论著 | 两种预备车针所致牙本质玷污层特点及其对通用型粘接剂粘接强度影响研究

2023 年 11 月 9 日

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引用本文：葛米雪，赵梦珺，杨颜菁.两种预备车针所致牙本质玷污层特点及其对通用型粘接剂粘接强度影响研究[J]. 中国实用口腔科杂志，2023，16（5）：547-553. DOI：10.19538/j.kq.2023.05.008

作者姓名：葛米雪1，赵梦珺1，杨颜菁2

基金项目：遵义市科技计划项目［遵市科合HZ字（2020）293号］

作者单位：1. 无锡口腔医院儿童口腔科，江苏无锡 214000；2. 南京医科大学附属口腔医院，江苏南京 210029

通信作者：赵梦珺，电子信箱：492187954@qq.com；杨颜菁，电子信箱：yangyanjing_2007@163.com

摘要：目的探究2种临床常用预备车针所致玷污层的特点及其对2种常用通用型粘接剂［Single Bond Universal（SBU）、All Bond Universal（ABU）］粘接强度的影响。方法选取2020年6月至2021年3月于南京医科大学附属口腔医院外科门诊拔除的健康无龋阻生第三磨牙40颗，随机分为金刚砂组（使用金刚砂车针预备）和碳化钨钢组（使用碳化钨钢车针预备），每组20颗。金刚砂组和碳化钨钢组各取14颗预备后的离体牙随机分为SBU亚组（使用SBU粘接剂并树脂分层固化）和ABU亚组（使用ABU粘接剂并树脂分层固化），每亚组7颗，行微拉伸强度（粘接强度）测试并使用扫描电镜观察树脂牙本质粘接界面。金刚砂组和碳化钨钢组各取6颗预备后的离体牙随机分为玷污层亚组（不做处理）、SBU粘接亚组（仅SBU粘接剂粘接处理）和ABU粘接亚组（仅ABU粘接剂粘接处理），每亚组2颗，使用扫描电镜观察牙本质玷污层及粘接剂处理后的牙本质面。结果双因素方差分析结果显示，车针类型和粘接剂类型对粘接强度均有显著影响（F值分别为33.175、7.219，均P < 0.05），但两因素无显著交互作用（F = 0.118，P = 0.732）。在金刚砂组中，SBU亚组粘接强度［（33.12 ± 4.46）MPa］略高于ABU亚组［（30.42 ± 3.09）MPa］，但差异无统计学意义（P > 0.05）；在碳化钨钢组中，SBU亚组粘接强度［（40.16 ± 7.39）MPa］高于ABU亚组［（36.67 ± 4.71）MPa］，差异有统计学意义（P < 0.05）。在使用同种粘接剂时，金刚砂组粘接强度均低于碳化钨钢组，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。扫描电镜观察发现，金刚砂组玷污层亚组显示出明显的划痕，牙本质表面起伏不平，玷污层较厚，牙本质小管几乎完全堵塞；碳化钨钢组玷污层亚组的牙本质面划痕不明显，较平坦，玷污层较薄，牙本质小管未完全阻塞。使用同种粘接剂处理后，碳化钨钢组牙本质小管的开放度明显高于金刚砂组，碳化钨钢组树脂突明显较金刚砂组长。使用同种车针时，SBU粘接亚组牙本质小管开放程度均优于ABU粘接亚组，SBU亚组树脂牙本质粘接界面处形成的树脂突均较ABU亚组的长且排列密集。结论在临床窝洞预备时，使用碳化钨钢车针会比使用金刚砂车针获得更优的粘接效果，且在配合SBU通用型粘接剂使用时粘接强度更佳。

