3 種流動性材料用于恒磨牙預防性樹脂充填的微滲漏研究

黃程成 施春梅

Simonsen[1]最早提出了“預防性樹脂充填(preventive resin restoration, PRR)”的概念，即用復合樹脂+窩溝封閉劑在修復窩溝齲的同時封閉其余窩溝。然而此方法由2 個步驟完成，不僅耗時較長，邊緣的封閉性也差強人意。20 世紀末，流動樹脂問世，是一種流動性和貼合性強的樹脂型充填材料，其應用范圍擴展到直接充填窩洞。自粘接流動樹脂屬于新型的樹脂充填系統，改變了流動樹脂臨床操作的傳統方式，即省去酸蝕-沖洗-粘接的步驟[2]，極大的簡化了操作流程。本研究擬通過比較新型自粘接流動樹脂與另2 種流動性材料體外實驗中的微滲漏情況，為臨床上充填窩溝齲的材料選擇提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集廣西壯族自治區人民醫院口腔科1 個月內因正畸原因拔除的33 顆新鮮離體恒前磨牙，經檢查牙體完整，無裂紋、無齲壞、無充填物。用牙周刮治器和手術刀去除牙菌斑色素、牙結石及牙周軟組織，在4 ℃生理鹽水下保存待用。

1.2 實驗材料

實驗所用3 種流動性充填材料成分見表1。第8 代Single Bond Universal樹脂粘接劑(3M，美國)，亞甲基藍(國藥集團化學試劑公司)，水砂紙(湖北玉立砂帶公司)，硅膠正方體模具。

1.3 實驗設備

高速渦輪手機Alegra TE-98C(W&H，奧地利)； 低速手機CA 1∶1 L(Bien Air，瑞士)； LITEX 696 LED光固化燈(DENTAMERICA，美國)； DK-600電熱恒溫水槽箱(上海精宏實驗設備有限公司)； SIM-F140AY65顆粒制冰機(三洋株式會社，日本)； BX53F生物顯微鏡(奧林巴斯，日本)； VEGA-3 LM掃描式電子顯微鏡(TESCAN公司，捷克)。

1.4 實驗方法

表1 實驗用材料

注： 制造商說明書 Bis-GMA: 雙酚A-二甲基丙烯酸甘油酯; GPDM: 甘油磷酸二甲基丙烯酸甲酯; HEMA: 甲基丙烯酸羥乙酯; TEGDMA: 二甲基丙烯酸三甘醇酯; S-PRG: 高密度預反應玻璃離子

1.4.1 窩洞預備與充填 按預防性樹脂充填技術制備I類窩洞，以模擬治療窩溝齲。高速渦輪手機配備TR-25F金剛砂車針、 2#小球鉆(Mani，日本)于離體牙面沿點隙窩溝制備寬1 mm、深2 mm的I類洞型，隨后清潔牙面。將處理好的離體牙按隨機數字表法分為A、B、C 3 組(n=11)。A組Dyad Flow自粘接流動樹脂(A2)：適度壓力下使用干燥空氣吹干窩洞，直接將適量流動樹脂注入窩洞，使用配套小毛刷均勻地將樹脂均勻涂布并充滿于窩洞及其周圍點隙裂溝處，涂布時間為20 s，距材料表面1 mm進行持續光固化20 s。B組Beautifil Flow Plus F03加強型流動聚合體(A2)：干燥空氣輕吹，保持窩洞內微濕狀態，小毛刷蘸3M自酸蝕粘接劑，涂布20 s，輕吹5 s使多余粘接劑揮發，光固化10 s，窩洞內注入F03流動材料，探針輕輕調整，使材料充分布滿窩洞，光固化20 s。C組Fuji VII玻璃離子：干燥、消毒小棉球擦拭窩洞，保持微濕，同時助手混合粉劑與液劑進行調拌, 將調拌好的玻璃離子以探針送入窩洞，沿洞壁操作使材料充分填滿線角處。充填完成待材料表面失去光澤時，于表層涂布凡士林，水環境下去除多余材料。所有操作步驟均由同一人完成，并嚴格按照產品說明書進行。

1.4.2 冷熱循環 每組11 顆離體牙共同交替置于冷水浴箱(5±2) ℃與電熱恒溫水槽箱(55±2) ℃中，預設每個溫度停留時間為30 s，共循環1 000 次[3]。循環完畢后室溫下靜置24 h。

