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比较不同粘接技术对通用型粘接系统粘接强度的影响(巴西)
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作者:
|Fabricia Vianna Costa (巴西)
巴西圣阿马罗大学 

Luiza Mello de Paiva Campos(巴西)
巴西圣保罗佩斯基萨斯核能 研究所

Mirko Dennys Ayala(巴西)
巴西圣阿马罗大学 

Walter Gomes Miranda Jr.(巴西)
巴西圣保罗大学牙科学院

William Cunha Brandt(巴西)
巴西圣阿马罗大学

Caio Vinicius Gonçalves Roman‑Torres(巴西)
巴西圣阿马罗大学 

Letícia Cristina Cidreira Boaro(巴西)
巴西圣阿马罗大学 

通讯作者:
Letícia Cristina Cidreira Boaro
leticiacidreiraboaro@gmail.com


为了在保证粘接技术的临床有效性和粘接性的同时简化粘接步骤,市场上不断推出新的通用型粘接系统。因此,本研究的目的是比较牙本质含或不含水分对通用型粘接系统(Single Bond Universal,3M公司)性能的影响。选择45颗具有拔牙适应证的患者磨牙,分为三组:Single Bond Universal—牙本质含水分;Single Bond Universal—牙本质不含水分;Scotchbond™ Multi-Bottles(3M 公司)传统粘接技术(对照组)。实验采用微剪切试验和电子显微镜扫描。采用单因素方差(ANOVA)分析和Tukey多重比较的统计分析方法,整体显著性水平设为5%。微观测试结果表明,各组别之间的结果无统计学差异。扫描电镜分析显示,最常见的失败模式为粘接型失败(91%),其次为混合型失败(8%)和内聚型失败(1%)。研究得出以下结论:无论牙本质是否存在水分,Single Bond Universal通用型粘接系统都与传统粘接系统的粘接强度相当。

关键词:粘接系统,粘接强度,通用型粘接剂,牙本质水分


背景

粘接技术是临床牙科修复成功的基础。粘接的目的是促进修复材料与牙釉质和牙本质之间的粘合。有文献认为,保持牙本质胶原基质的一定程度的水合作用是很有必要的,这样可以避免胶原纤维塌陷,并使脱矿部位粘接剂的渗透达到令人满意的程度。然而,由于龋齿的复杂性,在同一颗牙齿中可能同时存在非常干燥或非常潮湿的区域,因此实现基质的最佳水合效果非常困难。粘接部位的水分过多会稀释粘接材料的单体成分,干扰其聚合,从而形成低质量的混合层,这将导致材料的粘接强度降低。脱矿牙本质越干燥,越有利于胶原纤维中水分的去除,防止剩余牙本质和牙本质/粘接剂/复合界面之间形成空隙,这些空隙会影响粘接面的渗透及溶解性。多孔和稀薄的混合层的形成,除了会降低粘接强度外,还会导致残余单体进入髓腔,刺激牙髓并引起牙齿敏感。

然而,当牙齿胶原纤维完全脱水时,会引起胶原纤维塌陷,从而导致粘接界面降解,使牙齿/复合树脂之间形成缝隙,空腔完全干燥也会增加牙髓毒性和敏感性。因此,研究人员通过添加不同的材料,研发出了各种类型的粘接剂和粘接技术,以纠正或改善这些有害影响,从而延长修复体的使用寿命。

最近,市场上推出了一种新的粘接产品Single Bond Universal,该粘接系统为单瓶装的自酸蚀粘结剂。根据制造商的声明,它适用于不同的粘接技术。这意味着牙科医生可以在修复过程中选择自己擅长的粘接技术,无论是牙釉质和牙本质的全酸蚀处理,还是自酸蚀处理或选择性牙釉质处理。

据生产商介绍,Single Bond Universal粘接系统的优点可能基于其独特开发的VMS技术。这项技术含有粘接过程中所需要的三种重要化学成分的组合:Vitrebond™ Copolymer 可以使胶原纤维再水化,从而形成混合层,甚至可以在干燥的牙本质面使用;MDP(10- 甲基丙烯酰氧癸基磷酸氢)可以更好地促进产品对牙齿基底的粘附性,提高产品的稳定性,并增加在自酸蚀技术中的粘附力,而且还可以用作金属底漆;该产品中添加的硅烷成分使其可以用于玻璃衍生陶瓷(长石和二硅酸锂)、玻璃渗透陶瓷(氧化铝)和Lava 氧化锆陶瓷的粘接,且无需使用单独的引发剂。当Single Bond Universal与专用DCA(双固化活化剂)系统联合使用时,也可用于水门汀、填料和化学与双重活化的复合树脂之间的粘接。