关键词：玷污层；微拉伸强度；通用型粘接剂；牙本质

龋病是常见的口腔疾病之一，第四次全国口腔健康流行病学调查结果显示：5岁年龄组乳牙患龋率为71.9%，12岁年龄组恒牙患龋率为38.5%，15岁年龄组恒牙患龋率为44.4%，35 ~ 44岁年龄组恒牙患龋率为89.0%，55 ~ 64岁年龄组恒牙患龋率为95.6%，不同年龄组患龋率普遍较高，严重影响患者口腔健康及生活质量［1］。对于已形成的龋损需尽早治疗，目前充填修复仍是治疗龋病的主要方式［2］。树脂充填材料因其色泽逼真、力学性能优异、无需做预防性扩展等优点，成为临床常用的充填修复材料［3］。粘接剂的粘接强度是影响树脂充填材料修复效果的重要因素，良好的粘接能减少微渗漏和继发龋的发生，进而降低修复体的脱落率。目前关于粘接强度的研究，多采用特定目数的碳化硅砂纸研磨牙本质面以获得标准化的玷污层［4-7］，这与临床车针预备牙本质面产生的玷污层存在差距［8-9］，而玷污层的差异会对粘接效果产生影响［10］。金刚砂车针和碳化钨车针是临床常用的窝洞预备车针，其预备牙本质产生的玷污层对通用型粘接剂的影响尚不明确。因此，本研究旨在探究金刚砂车针、碳化钨刚车针高速切削后的牙本质玷污层特点，及其对Single Bond Universal（SBU）、All Bond Universal（ABU）通用型粘接剂粘接强度的影响，以期为临床提供指导。

1 材料与方法

本研究于南京医科大学口腔疾病研究所、江苏省重点实验室进行，经南京医科大学附属口腔医院伦理委员会审核批准（批准号：PJ2020-145-001）。

1. 1 主要材料与仪器低速切割机（ISOmet1000，Buehler，美国）；856-025-7M金刚砂车针（Coltene，瑞士）；FG701碳化钨钢车针（Dentsply，美国）；Filtek™ Z350XT通用型纳米树脂、SBU通用型粘接剂、Elipar DeepCure-S LED光固化灯（3M，美国）；ABU通用型粘接剂（Bisco，美国）；万能力学试验机（Synergie 100，MTS Systems，美国）；体视显微镜（SMZ1000，Nikon，日本）；扫描电镜（MAIA 3 GMU，TESCAN，捷克）。

1. 2 样本的制备及分组选取2020年6月至2021年3月于南京医科大学附属口腔医院外科门诊拔除的健康无龋阻生第三磨牙40颗，去除软组织后将牙齿保存在4 °C生理盐水中。在拔牙后1周内将离体牙用蜡包埋，使用低速切割机沿垂直牙长轴方向于釉牙骨质界上方3 mm处进行切割，暴露牙冠中部的牙本质，并平行此牙本质面截去部分牙根，用体视显微镜检查暴露的牙本质面以确认表面没有釉质残留。

将离体牙随机分为2组（金刚砂组和碳化钨钢组），每组20颗离体牙。金刚砂组和碳化钨钢组分别使用安装856-025-7M金刚砂车针、FG701碳化钨钢车针的高速手机平行牙本质面轻压力喷水预备5次。车针在预备5个牙本质面后弃用，更换新车针。

金刚砂组和碳化钨钢组各取14颗预备后的离体牙分别随机分为2个粘接剂亚组（SBU亚组和ABU亚组），每亚组7颗离体牙。SBU亚组于预备后的牙本质面使用SBU通用型粘接剂反复涂擦20 s，气枪柔和气流轻吹5 s，直到粘接剂不再移动，使用Elipar DeepCure-S LED光固化灯固化10 s；ABU亚组于预备后的牙本质面涂上2层ABU通用型粘接剂，每层涂布10 ~ 15 s，气枪彻底吹10 s，直到粘接剂不再移动，使用Elipar DeepCure-S LED光固化灯固化10 s。使用Filtek™ Z350XT通用型纳米树脂在粘接界面上分层堆塑树脂，每层2 mm，分层固化。将树脂修复牙浸泡在双蒸水中，在37 ℃条件下保存24 h后进行后续实验。

