兩種通用粘接劑及Z-Prime Plus對(duì)氧化鋯粘接效果的影響

謝 靜，鄧青完，衛(wèi)曉霞，姬 洋，張 杉，張 曉

氧化鋯強(qiáng)度高，美觀性好，生物相容性佳，逐漸受到醫(yī)師和患者的青睞[1]。但氧化鋯表面不含玻璃相且具有抗酸性，氫氟酸酸蝕，硅烷化處理其粘接效果不理想[2]，如何增加氧化鋯的粘接強(qiáng)度一直是研究的熱點(diǎn)。隨著粘接技術(shù)的發(fā)展，新型通用粘接劑出現(xiàn)，其操作簡便，一物多用方便多模式化，可用于各種直接、間接修復(fù)材料，如復(fù)合樹脂、金屬、氧化鋯、氧化鋁及硅基類陶瓷；可用于全酸蝕、自酸蝕和選擇性酸蝕，由于含功能性磷酸脂單體(10-methacryloxydecyl dihydrogen phosphate，MDP)，可代替氧化鋯處理劑用于氧化鋯粘接[3]。目前關(guān)于通用粘接劑的研究很少，氧化鋯處理劑的使用能否提高此類粘接劑的粘接效果結(jié)論不一，因此該實(shí)驗(yàn)研究通用粘接劑單獨(dú)使用及其與氧化鋯處理劑聯(lián)合使用對(duì)氧化鋯粘接性能的影響。

1 材料與方法

1.1材料Y-TZP氧化鋯(秦皇島艾迪特公司)；PanaviaTMF(日本可樂麗公司)；Single Bond Universal、RelyXTMUltimate(美國3M公司)；All Bond Universal、Duo Link、Z-Prime Plus(美國Bisco公司)。

1.2儀器慢速打磨機(jī)(韓國世洋公司)；氧化鋯燒結(jié)爐 (以色列SINTR公司)；噴砂機(jī)(榮輝RH6050A，劉氏榮輝機(jī)械設(shè)備有限公司)；萬能測(cè)試機(jī)(HY-0230，上海衡翼儀器有限公司)；體視顯微鏡(T240C，臺(tái)灣顯泰Sun Time公司)；恒溫水浴箱(上海藍(lán)天儀器有限公司)。

1.3方法

1.3.1瓷塊預(yù)備 慢速打磨機(jī)將氧化鋯切割成12 mm ×10 mm×6 mm的長方體共96個(gè)，見圖1，水砂紙打磨使瓷塊表面一致，高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)燒結(jié)12 h，自然冷卻，打磨瓷塊粘接面暴露新鮮陶瓷面，0.4 MPa，110 μm氧化鋁距粘接面10 mm處噴砂15 s，超聲清洗10 min，吹干備用。

圖1 燒結(jié)前氧化鋯瓷塊

1.3.2樹脂柱預(yù)備 流動(dòng)樹脂及聚乙烯管制作直徑3 mm、高4 mm的樹脂柱共96個(gè)，水砂紙打磨形成平整一致的粘接面，清洗備用，見圖2。

圖2 預(yù)成樹脂柱

1.3.3試件的粘接 96個(gè)氧化鋯瓷塊隨機(jī)分成3組(n=32)：對(duì)照組P組(Panavia F)、實(shí)驗(yàn)組S組(Single Bond Universal)、A組(All Bond Universal)，每組含兩個(gè)亞組(P1、P2、S1、S2、A1、A2)，分別進(jìn)行噴砂及噴砂+ZPP處理，再與相應(yīng)的粘接劑粘接，各組試件按廠家說明依次完成粘接。以上試件相同力度指壓固定5 min，清除多余粘接劑，光照固化。各亞組隨機(jī)抽取8個(gè)試件37 ℃恒溫水浴24 h，剩余試件沸水水浴72 h后測(cè)試剪切強(qiáng)度[4]。

1.3.4剪切強(qiáng)度測(cè)試 使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)各試件進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試。

1.3.5斷裂界面類型 體視顯微鏡下觀察試件破壞形式。

2 結(jié)果

2.1界面斷裂類型37 ℃恒溫水浴24 h后各組試件界面破壞均以混合破壞為主，100 ℃恒溫水浴72 h后，P1組以界面破壞為主，其余各組均以混合破壞為主。見表1和圖3、4。

表1 所有實(shí)驗(yàn)試件粘接界面斷裂類型(個(gè)，n=96)