除了上述优点外,Single Bond Universal粘接系统还具有其他重要的用途,例如:用于树脂或树脂改良型单体的直接修复;作为玻璃离子水门汀修复体的保护层以帮助牙根脱敏;在树脂修复、窝沟封闭时无需预先酸处理;另外,它也适用于间接修复,允许在间接修复体或即刻牙本质封闭等口内修复时,使用双固化技术粘接贴面、嵌体、高嵌体、牙冠等。

尽管该粘接剂的适应证和优点非常多样化,但还比较缺乏关于不同粘接技术对牙本质粘接强度影响的研究。因此,本研究通过微剪切粘接试验,客观地比较在牙本质含或不含水分的情况下,Single Bond Universal(Scotchbond™ Universal)的粘接效果。


方法

牙齿预备


本研究经巴西圣保罗圣阿马罗大学伦理委员会批准(编号:1.203.890),选择在圣阿马罗大学牙科学院外科门诊拔除的45颗健康人第三磨牙作为研究对象。

用牙周刮匙清洁牙齿,流水冲洗,并在冷藏下存放在蒸馏水中。使用切割机(IsoMet™,Buehler公司)和金刚砂盘在水冷却下切割掉牙齿的冠三分之一,以获得无釉质的平坦牙本质表面。用丙烯酸树脂将样本嵌入PVC(聚氯乙烯)管中,并使冠部分留在管外。

实验分组

本研究要分析的因素是在使用Single Bond Universal的粘接过程中牙本质中含或不含有水分。我们用Scotchbond™ Multi-Purpose传统粘接技术作为对照组。三个实验组各有15颗牙齿。使用220粒度的粗砂纸垂直摩擦拟粘接面15秒,以对涂抹层进行标准化。

对照组—Scotchbond™ Multi-Purpose 传统粘接技术

使用37%磷酸(Fusion Duralink,angelus公司)酸蚀牙本质15秒,然后用水/空气喷雾(三用枪)冲洗15秒。用气枪轻柔地去除多余的水分,保留牙本质的水分。在牙本质表面涂覆底漆(在有机溶剂中稀释的树脂单体溶液,在该粘接系统中为单独的一瓶), 作用10秒后涂抹粘接剂,然后光固化20秒(18 J/cm2)(radii,SDI公司,澳大利亚)。

Universal-moist组—在保护牙本质湿度的情况下使用Single Bond Universal粘接系统


该粘接系统消除了酸蚀步骤,因此在粘接面标准化后,使用三用枪清洗并用气枪轻轻地干燥牙本质表面,保持牙本质的湿度。然后,涂抹粘接剂并作用10秒,光照20秒(18 J/cm2)(radii)。

Universal-dry组—在完全去除牙本质水分的情况下使用Single Bond Universal粘接系统


粘接面标准化后,使用三用枪清洗并使其完全干燥,即牙本质丧失原有的光泽感。然后,涂抹粘接剂并作用10秒,光照20秒(18 J/cm2)(radii)。

用复合树脂修复

将五个高1 mm、内径1 mm的硅橡胶导板放在上述经粘接剂处理过的牙本质表面上。将复合树脂(Filtek™ Z350,3M 公司)注入每个导板内,并光照20秒。修复后的牙齿在37 °C蒸馏水中储存24小时。

微剪切试验


储存后,将每个样本在通用型实验机(Kratos LKC3,USB公司,巴西)上进行微剪切试验。用#11手术刀片小心地取下导板,只留下修复体。将组件固定在通用实验机的底座上,并用一根正畸钢丝(直径0.25 mm)穿过粘合区附近的每个复合树脂圆柱体,然后连接到实验机的称重传感器上,以0.5毫米/分钟的速度向每个圆柱体施加剪切力,直到样本断裂。获得的数据以牛顿(N)为单位进行记录,用于后续的统计分析。获得的牛顿值与荷载有关,我们通过用牛顿值除以粘接面积(RU = N/a)来计算粘接强度。然后,根据微剪切粘接强度值(μSBS)计算每个牙齿的平均值。

扫描电子显微镜


所有样本(n = 30)均用金溅射,并使用扫描电子显微镜在 120 倍放大率下评估。选择该放大倍数旨在观察每个粘接面的整个圆周。

失败模式分为以下几类:粘接失败—大部分评估区域的牙本质可见;内聚失败—显示峰值和谷值,代表大多数评估区域的牙本质或修复材料的断裂(基质之间没有区别);混合失败—两种失败模式在评估区域中的比例大致相等。