1. 3 微拉伸强度测试金刚砂组和碳化钨钢组各取10颗树脂修复牙，每组SBU亚组和ABU亚组树脂修复牙各5颗。使用低速切割机平行牙长轴方向切割，获得厚为1 mm的树脂牙本质片，再将树脂牙本质片平行牙长轴方向切割为截面1 mm × 1 mm的树脂牙本质试件。每颗树脂修复牙选取靠近牙体长轴的4个牙本质长度≥ 3 mm、无任何缺陷的树脂牙本质试件用于微拉伸强度测试。将树脂牙本质试件放置在微拉伸夹具上，确保树脂牙本质粘接面位于正中凹槽处，用瞬干胶固定微拉伸试件的位置，确保瞬干胶未进入正中凹槽，尽量保证试件的长轴与夹具长轴及万能力学试验机的加载头保持在一条直线上，加载速度为1 mm/min，加载直至试件断裂，记录断裂时的加载力（单位：N），并计算粘接强度（单位：MPa）。计算公式：粘接强度=加载力/粘接面面积。测试精度为0.001 MPa。

1. 4 扫描电镜观察在金刚砂组和碳化钨钢组各剩余的6颗预备后的离体牙中，随机分为玷污层亚组、SBU粘接亚组和ABU粘接亚组，每亚组2颗离体牙。玷污层亚组的牙本质面不做任何处理。SBU粘接亚组使用SBU通用型粘接剂进行粘接处理，不进行光固化；ABU粘接亚组使用ABU通用型粘接剂进行粘接处理，不进行光固化；依照参考文献［11］的步骤将SBU、ABU粘接亚组粘接处理后的离体牙立刻浸入100%乙醇中5 min，再置于双蒸水中5 min，以去除粘接剂。而后，将3个亚组的离体牙均用2.5%戊二醛固定2 h后再分别进行25% ~ 100%乙醇梯度脱水。最后，用六甲基二硅氮烷干燥。干燥后的样本喷金后在扫描电镜下观察牙本质玷污层及粘接剂处理后的牙本质面。

将金刚砂组和碳化钨钢组各剩余的4颗树脂修复牙（每组SBU亚组和ABU亚组树脂修复牙各2颗）使用低速切割机平行牙长轴方向切割，获得厚为1 mm的树脂牙本质片，再将树脂牙本质片平行牙长轴方向切割为截面1 mm × 1 mm的树脂牙本质试件。选取靠近牙体长轴的无缺陷树脂牙本质试件，依次用2000、3000、4000目碳化硅砂纸进行抛光后，用35%磷酸酸蚀剂处理表面15 s，然后用5.25%NaOCl处理20 min。双蒸水彻底冲洗后，用2.5%戊二醛固定后再分别进行25% ~ 100%乙醇梯度脱水，并用六甲基二硅氮烷干燥。干燥后的样本喷金后在扫描电镜下观察树脂牙本质粘接界面。

1. 5 统计学处理采用SPSS 23.0软件对数据进行统计学分析。正态分布的计量资料以“均数±标准差”表示。采用双因素方差分析比较金刚砂组和碳化钨钢组各粘接剂亚组的粘接强度，组间两两比较采用Bonferroni法。P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 微拉伸强度测试金刚砂组和碳化钨钢组各粘接剂亚组树脂牙本质试件微拉伸强度测试结果见表1。双因素方差分析结果显示，车针类型和粘接剂类型对粘接强度均有显著影响（F值分别为33.175、7.219，P值分别为< 0.001、0.009），但两因素的交互作用并不显著（F = 0.118，P = 0.732）。在使用同种粘接剂时，金刚砂组粘接强度均低于碳化钨钢组，其差异均有统计学意义（SBU亚组t = -3.654，P = 0.001；ABU亚组t = -4.923，P < 0.001）。在金刚砂组中，SBU亚组粘接强度略高于ABU亚组，但差异无统计学意义（t = 1.802，P = 0.081）；在碳化钨钢组中，SBU亚组粘接强度高于ABU亚组，差异有统计学意义（t = 2.166，P = 0.037）。