1.4.3 根尖封閉、染色、制作磨片 拭干離體牙，黏蠟封閉根尖，指甲油封閉窩洞周圍1.5 mm外的區域。所有牙均于室溫下統一直立浸于配置好的2%亞甲基藍溶液，容器為經過避光處理的燒杯，染色48 h。染色完成后，自來水流動沖洗30 min，拭干。用自凝樹脂將每顆實驗牙的牙根部固定于正方體模具盒內。使用低速彎手機配備砂輪沿頰-舌方向，在中央溝近中1/3、中點、遠中1/3三個標記點處分別縱形切開牙冠，每顆牙保留3 個較完整的磨片。用800～2 500目的水砂紙對每個磨片的2 個觀測位點進行拋光。

1.4.4 顯微鏡觀測及數據處理 在體視顯微鏡下(×40)測量每個磨片中頰舌側的染料垂直滲入深度以及充填材料-牙體組織結合界面的垂直深度(單位： mm)，并在顯微鏡下拍攝照片。所有磨片的數據均由同一人使用Image J科學圖像處理軟件重復測量3 次。表2列出ISO指南推薦的評分標準對每組標本的微滲漏程度進行分級[4]。

1.4.5 掃描電鏡(SEM)標本處理及觀察 僅經冷熱循環的3 顆離體牙(分別來自A、B、C組)切割成磨片后，打磨、拋光。磨片使用導電膠常規粘于金屬片上，輕吹，盡可能清除試件表面異物，隨后放入噴金儀樣品室內，抽真空滿足條件后，使用SEM離子濺射儀對牙磨片的觀察面進行噴金鍍膜。將制備好的磨片組合置于樣品臺上，按標準抽吸真空，在×40、 ×350、 ×1 000 倍下選取典型的牙體-材料結合界面、材料內部顯微結構進行拍照。

表2 微滲漏評級標準

注： ISO/TS 11405: 2015-5.3.6: Measurement of microleakage

1.5 統計學方法

應用SPSS 22.0統計分析軟件包對實驗數據進行統計分析。對3 組等級資料間比較用Kruskal-Wallis檢驗，而 Mann-Whitney檢驗則對組間標本評分值進行兩兩比較。 設定檢驗水準雙側α=0.05， 當P<0.05時差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 3 種材料的微滲漏情況

微滲漏實驗顯示，Dyad Flow自粘接流動樹脂組、Beautifil Flow Plus F03加強型流動聚合體組、Fuji VII玻璃離子組均有微滲漏產生，結果如圖1。評分經Kruskal-Wallis檢驗， 3 組流動充填材料模擬充填窩溝齲的微滲漏評分之間差異具有統計學意義(P=0.001)，結果見表3。組間微滲漏評分的兩兩比較，DF與F03的差異無統計學意義(P=0.233)， 而Fuji VII與DF(P=0.005)及F03(P=0.001)間的差異均具有統計學意義。

2.2 SEM觀察結果

DF、F03、Fuji VII材料與牙釉質間均有不同程度的縫隙出現，如圖2所示, 圖2A示高倍鏡下牙釉質與DF結合良好，界面連續，局部可見淺凹面；在圖2B中，F03與釉質結合緊密，界面無明顯裂隙，且觀察到明顯的混合層結構；圖2C可見Fuji VII與釉質間有較為明顯的裂隙，隙周材料一側有皸裂現象。

圖1 有代表性的實驗牙磨片 (×40)

Fig 1 Representative sections with microleakage of the experimental teeth (×40)

表3 3 組材料微滲漏評分的比較 [n(%)]

Tab 3 Scores of dye penetration of the 3 groups evaluated by kruskal-wallis H test [n(%)]

注：χ2=18.902,P=0.001

3 討 論

3.1 窩溝齲、預防性樹脂充填與微滲漏

微滲漏是細菌、極細異物等進入充填體與牙體間的微小裂隙， 于其中遷移或滯留[9]。有研究證實充填體內面定植的微生物容易在合適條件下啟動齲壞的進程[10]。而當前，包括自粘接流動樹脂在內的各種新型充填材料應用于臨床， 邊緣密合性作為衡量充填材料性能的重要指標之一，學界也不斷地對這些材料進行實驗研究，為臨床的應用前景提供科學依據。

圖2 實驗牙SEM圖 (×1 000)

Fig 2 SEM photo of the experimental teeth (×1 000)

3.2 新型自粘接流動樹脂材料

DF作為一種新型的自粘接流動樹脂，應用OptiBond粘接技術將有效粘接成分整合入流動樹脂當中，可與牙體硬組織之間同時產生化學與微機械的結合能力，實現了免酸蝕、免粘接，無需預先對窩洞進行任何化學處理，這極大的簡化了操作流程，節省了就診時間。

