瓷塊厚度及透光性對樹脂水門汀固化硬度的影響

陳莉玲 朱雅男 李 陽 孫方方 孟翔峰

（南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院 南京市口腔醫(yī)院口腔修復(fù)科，牙體牙髓科*，南京 210008）

全瓷修復(fù)體以其良好的美觀性能、顏色穩(wěn)定性、耐磨性以及生物相容性越來越多地受到廣大口腔修復(fù)科醫(yī)師和患者的青睞。在現(xiàn)有的全瓷材料中，二硅酸鋰的玻璃陶瓷由于其彈性模量與牙本質(zhì)最為接近，透光性好，粘接性能佳等優(yōu)點被廣泛地應(yīng)用到瓷貼面、瓷嵌體以及全冠的修復(fù)中，其中 IPS e.max玻璃陶瓷 （ivoclar vivadent）是玻璃陶瓷材料的典型代表之一。

然而，在臨床修復(fù)過程中，影響修復(fù)體長期穩(wěn)定性的因素不僅在于修復(fù)材料的性能，也取決于粘接的長期效果。目前全瓷修復(fù)體的粘接多采用樹脂水門汀。目前臨床上常用的樹脂水門汀主要有光固化和雙固化兩種。光固化樹脂水門汀由于其顏色穩(wěn)定和較長工作時間等優(yōu)點被較多運用于前牙全瓷貼面的粘接。然而，在后牙，光照不容易直接到達(dá)，不能保證樹脂水門汀的固化效率。因此，多采用雙固化樹脂水門汀。由于樹脂水門汀的物理性能與其轉(zhuǎn)化率值緊密相關(guān)，文獻(xiàn)中提出樹脂水門汀的轉(zhuǎn)化率可以通過紅外光譜和物理性能測試進(jìn)行評估，常用的物理性能指標(biāo)是硬度值的測定。這些研究表明，機(jī)械性能，如努氏硬度值和轉(zhuǎn)換程度密切相關(guān)。聚合過程中材料越硬，單體轉(zhuǎn)化的程度也越大。故樹脂固化后的表面硬度可以用來衡量樹脂水門汀的固化效率。

樹脂水門汀聚合反應(yīng)的程度與光照的強(qiáng)度、樹脂材料的成分直接相關(guān)。除了這些因素，還與瓷塊的特性相關(guān)，例如瓷塊厚度、透光度都會影響光照射到樹脂水門汀的光密度，因此也會影響樹脂水門汀的固化硬度。由于牙體缺損量和修復(fù)方式的不同導(dǎo)致全瓷修復(fù)時的厚度不一，尤其在牙體大面積缺損的后牙中，往往會利用髓腔進(jìn)行固位，修復(fù)體的厚度大大增加。因此，修復(fù)體厚度和透光度對樹脂水門汀的固化硬度影響，是值得探討的問題。本文的目的是研究瓷塊的不同厚度和透光度對不同類型樹脂水門汀固化硬度的影響，為臨床的全瓷粘接提供參考意義。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

選擇IPS e.max Presss（Ivoclar Vivadent）高透（HT）和低透（LT）瓷塊；3種粘接樹脂水門汀包括Choice2 （ Bisco， Inc， USA）、Duolink （Bisco， Inc， USA）和RelyX Ultimate clicker（3M，Inc， USA），其具體成分及固化類型如表1所示。砂紙及不透明塑料膠帶（厚度50 μm）。

表1 樹脂水門汀材料的相關(guān)信息（根據(jù)制造商信息）

材料名稱 主要成分 無機(jī)填料體積占比（%）固化類型Choice 2 玻璃填料、無定形硅膠、雙酚（A）-縮水甘油-二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯尿烷、甘油酯、四氫甲基丙烯酸甲酯 69 光固化Duolink 雙酚（A）-縮水甘油-二甲基丙烯酸酯、二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯、玻璃填料和二甲基丙烯酸酯尿烷（只存在于基質(zhì)中） 53 雙固化RelyX Ultimate Clicker 基質(zhì)：硅烷處理的玻璃粉末、三甘醇二-2-甲基丙烯酸酯、2-丙烯酸、2甲基-1、1’-[1-（羥甲基）]-1、2-乙二基酯，1，1，1-三甲基-N-（三甲基硅烷基）硅烷胺、硅石的水解產(chǎn)物，玻璃纖維，過硫酸鈉催化劑：硅烷處理的玻璃粉末、（1-甲基亞乙基）雙（4，1-苯氧基-2，1-亞丙基）雙甲基丙烯酸酯、2-甲基-2-丙烯酸-1、12-十二雙醇酯、巴比妥酸鈣、硅烷化的硅石、氫氧化鈣43 雙固化