2.2剪切強(qiáng)度37 ℃水浴24 h，兩種處理下三種粘接材料粘接強(qiáng)度為S>A>P，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；100 ℃水浴72 h后，兩種處理下三種材料的粘接強(qiáng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=132.587、44.100，P<0.001)，粘接強(qiáng)度為S>A>P；噴砂及噴砂+ZPP兩種處理下的粘接效果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，三種材料均為噴砂+ZPP處理粘接強(qiáng)度優(yōu)于噴砂處理。見表2。

3 討論

噴砂可粗化氧化鋯表面，提高表面性能，通過微機(jī)械鎖合作用提高粘接效果[5]。MDP其親水性磷酸末端與氧化鋯產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合，甲基丙烯酸酯末端與樹脂粘接劑發(fā)生聚合，使氧化鋯與樹脂粘接劑間形成化學(xué)鍵，提高氧化鋯粘接強(qiáng)度和耐久性[6]。含MDP的Panavia F粘接效果優(yōu)于其他樹脂粘接劑，粘接強(qiáng)度足以滿足臨床需求[7]。本實(shí)驗(yàn)選取Panavia F為對(duì)照組，兩種通用粘接劑Single Bond Universal和All Bond Universal為實(shí)驗(yàn)組，比較通用粘結(jié)劑對(duì)氧化鋯粘接性能的影響。

圖3 界面破壞 瓷塊×20

圖4 混合破壞 瓷塊×20

粘結(jié)面處理粘結(jié)材料37℃水浴24h剪切強(qiáng)度100℃水浴72h剪切強(qiáng)度噴砂P118.33±1.537.34±0.70 S120.44±2.2312.76±0.55*A118.90±3.1510.79±0.75*#噴砂+處理劑P224.28±1.2016.63±1.45S225.65±2.0223.08±1.45*A224.50±1.6319.86±1.22*#

與P組比較：*P<0.05；與S組比較：#P<0.05

噴砂處理， 37 ℃水浴24 h，三組材料的粘接強(qiáng)度均較好；觀察界面斷裂模式，三組材料均以混合破壞為主，說明三種材料均達(dá)到較好的粘接效果。100 ℃水浴72 h，三組粘接強(qiáng)度均下降， P組降低最明顯，可見通用粘接劑氧化鋯長期粘接強(qiáng)度高于Panavia F，Panavia F雖然短期粘接效果好，老化后，其粘接效果明顯降低，可能由于樹脂水門汀中加入MDP，所形成的化學(xué)鍵不穩(wěn)定易水解，老化后粘接強(qiáng)度下降，S、A兩組通用粘接劑中含MDP，兩組粘接強(qiáng)度高于P組。MDP被證實(shí)有利于氧化鋯的粘接，許多廠家將MDP加入各種粘接劑，處理劑或樹脂水門汀中，但是哪類產(chǎn)品對(duì)氧化鋯的粘接起到關(guān)鍵作用并不清楚。de Souza et al[1]發(fā)現(xiàn)樹脂水門汀中加入MDP對(duì)氧化鋯的粘接沒有意義，而含MDP的粘接劑或處理劑有利于氧化鋯粘接，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。無論噴砂還是噴砂+ZPP處理，三組中S組初期及長久粘接強(qiáng)度最高，可能與Single Bond Universal中既含有MDP又含有甲基丙烯酸改性的聚烯酸共聚物，可有效抵制水解作用，這有力地解釋了S組的長期粘接效果高于其他兩組[8]。

疏水性粘接界面有利于粘接成功。本實(shí)驗(yàn)比較兩種處理對(duì)氧化鋯粘接強(qiáng)度的影響顯示經(jīng)過100 ℃水浴72 h噴砂處理下三種材料粘接強(qiáng)度明顯下降，噴砂+ZPP處理粘接強(qiáng)度變化不明顯，說明ZPP可以增加氧化鋯的粘接強(qiáng)度，保證粘接界面持久穩(wěn)定。Chen et al[9]發(fā)現(xiàn)ZPP處理過的氧化鋯表面為低能、疏水、穩(wěn)定的界面，能顯著提高氧化鋯的長期粘接效果。

因此，通用粘接劑粘接效果優(yōu)于Panavia F，ZPP可有效提高氧化鋯的初期及長期粘接強(qiáng)度，通用粘接劑與ZPP聯(lián)合使用比單獨(dú)使用通用粘接劑粘接效果好。

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