2. 2 扫描电镜观察

2. 2. 1 牙本质玷污层使用扫描电镜观察金刚砂组和碳化钨钢组各玷污层亚组发现，2种车针制备的牙本质面均覆盖明显的玷污层，牙本质小管被玷污层不同程度堵塞。其中，金刚砂组正面观示牙本质表面起伏不平，显示出明显凹槽、划痕，牙本质小管几乎完全堵塞，无任何牙本质小管的迹象（图1a）；侧面观示其玷污层较厚（图1b）。碳化钨钢组正面观示牙本质面较平坦光滑，划痕较均匀且不明显，牙本质小管口有不同程度的堵塞，绝大部分表现为不完全阻塞，少部分完全阻塞（图1c）；侧面观示其玷污层较薄（图1d）。

2. 2. 2 粘接剂处理后的牙本质面扫描电镜观察金刚砂组和碳化钨钢组各ABU、SBU粘接亚组发现，各组粘接剂处理后的玷污层均被不同程度的溶解，显露出底层牙本质小管。金刚砂组ABU粘接亚组致密的玷污层被部分溶解，绝大部分牙本质小管仍被玷污栓不同程度阻塞，还有部分小管完全封闭（图2a）；金刚砂组SBU粘接亚组绝大部分牙本质小管仍然被玷污栓不同程度阻塞，但管周牙本质脱矿较ABU粘接亚组明显，显露的底层牙本质小管数也较ABU粘接亚组明显增多（图2b）。碳化钨钢组ABU粘接亚组绝大部分牙本质小管呈现部分开放状态，部分小管呈现完全开放状态，完全封闭的牙本质小管数量较少（图2c）；碳化钨钢组SBU粘接亚组几乎没有完全封闭的牙本质小管，管周牙本质均有不同程度的脱矿，部分小管内可见部分残留的玷污栓（图2d）。在使用相同粘接剂时，碳化钨钢组的牙本质小管脱矿程度明显高于金刚砂组。

2. 2. 3 树脂牙本质粘接界面扫描电镜观察金刚砂组和碳化钨钢组各ABU、SBU亚组发现，在树脂牙本质粘接界面处均形成了良好的粘接，粘接剂均不同程度地渗入牙本质小管。金刚砂组ABU亚组粘接界面处形成的树脂突较短且稀疏（图3a）；而金刚砂组SBU亚组粘接界面处形成的树脂突明显较长，且数目增多（图3b）。碳化钨钢组ABU亚组粘接界面处形成的树脂突较稀疏，长短不一（图3c）；而碳化钨钢组SBU亚组粘接界面处形成的树脂突长且排列密集（图3d）。在使用相同粘接剂时，碳化钨钢组粘接界面处形成的树脂突明显较金刚砂组长且排列密集。

3 讨论

粘接强度是影响复合树脂修复结果的重要因素之一。良好的粘接能够对抗咀嚼过程产生的各种力的作用，同时克服复合树脂固化过程产生的应力，从而延长修复体的寿命。然而在临床窝洞预备过程中，牙本质表面产生的玷污层会阻碍粘接剂与底层牙本质相互作用，严重影响粘接效果，并且特性不同的玷污层对粘接效果的影响也不同［12-13］。临床中常需要在粘接前采用全酸蚀或自酸蚀的方式去除玷污层或使玷污层改性。其中，自酸蚀技术由于没有冲洗吹干的步骤，能够较好保持粘接所需的牙本质湿度，且操作时间短、技术敏感性低、术后敏感症状少［14］，受到临床医生的青睐；也正因其无冲洗步骤，自酸蚀技术改性后的玷污层成为粘接层的一部分［9］，不同特点的玷污层因而会对自酸蚀粘接效果产生不同的影响。因此，本研究选取预备牙体龋坏组织常用的856-025-7M金刚砂车针和FG701碳化钨钢车针，观察其牙体预备所致牙本质玷污层特点，并探究其对2种常用通用型粘接剂（自酸蚀模式）粘接强度的影响，为临床提供指导。