1.2 實驗儀器

800 mW/cm的高強(qiáng)度LED燈（Bluephase N），顯微硬度儀（HX-1000TM/LCD），超聲清洗機(jī)，打孔器及ISO-MET慢速切割機(jī)。

1.3 實驗方法

1.3.1

全瓷試件的制作 采用慢速切割機(jī)制作直徑約 10 mm，厚度分別為0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm和2.0 mm的圓盤有機(jī)玻璃試件，每種厚度各30個，共計 120個。按照鑄瓷系統(tǒng)操作說明書將有機(jī)玻璃圓盤分別鑄造成 HT、LT 的IPS e， max 陶瓷塊，每個厚度組的15個圓盤試件用HT瓷塊鑄造，另外15個用LT瓷塊鑄造（具體分組如圖1）。分別采用320目，400目，600目及800目水磨碳化硅砂紙將陶瓷片表面研磨光滑。經(jīng)5 min超聲清洗后吹干，待用。

圖1 瓷塊試件的準(zhǔn)備

1.3.2

樹脂水門汀的固化 使用打孔器將不透明塑料膠帶打出一個直徑為5 mm的圓孔，將膠帶粘接到不同厚度的陶瓷表面。將樹脂水門汀填滿膠帶圓孔。用10 mm×8 mm×0.15 mm 蓋玻片按壓在膠帶上，覆蓋粘接區(qū)，擠出多余粘接劑。倒置白色瓷片，使用800 mW/cm高強(qiáng)度LED燈從瓷片上方對粘接區(qū)照射40 s。試件37℃避光保存，30 min后，去除蓋玻片，用顯微硬度儀測試蓋玻片側(cè)樹脂水門汀表面的顯微硬度，分別測量5個位點取平均值。24 h后再次測試。其中對照組是3種樹脂水門汀直接通過蓋玻片光照40 s，30 min，24 h后分別用顯微硬度儀測其硬度。固化示意圖及流程圖如圖2所示。

圖2 樹脂水門汀固化示意圖

1.3.3

表面硬度的檢測 試件除測量時間外皆37℃恒溫避光保存。在固化后30 min及24 h分別測定其努氏硬度值。測試條件： 物鏡為40倍，顯微硬度測試的加載力量為50 g，保持30 s，每個試件取5個不同位置測量5次，取均值。測量樹脂圓片的菱形壓痕的長對角線長度，輸入硬度儀后得硬度值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

所得實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，實驗組之間采用雙因素方差分析及SNK-q進(jìn)行差異性檢驗，各實驗組與空白組之間采用

t

檢驗進(jìn)行統(tǒng)計分析，

P

＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果

固化后30 min和24 h表面努氏硬度值的測試結(jié)果顯示：Choice 2、Duolink、RelyX Ultimate Clicker 3種樹脂水門汀在各個厚度和透光度下，固化后24 h的硬度值均高于30 min（

P

＜0.05），且隨著瓷塊厚度的增加，樹脂水門汀的固化硬度逐漸下降。固化后30 min的硬度變化趨勢與24 h時基本相同（如圖3～5）。

圖3 透過不同厚度HT瓷塊照射的3種樹脂水門汀 的努氏硬度值

考慮到樹脂水門汀的完全固化時間為24 h，本研究重點分析24 h時，不同透光度瓷塊及厚度對樹脂水門汀固化硬度的影響。

Choice 2固化后的努氏硬度值在各個厚度及透光度下與對照組相比，均有顯著下降。1.5 mm和2.0 mm的LT瓷塊對樹脂水門汀的固化硬度影響顯著大于HT瓷塊（

P

＜0.05）。

圖4 透過不同厚度LT瓷塊照射的3種樹脂水門汀 的努氏硬度值

圖5 透過相同厚度的HT瓷塊和LT瓷塊照射的3種樹脂水門汀的努氏硬度

Duolink固化后的努氏硬度值在HT瓷塊中，當(dāng)厚度達(dá)到2.0 mm時實驗組與對照組相比有顯著下降。在LT瓷塊中，當(dāng)厚度達(dá)到1.5 mm時，實驗組即顯著低于對照組。1.5 mm和2.0 mm的LT瓷塊對Duolink固化硬度的影響顯著大于HT瓷塊（