3.3 實驗微滲漏情況分析

本實驗研究結果發現，3組材料的邊緣抗滲漏能力有顯著性差異 (χ2= 18.902，P=0.001)。 DF組與F03組間的差異無統計學意義(P=0.223)，這與袁鶴的研究結果相近[11]，且均優于Fuji VII組。GPDM和HEMA均為DF的主要成分：前者是樹脂中的主要功能性粘接單體，酸性磷酸基團可完成對牙釉質或牙本質表面的酸蝕：與兩個甲基丙烯酸酯功能基團及其他甲基丙烯酸單體產生共聚作用，且這種化學基團間的共聚作用增加了不同尺寸微粒間的交聯密度，同時增強了聚合性粘接的機械強度；后者的兩親性可阻止充填材料在與含水合物組織的粘合中出現分離相，提高了DF對牙體硬組織的粘接強度[12]。臨床上窩溝齲預備后的窩洞，通常會有細微線角甚至倒凹的部分，所以要求PRR的充填材料能有效流動并充滿于這些窩溝中。DF有優良的流動性能，能填充至器械不易到達之處。實驗中DF沒有染料滲入的例數較F03多，但統計結果示F03的微滲漏評分中位數在1 分，而DF組的中位數位于1.5 分，說明F03的滲漏主要局限于充填界面的冠方1/2。在光照固化時，DF中的粘接性成分和樹脂成分分別發生了不均勻的變化，這就影響了樹脂的聚合收縮，收縮應力若分布不均勻，直接導致邊緣界面不甚密合，增加了微滲漏發生的幾率。自酸蝕粘接劑可滲入洞壁形成較為均勻樹脂突，進一步加強了F03與窩洞的結合，而且保證了牙體-粘接劑-樹脂這一均勻密合的結果，這在一定程度上可解釋本實驗中F03邊緣封閉失敗的例數(1.7%)要少于DF(13.3%)的情況。F03主要由Bis-GMA、TEGDMA、S-PRG等組成，同時兼具玻璃離子與樹脂的一些特性，流動性佳。高密度的S-PRG填料不僅能補償樹脂固化時產生的聚合收縮，還可以在緩沖口腔內偏酸性的PH值，抑制致齲菌群的附著作用。實驗中高倍光鏡下發現在DF中存在更多的毛刺狀或線狀連續的充填缺陷，而F03中幾乎沒有，這與DF中的氟化鐿、鋇玻璃等填料減弱了GPDM的有效作用有關[13]。

Fuji VII玻璃離子屬樹脂改性型玻璃離子，可釋放氟離子，通常用于窩溝保護、防控牙本質過敏癥、永久充填等。雖然Fuji VII用途廣泛，但本研究中Fuji VII均出現不同程度的染料滲入，邊緣封閉失敗率(21.4%)最高。Fuji VII的完全固化需要24 h，理論上在這期間，邊緣發生滲漏的機會將明顯增加，而流動樹脂類材料則可在光固化后即刻硬化。Fuji VII固化初期時含有大量的親水性基團，可吸附靜置環境中的水分子，盡管吸水后的體積膨脹補償了邊緣的封閉，但完全固化后多余的水分子釋出，材料內部發生微折裂，上層材料連鎖反應式地塌陷，導致主要的化學性粘接作用下降[14]。

3.4 SEM結果分析

1 000 倍鏡下所見，DF與釉質洞壁結合面基本延續，但局部有淺凹面。F03與釉質的結合界面明顯連續，這與流動樹脂具有良好的流動性以及聚合收縮時應力的分布較為平均有關[15]。 2 種流動樹脂材料內部質地均勻、致密，無明顯氣泡及局部破損。Fuji VII中則發現有不平整的裂隙，結合界面連續性欠佳，而且邊緣處可見放散狀裂解，這主要由于玻璃離子在初期固化時吸水膨脹，隨后固化過程中飽和的水不斷析出，從而形成局部小丘狀碎裂的現象[16]。

綜上所述，Dyad Flow自粘接流動樹脂的操作時間短、邊緣封閉性良好，可作為PRR治療窩溝齲的新路徑，且在配合度差、唾液分泌較多的兒童中有較大優勢。本實驗所得數據與還需要做進一步的臨床研究以確認DF作為PR材料的療效，值得在臨床上作進一步的長期應用觀察。