大块充填术和分层充填术对树脂黏结强度的影响

　　[摘要]目的 目前临床上对如何快速高效地修复高C因素窝洞仍无定论，文中旨在研究大块充填术和分层充填术在充填此类窝洞时对树脂黏结强度的影响。方法 选取2016年1月至2016年3月于南京市口腔医院口腔颌面外科就诊的40例患者，共收集因阻生拔除的第三磨牙42颗，随机选取其中36颗牙齿制备标准I类洞，按窝洞充填方式不同随机分为2组（n= 18）：大块充填组（一次性充填固化）和分层充填组（以2 mm为一层，分两层充填固化）。大块充填组按充填材料不同再分为3个亚组（n= 6）：SF大块亚组为SonicFill系统超声一次性充填；SDR大块亚组为SureFil SDR Flow系统注射头一次性注射充填；Z350大块亚组为传统复合树脂Filtek Z350一次性堆积充填，3组均光固化20s.分层充填组按充填材料不同随机分为3个亚组（n= 6）：SF分层亚组材料为SonicFill,SDR分层亚组材料为SureFil SDR Flow,Z350分层亚组为传统复合树脂FiltekZ350;均采用分层充填技术，分2层充填固化，每层2 mm,每次光固化20 s.随后进行微拉伸强度测试和断裂模式观察。余下6颗离体磨牙进行电子显微镜观察黏结界面形态。结果 采用Fitek Z350充填时，分层充填组微拉伸强度较大块填充组增大，显着提升树脂-牙本质之间的黏结力强度[（25.43±5.71）MPavs（0±0）MPa,P<0.05].大块充填组SonicFill、Sure SDR flow微拉伸强度[（28.02±6.98）、（26.60±7.13）MPa]较Fitek Z350[（0±0）MPa]显着提高（P<0.05）。复合树脂内断裂模式在各亚组出现的频次差异有统计学意义，SDR大块亚组中出现的频次最多（P<0.05），其次是SDR分层亚组（P<0.05）。 Z350大块亚组的标本在预备过程中断裂，树脂-牙本质黏结界面完全分离。其余各亚组电镜下表现基本一致，大部分区域树脂-牙本质黏结紧密，仅在局部可见不同程度的混合层瓦解断裂。结论 传统复合树脂不适用于大块充填术，大块充填树脂在分层充填或大块充填的应用中均可取得理想的黏结效果。
　　
　　[关键词]黏结强度；大块充填术；分层充填术；C因素
　　
　　0引言
　　
　　复合树脂是临床上应用最为广泛的口腔充填材料之一，通常由有机基质和经过特殊表面处理的无机填料构成。与玻璃离子、银汞等相比展现了多方面的优势，如简单易操作、生物相容性高、黏结力度强和无可比拟的美观性等。然而复合树脂也存在一些固有缺陷，在修复窝洞后产生一系列的临床问题，如边缘染色、充填物断裂、脱落、继发龋等[1-2].造成这些问题最主要的原因便是修复体的聚合收缩，而这是其内部有机基质的化学特性所决定的。因此，降低复合树脂聚合收缩时的应力和比率至关重要[3],也是目前口腔修复领域亟需克服的难题。
　　
　　传统的光固化树脂受其制造工艺的影响，在充填的过程中，为保证固化完全，通常要求采用分层充填技术，每层的充填厚度<2 mm,从而获得可靠的临床效果。在后牙深龋或根管治疗后充填的病例中，传统分层充填技术费时费力的劣势随之显现。近年来大块充填树脂渐渐在临床开展使用，这种树脂通过特殊处理，增大了光照穿透深度，同时降低树脂固化时的收缩应力。有研究表明，大块充填树脂可以在4 mm以下的厚度一次性固化，并可获得与分层充填术相当的边缘封闭性[4].国内外的研究多局限于大块充填术和分层充填术微渗漏方面的比较，但对充填技术和树脂黏结力的关系研究较少，因此本研究目的在于比较大块充填术和传统分层充填术下树脂在牙本质界面上的黏结效果。
　　
　　1资料与方法
　　
　　1.1主要材料和仪器 实验材料：大块充填树脂SonicFill （ Kerr, Orange, CA, USA）和SureFil SDRFlow（ Dentsply, Milford, DE, USA），通 用 复 合 树 脂Filtek Z350（3M ESPE,St. Paul,MN,USA），树脂黏结剂Adper easy one（3M ESPE,St. Paul,MN,USA），试件黏结剂Zapit（Bisco,Schaumburg,IL,USA）。
　　
　　仪器设备：慢速切割机Isomet （ Buehler,Evanston, IL, USA ），微 拉 伸 实 验 机Microtensile Test（Bisco, Schaumburg, USA），扫 描 电 镜SEM S-4700（Hitachi, Tokyo, Japan），体 视 显 微 镜Model CX31（Olympus, Tokyo, Japan），游标卡尺（ Mitutoyo, Kawasaki, Japan），干燥机Freeze Dryer ES-2030（Hitachi, Tokyo, Japan），溅 射 仪ION SPUTTER E-1045（Hitachi,Tokyo,Japan）。