P

＜0.05）。RelyX Ultimate Clicker固化后的努氏硬度值無論是HT還是LT瓷塊，當(dāng)厚度達(dá)到2.0 mm時實驗組與對照組相比有顯著下降。兩種瓷塊對RelyX Ultimate Clicker固化硬度的影響沒有顯著差異（

P

＞0.05）。

3 討論

在臨床的修復(fù)過程中，修復(fù)體的粘接過程是尤為重要的。無論是光固化樹脂水門汀還是雙固化樹脂水門汀，充分的固化反應(yīng)是樹脂水門汀與全瓷修復(fù)體之間獲得高強(qiáng)度粘接效果，并且使樹脂水門汀獲得最佳理化性能的必要保證。

從理論上講，在雙固化樹脂水門汀的基質(zhì)和催化劑混合的一開始，就會發(fā)生化學(xué)固化反應(yīng)，使材料逐漸具有黏性。已有研究報道雙固化樹脂水門汀的固化硬度在混合后最初的30 min內(nèi)迅速增加，之后以相對較低的速度繼續(xù)增加，直到24 h。最終，雙固化樹脂水門汀的硬度是在混合后24 h 或者120 h達(dá)到頂峰。也有研究表明樹脂水門汀在固化后24 h的硬度值明顯高于固化后1 h，但是與固化后120 h相比則無明顯的統(tǒng)計學(xué)差異。在本實驗中，無論是光固化還是雙固化樹脂水門汀， 24 h后測得的努氏硬度值均高于30 min，可以認(rèn)為24 h是樹脂水門汀的固化完全時間，故本研究對24 h后的努氏硬度值進(jìn)行統(tǒng)計分 析。

光固化樹脂水門汀雖然有著良好的顏色穩(wěn)定性和較長的工作時間等優(yōu)點，但是由于其受光照的影響較大，因此更多的適用在前牙超薄瓷貼面的修復(fù)。在后牙瓷修復(fù)體粘接時，光照不容易直接到達(dá)，因此，雙固化的粘接材料被較多應(yīng)用，這種粘接材料可以利用光固化模式的快速聚合特性，獲得可接受的初始表面硬度。另一方面，這些材料也可以利用化學(xué)固化方式，確保在遠(yuǎn)離光源的位置，如深在的髓腔和根管等處充分聚合。因此被較廣泛地應(yīng)用于后牙的粘接中。

但是通過我們的研究發(fā)現(xiàn)，不管是光固化還是雙固化樹脂水門汀，都會受到修復(fù)體瓷塊的厚度及透光性的影響。

結(jié)果

顯示當(dāng)瓷修復(fù)體的厚度達(dá)到2.0 mm時，會嚴(yán)重影響光照射的傳導(dǎo)，降低樹脂水門汀的固化硬度。即使是透光性較高的瓷塊，也是如此。對于雙固化樹脂水門汀來說，有文獻(xiàn)提出，當(dāng)光照強(qiáng)度隨著修復(fù)體材料厚度的增加而衰減時，化學(xué)固化的作用并不能阻止單體轉(zhuǎn)化率的降低。而且有文獻(xiàn)提出，當(dāng)修復(fù)體材料的厚度達(dá)到1.0 mm時，光衰減就發(fā)生了，此時光強(qiáng)度已經(jīng)降低至原來的85%，4.0 mm厚度的修復(fù)體幾乎完全阻斷了光。因此結(jié)合本實驗的結(jié)果分析，后牙全瓷修復(fù)體厚度的設(shè)計不能過厚。

