4種暫封材料抗壓性的體外研究*

方玉葉，呂長?！鳎悜c華，劉金坤，夏 威

(1.昆明醫科大學附屬口腔醫院兒童口腔科 650106;2.昆明理工大學材料與工程學院 650093)

暫封材料是口腔醫學臨床工作中最常用的材料之一。廣泛用于治療進程中某階段的臨時性窩洞封閉，主要作用是將牙齒上的工作區域與口腔環境隔離，避免唾液、微生物及食物殘渣等進入，并防止治療區域內的化學藥物(失活劑、消毒藥等)外滲[1]。本研究在體外模擬口腔環境與臨床暫封操作，研究不同時間長度4種暫封材料抗壓性能，并進行成本-效果及敏感性分析，從而為臨床選擇暫封材料提供依據。

1 材料與方法

1.1實驗材料與儀器 Coltosol F(美國Cortec公司)；Caviton(日本GC Corporation Tokyo公司)；Ceivitron(臺灣東權國際有限公司)；NF(上海尼峰齒科材料有限公司)；暫封材料固化不銹鋼模具(自制)；B13-3型智能恒溫定時磁力攪拌器(上海司樂儀器有限公司)；DHP-360型電熱恒溫箱(北京市永光明醫療儀器廠)；AG-IS10KN力學萬能實驗機(日本島津公司)。

1.2方法 將國內臨床常用的4種成品暫封材料分為4組，A組：Coltosol F；B組：Caviton；C組：Ceivitron；D組：NF，每組15個，共60個樣本。據ISO 3107∶2011標準，在室溫(37±1)℃，相對濕度大于或等于95%環境中，將樣本置入預先定制的固化不銹鋼模具中，放置于(37±1)℃恒溫恒濕箱中固化，0.045 mm粒度砂紙打磨圓柱體兩端，平整后除去模具，壓制成統一4 mm×6 mm大小的標準件，千分尺測量圓柱的直徑，精確至1 μm，檢查試樣是否有氣泡及邊緣有無缺陷。選取符合標準的試樣，儲存于(37±1)℃去離子水中，放置于(37±1)℃恒溫箱中模擬口腔濕潤環境。分別于第3、7、14天3個時間點每組抽取5個樣本，運用萬能試驗機，沿樣本長軸方向以(1.00±0.05)mm/min的速率加荷直至試樣斷裂，并記錄試樣破裂時的最大負荷。根據公式計算抗壓強度(K，單位：MPa),K=4F/πd2[F：試件斷裂時的載荷(單位：N);d：圓柱體試件的直徑(單位：mm)][2]。由于國內市場上不同區域的暫封材料價格不同，本研究材料的成本信息綜合云南省各級醫院。以每克暫封材料為成本(C，單位：元)，暫封7 d K值的均數為效果(E，單位：MPa)，計算4種暫封材料成本-效果比(C/E)，并進行敏感性分析。

2 結 果

2.14種成品暫封材料K值的測量結果 采用多因素方差分析顯示，相同時間點不同材料抗壓強度不同(F=337.021,P<0.01)，同一材料不同時間點抗壓強度不同(F=8.452,P=0.01),材料與時間的交互項差異有統計學意義(F=23.212,P<0.01)，表明不同材料K值隨時間變化不一致，見表1。

2.2相同暫封材料不同時間K值的比較 采用單因素方差分析方法對每種暫封材料不同時間的K值進行比較，結果顯示4種材料不同時間的K值均不同。通過組間LSD-t檢驗兩兩比較得出：A組K值隨時間增加而降低,3、7、14 d間K值差異均有統計學意義(P<0.05)；B、C、D組K值7 d較3 d均升高(P<0.05)，且B組增加幅度最大，C組14 d K值顯著低于3 d和7 d(P<0.05)，但B、D兩組7 d與14 d K值比較，差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。

表2 相同暫封材料不同時間點K值的比較

2.3相同時間點不同暫封材料K值的比較 分別在對4種暫封材料暫封3、7、14 d的K值進行組間比較。得出暫封3 d時K值：除B和D組之間差異無統計學意義(P>0.05)外，其余組間差異均有統計學意義(P<0.05)；暫封7 d及14 d時K值：除A組與D組差異無統計學意義(P>0.05)，其余組間差異均有統計學意義(P<0.05)，見表3。

表3 相同時間點不同暫封材料K值的比較

2.4暫封材料K值與時間的關系 采用Spearman相關分析分別比較4種暫封材料K值與時間的關系，結果提示：A組K值與時間呈負相關關系(rsA=-0.945,P<0.01)，B、D兩組K值與時間呈正相關關系(rsB=0.661,P=0.007；rsD=0.718,P=0.003)，但C組K值與時間的關系差異無統計學意義(rsC=-0.472,P=0.075),見圖1。

圖1 4種暫封材料K值與時間的關系

2.5暫封材料的成本-效果及敏感性分析 (1)綜合云南省各級醫院材料的成本，A組：Coltosol F(92元，38 g)、B組：Caviton(80元，30 g)、C組:Ceivitron(20元，15 g)、D組：D組材料(NF)(16元，15 g)，計算4種暫封材料的C/E，該比值越小說明該材料的成本-效果獲益越大，得出NF更具有成本-效果優勢，見表4。(2)暫封材料成本-效果分析中所用的成本，因不同地域及不同醫療單位可能有所不同，以及材料的K值因樣本制作、儲存過程等因素影響，測量結果有所不同，存在不確定性及偏倚，故需進行敏感性分析。假設成本降低5%，效果增加5%，得出改變影響因素在一定范圍內不影響分析結果，有一定的可信性，見表5。