　　
　　1.2方法
　　
　　1.2.1牙齿的收集与分组 选取2016年1月至2016年3月于南京市口腔医院口腔颌面外科就诊的40例患者，年龄15 ~ 35岁，平均（23.4±4.7）岁，男17例，女23例，共收集因阻生拔除的第三磨牙42颗。纳入标准：无裂缝，无龋坏，无氟斑牙、四环素牙等牙体非龋性疾病；排除标准：患牙不完整或形态变异不利于备洞。刮除软垢及牙周软组织后贮存于4 ℃、0.5%氯胺-T溶液中备用。采用随机数字表法选取其中36颗牙齿用慢速切割机在水冷却条件下切除冠方1 / 3牙体组织，牙本质面依次用600目、800目碳化硅水砂纸打磨制备标准玷污层。按照图1所示在牙本质切割面上制作I类洞模型[5].选取与牙体色差较大的Z350树脂（A3.5色）堆积标准化窝洞壁，洞底面积为（4.0×4.0） mm2,洞深4.0 mm.洞内壁及底部涂布一步法自酸蚀黏结剂Adper easyone,轻吹5 s,光照10 s.样本按充填方式不同随机分为2组（n= 18）：大块充填组（一次性充填固化）和分层充填组（以2 mm为一层，分两层充填固化）。大块充填组按照充填材料不同再随机分为3个亚组（n= 6）：SF大块亚组为SonicFill系统超声一次性充填，光 固 化20 s; SDR大 块 亚 组 为SureFil SDRFlow系统注射头一次性注射充填，光固化20 s;Z350大块亚组为传统复合树脂Filtek Z350一次性堆积充填，光固化20 s.分层充填组按照充填材料不同随机分为3个亚组（n= 6）：SF分层亚组材料为SonicFill,SDR分层亚组材料为SureFil SDR Flow,Z350分层亚组为传统复合树脂Filtek Z350;均采用分层充填技术，分2层充填固化，每层2 mm,每次光固化20 s.每个操作步骤均由同一研究人员完成，最终获得6组试件。根据C因素=黏结面积/非黏结面积，计算得大块充填组C因素为5.0,分层充填组C因素为3.0.本研究获得医院伦理委员会的同意[批准号2015NL-014（KS）],患者均签署知情同意。
　　
　　1.2.2试件制作与微拉伸强度测试 将各组样本置于37 ℃蒸馏水中24 h,使用低速锯垂直于树脂-牙本质黏结界面十字切割，制作0.8 mm×0.8 mm×8.0mm的条形试件。体视显微镜下观察，将试件中树脂-牙本质黏结界面有裂纹、或者牙本质端、树脂端剩余长度<4.0 mm的试件剔除，以此为标准在每组样本中选取40个条形试件，共获得试件240个。
　　
　　游标卡尺测量每个试件实际的黏结面积（bonding surface are,BS）并记录。试件两端通过夹具和黏结剂Zapit连接到微拉伸测试仪上进行微拉伸强度测试，夹具以1.0 mm/ min的速度向两端拉伸直至试件断裂，记录载荷峰值Fmax（N），并计算微拉伸黏结强度值μTBS = Fmax / BS.测试前断裂的试件计为0 MPa.
　　
　　1.2.3断裂模式观察 30×体视显微镜下观察试件断裂的模式包括以下4种[6]:黏结界面断裂（断裂在树脂和牙本质的黏结面之间），牙本质内断裂（断裂在牙本质内部），复合树脂内断裂（断裂在复合树脂内部），混合型断裂（部分断裂在黏结面，部分断裂在牙本质内部或树脂内部）。
　　
　　1.2.4电子显微镜观察 余下6颗离体磨牙按1.2.1分组的方法分别制作样本，用慢速锯垂直黏结界面切取1.0 mm厚的树脂-牙本质片，干燥、喷金、扫描电镜下观察黏结界面形态。
　　
　　1.3统计学分析 采用SPSS19.0软件进行数据分析，计量资料采用均数和标准差描述（x±s），所有试件测得的微拉伸强度进行两因素完全随机方差分析，组间两两比较采用Tukey检验，进行简单效应检验。以P≤0.05为差异有统计学意义。
　　
　　2结果
　　
　　2.1微拉伸测试 充填方式和充填材料对微拉伸强度的影响均具有统计学意义（P<0.05），且两因素之间有交互作用（P<0.05），简单效应分析显示采用Fitek Z350充填时，分层充填组微拉伸强度较大块填充组增大，能显着提升树脂-牙本质之间的黏结力强度（P<0.05），而采用SonicFill、Sure SDR flow充填时，分层充填组和大块充填组微拉伸强度差异无统计学意义（P>0.05）。分层充填组各树脂材料的微拉伸强度差异无统计学意义（P>0.05）；大块充填组SonicFill、Sure SDR flow较Fitek Z350微拉伸强度显着提高（P<0.05）。见表1.