统计分析


使用单因素方差分析和Tukey检验评估粘接强度。两种统计学分析的总体显著性水平均为5%。


结果

统计分析结果表明,各组之间的粘接强度没有差异(P = 0.056)。各组粘接强度的结果见表1。

表1:粘接强度的平均值(标准偏差)(MPa)。

b1 拷贝.png

统计学分析显示各组之间没有差异。

失败模式主要为粘接型(adhesive)(91%),其次为混合型(8%),只有1%为内聚型(cohesive)。在图1中展示了每种失败模式的最具代表性的图像。

1a 拷贝.png

1b 拷贝.png

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图1a至c:失败模式的代表性图像。分别为:(a)粘接型失败,(b)内聚型失败和(c)混合型失败。


讨论

本研究的目的是评估牙本质含水或不含水对通用型粘接系统微剪切粘接强度的影响。Nakabayashi和Hiranuma最先发现牙本质中的粘附是通过混合层的形成实现的。在通用型粘接剂出现之前,粘接系统经历了多次演变,其自酸蚀机制促进了粘接层的改性或溶解,从而有利于混合层的形成。

由于新产品的快速发展,体外试验已成为比较粘接剂与基质材料粘接强度必不可少的方法。常用的试验包括拉伸试验、微拉伸试验和剪切试验。微剪切试验允许在同一颗牙齿中使用多个样品,而无需切割牙齿,因此更容易、更便宜,特别是在此过程中不会在界面中产生应力,因此本研究选择微剪切试验。根据Zohairy等人的研究,直接比较拉伸和剪切的结果是不切实际的,但这两种测试都能够正确地对材料进行评估。

本研究发现,牙本质湿度不会影响Single Bond Universal粘接系统的粘接强度。这可能是因为粘接剂中存在高度亲水性的共聚物和改进自酸蚀技术的MDP分子。对照组使用传统的三步粘接系统Scotchbond™ Multi-Purpose(3M 公司),在使用粘接剂之前,必须用磷酸处理牙本质。经过酸处理后,牙本质內充满水分,这一点很重要,因为胶原纤维会阻止粘接剂渗透到胶原纤维之间的缝隙,而足量的水分可以避免这一点,从而保证修复材料和牙齿结构之间能维持一个微弱的粘合强度。因此,设置Scotchbond™ Multi-Purpose 干燥组无研究意义,因为在完全干燥的牙本质中,预计会出现粘接不良甚至不粘接的情况。

这项研究的结果表明,各组之间没有统计学差异(P = 0.056),因此可以说明,无论采用何种技术,Single Bond Universal粘接系统都显示出与传统粘接系统相似的微剪切粘合强度。很少有研究比较这两种粘接技术对Single Bond Universal系统粘接强度的影响。Marchesi等人通过微拉伸试验评估随时间延长粘接稳定性的变化,并观察到在自酸蚀模式、“酸蚀+冲洗”模式以及牙本质含或不含水分状态下使用Single Bond Universal粘接系统,在水中储存24小时后,均与对照组表现出相似的粘结强度值,与本研究结果一致。

Garcia等人评估了一体式粘接剂对不同基质的粘接强度,储存一周后,通过微劈裂试验,观察到一体式通用型粘接剂对牙本质基质的粘接强度与对照组之间没有统计学差异。在另一项研究中,Thanaratikul等人评估了在自酸蚀模式和“酸蚀+冲洗”模式下不同类型通用粘接系统对原发性牙本质(primary dentin)的粘接强度,并通过微切割试验观察到通用型粘接剂在“酸蚀+冲洗”模式下的粘接强度优于对照组。此外,相同的粘接剂在自酸蚀模式中获得了与对照组相似的粘接强度。

在本研究中,粘接型失败约占所有失败样本数的91%,其次为混合型失败模式,约占总失败数的8%,内聚型失败模式仅占总失败数的1%,且仅发生在Single Bond Universal粘接系统组(对照技术组)。

粘接型失败表明牙本质/复合材料界面处的粘接剂断裂,内聚型失败是牙本质或复合材料的破坏,而混合型失败同时存在上述两种失败模式。在微剪切试验中,称重传感器与粘接界面平行对齐,以便施加最靠近粘接处的力,确保剪切力的正确定向。因此,粘接型失败的发生率高表明,本研究分析的是试样的粘接强度,而不是材料的內部抗力。

根据目前的研究结果可以得出以下结论:使用Single Bond Universal通用型粘接系统时,牙本质含或不含水都不会影响粘接强度,这是一个非常重要的发现,因为水分是粘接过程中的一个主要问题。


作者的贡献

FVC和MADP负责牙齿预备和数据采集;LMC和WCB负责显微分析;CVRT负责数据采集和解释;WMJ和LCCB为研究设计、分析和解释做出了贡献。所有作者都阅读并通过了最终稿。


致谢

作者感谢圣保罗大学矿业和石油部技术特征实验室提供扫描电子显微镜分析;感谢FAPESP-2015/09222-1基金的支持;感谢3M 公司捐赠实验材料。以上机构未参与本论文的研究、数据分析、解释或写作过程。


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