表4 暫封材料的成本-效果分析

表5 4種暫封材料的敏感性分析

3 討 論

在口腔環境中，暫封材料受到咬合力、溫度，以及牙體缺損范圍大小等多種因素影響，暫封材料本身和使用方法的不同也會對臨床治療效果產生較大的影響[3-4]。理想的暫封材料應具備以下性能[5-6]：生物安全性；良好的機械性能；化學穩定性；優良的邊緣封閉性；可塑性；不導熱、冷；價格便宜，儲存穩定。正常人咬合力為22.4～68.3 kg,磨牙最大抗折力為(1 083.33±136.78)N，醫生常囑咐患者暫封期間勿用或減少患側咀嚼，暫封后復診時間常為7～14 d[7-9]。K值是評價一種材料機械性能的關鍵指標，若材料所承受壓力超過K值極限，將導致材料出現碎裂而喪失封閉性能。關于暫封材料微滲漏的報道較多，但K值卻極少報道。

目前國內外使用的口腔暫封材料種類很多，包括短期的牙膠和氧化鋅類水門汀，中長期的玻璃離子體和聚羧酸鋅類水門汀，以及長期的樹脂類等，其中氧化鋅類根據是否含丁香油又分為含丁香油的氧化鋅類水門汀和不含丁香油的成品：Coltosol F、Cavit-G、Caviton、Cimavit、Ceivitron、NF等[10]。

Coltosol F是一種化學固化的單組份水門汀，主要成分是氧化鋅、一水硫酸鋅、半水硫酸鈣、硅藻土、磷酸三丁檸檬酸、醋酸乙烯共聚物、芳香劑[12]。其表面通過吸收水分60 min內硬固，2～3 h后暫充物就能夠承受咀嚼力，吸濕體積膨脹17%～20%，使充填體致密，取得良好的邊緣封閉，甚至超過某些化學固化的玻璃離子和牙本質粘接材料[11-12]。Caviton是近年來臨床上開始普遍使用，也是昆明醫科大學附屬口腔醫院目前最常使用的一種暫封材料，主要成分是氧化鋅、熟石膏、醋酸乙烯基樹脂、乙醇等，對牙髓無刺激，無明顯異味、藥味，去除時材料呈塊狀不粉碎[13]。其吸濕體積膨脹，30 min內吸水硬固，可補償因溫度變化所導致的微隙，有良好的相容性和密閉性，能有效阻止細菌、液體及其他雜物等進入髓腔，封閉效果受熱循環的影響較小。但固化時會對周圍牙體產生力的作用，若膨脹超出一定范圍，可將牙尖推向相反方向導致牙齒隱裂或牙折等后果[14]。Ceivitron主要成分為乙酸乙烯、乙醇、硫酸鈣、氧化鋅，利用硫酸鈣遇水凝結特點，30 min后完全硬固，60 min內應避免強壓。SLUZKY等[15]發現未固化的硫酸鈣暫封材料有一定抗糞球菌作用，14 d內抗變形鏈球菌。NF主要成分為樹脂、硫酸堿、氧化鋅等，充填1.5 h內不能大量飲水，少見文獻對其評價。

本實驗中，不同暫封材料K值隨時間增加而變化。其中Coltosol F K值與時間呈負相關關系，3 d時短期暫封效果較好，7 d及14 d K值隨時間增加而降低，且其表面均可見不規則的裂紋及去離子儲存液渾濁。TENNERT等[12]體外研究得出單獨使用Coltosol F作為暫封材料用于根管治療后的二類洞，會導致牙齒折裂，一般發生于充填后4 d內，猜測可能與材料硬化過程中吸水和膨脹導致暫充物內部產生裂紋和薄弱釉質邊緣折裂有關，這與本實驗結果相似。Caviton K值與時間呈正相關關系，7 d K值較3 d升高，且增加幅度最大，7 d和14 d比較差異無統計學意義(P>0.05)。KIM等[16]通過體外研究得出 Caviton的邊緣微滲漏低； TAPSIR等[17]根據材料邊緣密閉性得出，Caviton暫封適宜時間為7 d，但關于其K值的研究較少。Ceivitron K值與時間無明顯相關關第，在本實驗過程中，其K值明顯低于正常人咀嚼力，并與其他組暫封材料均有顯著性差異。羅蓉等[9]得出暫封4 h后方能測試Ceivitron K值，且在整個實驗過程中均顯示出較軟的狀態。NF K值與時間呈正相關關系，7 d K值較3 d升高，7 d和14 d時K值與Coltosol F差異無統計學意義(P>0.05)，僅次于Caviton。

綜上所述，臨床上不建議將Coltosol F用于根管治療后的多面洞，其最佳暫封時間為3 d；暫封7 d和14 d時，選擇Caviton效果較好；Ceivitron成本-效果較差，且材料黏性較大,不建議在臨床上直接作為暫封材料使用；NF更具有成本-效果優勢，但材料黏性較大，臨床上充填時應避免形成空隙?？谇皇莻€復雜多變的環境，其溫度、微生物等因素會對暫封材料K值產生影響，而本實驗是體外模擬口腔環境，不能完全模擬暫封材料K值在口內的變化，對于該方面及暫封材料的其他功效和屬性將有待進一步研究。