　　 　　
　　2.2断裂模式 复合树脂内断裂模式在各亚组出现的频次差异有统计学意义，SDR大块亚组中出现的频次最多（P<0.05），其次是SDR分层亚组（P<0.05）。而其他断裂模式在各亚组出现的频数差异无统计学意义（P>0.05）。见表2.
　　 　　
　　2.3黏结界面观察 Z350大块亚组的标本在预备过程中断裂，树脂-牙本质黏结界面完全分离。其余各亚组电镜下表现基本一致，大部分区域树脂-牙本质黏结紧密，仅在局部可见不同程度的混合层瓦解断裂，裂隙间可见长短不一，粗细不同的树脂突。
　　 　　
　　3讨论
　　
　　分层充填术可以减小充填体的收缩率，保证聚合充分，提高黏结力。然而这种技术存在一些缺陷，如操作中易在树脂间混入气泡、充填步骤相对复杂、需要较多临床时间等等。大块充填术是解决这个问题有效的方法，但由于大块充填术会产生较大的聚合收缩力，引起微渗漏，难以保证充填体长期的稳定性，因此，临床上迫切需求可用于后牙大块充填的树脂材料。为解决这一问题开发了大块充填树脂，通过增大光照穿透深度，降低树脂固化收缩应力，从而一次性充填厚度高达4~5 mm.大块充填树脂的光固化深度、机械性能、色稳性、聚合收缩、形变等已有报道[7-15],但其研究其黏结性能的文献却屈指可数。有研究发现树脂黏结力和聚合收缩呈负相关[5, 16],固化产生聚合收缩力传导到洞壁对黏结界面形成拉伸应力，从而破坏牙本质-树脂的黏结密合性[17].而聚合收缩受材料性能、充填技术、窝洞形态、光照强度和固化灯源距离等因素影响[18-19],其中，C因素的作用最为重要。本研究中，在保持其他因素一致的前提下通过改变C因素来评价不同充填系统对树脂黏结性能的影响。
　　
　　大块充填组采用大块充填技术（C因素= 5.0），Z350全部在试件预备过程中断裂，微拉伸力结果为0 MPa.失败原因可归结于Z350聚合收缩率高，不适用于大块充填术；且其对辐照光阻射作用较大（光波深入树脂最大深度为2.5 mm），底部树脂固化不全而导致机械性能降低，从而更易脱黏结[20].这与其他学者的研究结果一致[5].分层充填组采用分层充填技术（C因素= 3.0），SonicFill、Sure SDR-flow充填黏结强度之间差异无统计学意义。简单效应检测发现2种大块充填树脂不受充填方式影响，在不同的C因素下微拉伸力无差异，说明不同充填技术对本研究中2种大块充填树脂的黏结强度几乎没有影响，本结果也验证了部分学者的研究结果[5,21].但Al-Harbi等[22]实验结果表明SF、SDR等大块充填树脂的黏结力明显高于传统复合树脂有所不同，其原因可能是因为实验采取了II类洞型设计，且微拉伸测试的黏结面位于牙骨质界面，这些因素的影响造成实验结果的差异。
　　
　　断裂模式分析显示无论采用大块充填术或分层充填术，SDR试件的树脂内部断裂均多于其余各组，表明SDR的黏结强度大于树脂内部的拉伸强度，所以在达到最大黏结强度前，多数试件由于树脂材料强度不足而断裂，这和以往的实验结果保持了一致[5].分析各树脂产品成分可以发现SDR填料含量较其他2种树脂少（ SF为83. 5wt%,Z350为78.5 wt%,SDR为68 wt%），所以SDR在临床使用时需表面封顶以保证机械强度。黏结界面的扫描电镜分析发现Z350 （分层）亚组、SDR（分层）亚组、SF（分层）亚组、、SDR（大块）亚组和SF（大块）亚组和混合层厚度基本一致，裂解的混合层之间可见长短不一、粗细不同的树脂突。由于本研究中各组均采用同一种自酸蚀黏结剂，所以黏结界面表现无明显差异。局部出现裂隙和分离可能是样本制备过程（如干燥等）中受外力而造成的。裂隙多出现在混合层，而这个现象也对应了断裂模式以及微拉伸测试的结果。
　　
　　本研究中采用的微拉伸测试要求试件任意一端的尺寸至少为4.0 mm,所以取材受到限制，为保证牙本质段的长度>4.0 mm,实验中仅去除冠方约1 / 3的牙体组织，并利用树脂仿制I类洞型。这样形成的黏结界面与实际预备后牙深窝洞形成的黏结面稍有差异，这是因为牙本质小管在不同的位置上分布密度及管腔粗细不同，这些因素都会对树脂黏结性造成影响[23],所以本研究模型不能完全模拟临床实际黏结情况。
　　
　　本研究结果显示，在高C因素下应用大块充填术不仅使临床操作更加便捷，在与牙本质黏结方面也可媲美传统的分层充填术，是树脂黏结充填技术又一进展。然而，此研究仅是体外实验所得数据，其长期效果还需要在临床使用之后方能检验。
　　
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