微拉伸强度测试是评价粘接强度常用且成熟的方法，其能够较好地反映粘接界面处的力学性能。本研究微拉伸强度测试结果显示，在使用相同粘接剂时，碳化钨钢组粘接强度均显著高于金刚砂组，这与Yiu等［12］的研究结果一致。分析其原因可能是由于2种车针所致玷污层的特性不同，进而对自酸蚀粘接系统与牙本质的粘接强度产生影响，这在弱酸性的自酸蚀粘接系统中尤为明显［9］。因此，本研究进一步通过扫描电镜观察金刚砂组和碳化钨钢组的牙本质表面形貌。金刚砂组玷污层亚组的牙本质表面粗糙、不光滑，划痕明显，玷污层较厚。相比之下，碳化钨刚组玷污层亚组的牙本质表面较均匀光滑，玷污层较薄。这与部分研究结果相似［12，15］。2种车针预备牙本质面后产生玷污层的差异可能是由于切削原理不同：碳化钨钢车针的表面没有颗粒状的磨粒，更类似刀片，因而切削后获得的牙本质面相对光滑；而金刚砂车针表面含有诸多金刚砂颗粒，通过与牙本质表面研磨来切削牙体组织，因而产生明显凹凸不平的碎屑状牙本质面。

本研究中的2种车针预备牙本质产生的玷污层经粘接剂处理后，虽玷污层均有一定程度溶解，但仍有大部分牙本质小管可见玷污栓，甚至仍然处于堵塞状态。这可能是由于弱酸性自酸蚀粘接剂脱矿和渗入底层牙本质能力较弱，其中的酸性单体会被玷污层中的成分缓冲中和［16］。其中，在使用相同粘接剂处理后，金刚砂组较碳化钨钢组有更多的牙本质小管堵塞，粘接界面的树脂突也相对较短，这可能是由于较厚的玷污层会更加阻碍粘接剂与底层牙本质的相互作用。此外，金刚砂组产生不平整的牙本质面可能会导致玷污层分布不均匀，玷污层厚度的区域差异可能会进一步导致粘接剂和底层牙本质之间渗透不均匀，这也可能是金刚砂组中树脂突长短明显不一的原因。

金刚砂组和碳化钨钢组中SBU亚组的粘接强度均高于ABU亚组，但仅碳化钨钢组两粘接剂亚组粘接强度差异有统计学意义，这与部分研究结果相似［17-18］。SBU、ABU均为含10-甲基丙烯酰氧基癸基磷酸二氢磷酸酯（MDP）的乙醇基通用型粘接剂，MDP可与羟基磷灰石中的钙发生化学反应形成稳定的复合物［19］，这是MDP基自酸蚀粘接剂具有优异粘接效果的主要原因［20］。此外，SBU的组成中含有聚丙烯酸共聚物，有研究表明聚丙烯酸共聚物可提供额外化学键［21］，而ABU中无此成分，这可能是自酸蚀模式下ABU的粘接强度弱于SBU的原因。此外，ABU的pH值较SBU更高，性质更温和，可能会对玷污层的改性作用更弱，进而导致了更低的粘接强度。通过扫描电镜观察发现，金刚砂组的玷污层几乎没有任何牙本质小管迹象，这种厚的玷污层会进一步削弱本就温和的粘接剂改性作用，使到达底层牙本质的成分相似，最终呈现出无明显差异的粘接强度，这可能是金刚砂组两粘接剂亚组粘接强度差异无统计学意义的原因。

目前研究表明，20 MPa的粘接强度就已满足临床需要［22］。本研究金刚砂组和碳化钨钢组SBU、ABU亚组的粘接强度均满足临床需求，但使用碳化钨钢车针会比使用金刚砂车针获得更优的粘接效果，这可能与碳化钨钢车针预备所致的牙本质玷污层较薄有关。因此，建议临床中在窝洞预备时使用碳化钨钢车针并配合SBU通用型粘接剂，可获得更佳的粘接强度。

参考文献略

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