實驗中樹脂水門汀的種類也會對實驗的結(jié)果產(chǎn)生影響。然而，在不同種類樹脂水門汀的比較中，硬度值的大小并不能代表單體轉(zhuǎn)化率。這是由于樹脂材料中填料的含量和尺寸不同，對樹脂水門汀的固化硬度會有明顯的影響。有研究顯示，樹脂水門汀的機(jī)械性能和其所含的無機(jī)填料很相關(guān)，所以不同樹脂水門汀固化后的努氏硬度值是不一樣的。但是同種類的樹脂水門汀不同組之間可以進(jìn)行比較。Choice2是光固化樹脂水門汀，透過瓷塊照射，即使是0.5 mm厚的瓷塊，都會顯著降低其固化硬度。瓷塊越厚，其固化硬度降低越顯著。Duolink和RelyX Ultimate Clicker都是雙固化樹脂水門汀，Duolink在LT瓷塊厚度為1.5 mm時固化硬度即顯著下降，而RelyX Ultimate Clicker在LT瓷塊厚度為2.0 mm時固化硬度才顯著下降。這可能和RelyX Ultimate Clicker的化學(xué)固化補(bǔ)償能力更強(qiáng)有關(guān)。但是無論哪種類型的樹脂水門汀，都能發(fā)現(xiàn)當(dāng)瓷塊厚度達(dá)到2.0 mm 時，會明顯降低樹脂水門汀的固化硬度。這進(jìn)一步證實了瓷塊厚度對樹脂水門汀固化的影響。

鑄壓陶瓷與其他半透明性材料相似，其光學(xué)性能不僅包括顏色的色相，明度及飽和度，還有透明度及表面光澤度等，其中透明度最為重要。本實驗采用的IPS e．max的瓷塊分為低透和高透，研究結(jié)果顯示， 低透瓷塊的透光性較弱，1.5mm的瓷塊厚度就開始影響樹脂水門汀的固化硬度。高透瓷塊的透光性雖然略好，但是2.0mm的厚度仍然會顯著降低樹脂水門汀的固化硬度。

近年來，隨著瓷塊透光度的增加和光固化燈光照強(qiáng)度的增加，有學(xué)者認(rèn)為玻璃陶瓷粘接尤其是高透瓷塊可以縮短光照時間以縮短臨床時間。但在本研究中，采用800 mw/cm高強(qiáng)度LED燈進(jìn)行40 s光照固化，LT瓷塊在1.5 mm下，HT瓷塊在2 mm下，樹脂水門汀的固化硬度均顯著下降。也有研究顯示隨著瓷修復(fù)體厚度的增加，樹脂水門汀的固化硬度降低，而適當(dāng)延長光照時間則有助于固化硬度的提高。因此在臨床操作過程中足夠的光照時間是非常重要的，而對于髓腔固位冠等較厚的修復(fù)體，還可以適當(dāng)增加光照時間。

由于雙固化樹脂水門汀兼?zhèn)淞斯夤袒突瘜W(xué)固化的優(yōu)點，是后牙全瓷修復(fù)體粘接的較佳選擇。盡管臨床上現(xiàn)在較多使用的是雙固化樹脂水門汀，但也有研究表明，當(dāng)雙固化樹脂水門汀中的光引發(fā)劑（如樟腦醌）不被可見光固化激發(fā)時，聚合反應(yīng)僅僅依賴于化學(xué)引發(fā)劑（如過氧化苯甲酰），則無法產(chǎn)生較好的轉(zhuǎn)化率。所以在使用雙固化樹脂水門汀時，光固化的步驟在樹脂的聚合反應(yīng)中也是很重要的，因此初始的光固化步驟一定要嚴(yán)格把控。但是由于本實驗是在體外模擬進(jìn)行，臨床上，影響樹脂水門汀使用壽命的因素還包括水門汀的材料、被粘接材料的性質(zhì)和表面處理、粘接技術(shù)、患者口腔情況等，這些問題有待進(jìn)一步探索。

4 結(jié)論

在本實驗條件下，可以得出以下結(jié)論：在臨床上，后牙最好選擇雙固化的樹脂水門汀作為全瓷修復(fù)體的粘接材料，當(dāng)?shù)屯复尚迯?fù)體的厚度超過1.5 mm，高透瓷修復(fù)體厚度超過2.0 mm時，會影響光照射的傳導(dǎo)，降低樹脂水門汀的固化硬度。在透光性方面，高透全瓷修復(fù)體比低透全瓷修復(fù)體對樹脂水門汀的固化硬度的影響更小。因此修復(fù)體厚度的設(shè)計不能過厚，或者選擇高透光性的全瓷修復(fù)體以提高樹脂水門汀的臨床粘接效果。其次，無論選擇何種類型的樹脂水門汀，在光固化的過程中一定要謹(jǐn)慎操作，在瓷修復(fù)體較厚的部分要盡量延長光照時間或者增加光照強(qiáng)度。