礦牙本質(zhì)的滲透，進(jìn)而影響牙本質(zhì)的粘接強(qiáng)度。

研究表明[31]，通用型粘接劑Scotchbond Universal，兩種粘接模式在模擬髓腔壓力作用下6 個(gè)月后，全酸蝕模式粘接強(qiáng)度的下降幅度(59.7%)高于自酸蝕模式(18.4%)。另一項(xiàng)對(duì)通用型粘接劑Scotchbond Universal 的研究[32]為比較1 年后兩種粘接模式下微拉伸粘接強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)下降幅度仍為全酸蝕模式(8.3%)大于自酸蝕模式(2.4%)。

就酸蝕模式而言，即刻微拉伸粘接強(qiáng)度所受影響較小，而在老化后與即刻相比，粘接強(qiáng)度均有所下降，特別是在全酸蝕粘接模式下降低更為明顯。由于牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)的特殊性，磷酸較強(qiáng)的酸蝕作用使牙本質(zhì)膠原纖維間和膠原纖維內(nèi)的羥基磷灰石晶體完全溶解，在牙本質(zhì)表面形成較厚的脫礦層，且無(wú)自限性，這使得混合層中脫礦深度與粘接劑滲透能力不匹配，成為全酸蝕粘接所面臨的最大問題。牙本質(zhì)脫礦的深部區(qū)域存在未完全滲入的含水微小空隙，為外界物質(zhì)(離子和分子)的擴(kuò)散和滲透提供通道，從而形成納米微滲漏。全酸蝕模式下牙本質(zhì)脫礦程度較深，粘接劑未能充分滲透并包裹裸露的膠原纖維，這些暴露的膠原纖維易被蛋白酶所降解。特別是在髓腔壓力作用下時(shí)，不斷滲出的牙本質(zhì)滲出液取代了粘接劑未滲透到膠原纖維中的區(qū)域，水將沿此通道從混合層向粘接劑層擴(kuò)散形成“水樹”[33]，加速了未聚合粘接劑單體的溶解析出，這對(duì)粘接劑單體的滲透性產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)一步損害粘接劑與牙本質(zhì)間的相互做用，影響粘接強(qiáng)度[34]。進(jìn)而使得全酸蝕模式下的粘接強(qiáng)度受到更大影響。

4.小結(jié)

綜上所述，通用型粘接劑的粘接強(qiáng)度及粘接耐久性受到多種因素的影響，包括酸蝕模式、髓腔壓力、粘接劑種類及其組成成分等多種因素。多數(shù)研究已經(jīng)證明全酸蝕粘接模式有利于牙釉質(zhì)的粘接，但對(duì)于牙本質(zhì)而言，全酸蝕粘接模式在即刻粘接中較自酸蝕粘接模式表現(xiàn)出較好的粘接強(qiáng)度，而老化后兩種粘接模式的粘接強(qiáng)度雖未表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但全酸蝕粘接模式下的粘接強(qiáng)度下降程度更為明顯。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，酸蝕可能對(duì)樹脂-牙本質(zhì)粘接的壽命產(chǎn)生不利影響[35]。與全酸蝕模式相比，自酸蝕模式簡(jiǎn)化了粘接步驟，降低了操作和術(shù)后敏感性。此外，相較于全酸蝕模式，自酸蝕粘接模式細(xì)胞毒性水平較低[36]、不易受到牙齒自身結(jié)構(gòu)的影響(例如：粘接強(qiáng)度隨著牙本質(zhì)小管的密度增加而降低)[37]、直接蓋髓或根管治療過程中可確保邊緣密封[38]。因此，通用型粘接劑臨床使用時(shí)建議使用自酸蝕粘接模式，以確保長(zhǎng)期粘接效果。