树脂牙本质粘接在根管充填治疗中的应用和展望

凌均棨 林正梅 房俊艳 麦穗

（中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院 牙体牙髓科，广州 510055）

树脂牙本质粘接在根管充填治疗中的应用和展望

凌均棨 林正梅 房俊艳 麦穗

（中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院 牙体牙髓科，广州 510055）

粘接性根管充填材料的应用是根管充填的发展趋势，研发具有粘接性的核心充填材料和封闭剂，使充填材料和根管形成整体是根管充填材料的发展方向。本文就树脂牙本质粘接在根管充填治疗中的应用进行综述。

牙胶； 封闭剂； 粘接剂； 聚合收缩； 双酚-A-双甲基丙烯酸缩水甘油酯

良好的封闭性能是根管充填材料的重要特点之一。传统的根管充填材料是以聚异戊二烯为基本结构的牙胶类材料，至今仍在临床广泛应用。但是，牙胶没有粘接性，根管充填后在牙胶、封闭剂及根管壁之间存在间隙，可以产生微渗漏，是影响根管治疗成功的主要因素之一，也是学者们致力解决的问题。“monoblock”概念由Shipper和Trope等学者首先提出，强调根管充填材料与根管壁牙本质之间形成“一体化”结构，即充填体和牙根融为一个整体。从材料学的角度，这一概念表现为材料与根管壁之间形成弥散性的无结合界面的粘接，从而降低根管微渗漏；同时，根管充填材料应具有增强预备后牙体抗力形的作用。在这一理论指导下，源于冠方牙本质树脂粘接原理的树脂类根管充填材料由于具有粘接性能，在根管治疗中具有广阔的应用前景。

1 树脂类根管充填体系的应用

1.1 根管核心充填材料

自采用牙胶作为根管充填材料以来，牙胶在牙髓治疗中已应用百余年[1]。牙胶具有理化惰性，硬度低且无粘接性，在压力作用下易产生移位，可导致充填后的根管内形成间隙，产生微渗漏。因此，改进牙胶的表面结构和研制新的根管充填材料成为材料学的发展趋势。Haschke[2]将含羟基封端的聚丁二烯和二异氰酸酯树脂覆盖在牙胶表面以改变牙胶的惰性，通过起桥梁作用的二异氰酸酯，将疏水性的由聚异戊二烯构成的牙胶与亲水性的甲基丙烯酸酯封闭剂连接起来，提高界面的结合力，以降低微渗漏。这一技术改革已获得美国专利（专利号2004-0202986）。2004年，美国Pentron公司首次推出具有粘接性的树脂类根管核心充填材料Resilon，亦称RealSeal软树脂材料，目前欧美等发达国家已开始应用于临床。Resilon是一种以聚己酸内酯为基质的热塑性聚酯类聚合物，树脂尖的型号和大小与标准牙胶尖一致。该材料可用常规的充填方法如侧压充填、热充填等进行根管充填；其再处理特性也与牙胶相似，可溶于氯仿溶剂，或配以手动、机动器械，亦可采用热处理法取出材料[3]。Resilon改变了树脂胶的惰性结构，使含极性酯基结构单元（Coo-）和双功能单体（双甲基丙烯酸）的核心材料与树脂类封闭剂（Epiphany和Epiphany SE等）产生相互作用而紧密结合，同时Epiphany等与根管牙本质粘接而形成Resilon-Epiphany-牙本质的一体化结构，可增强牙根抗折性，降低微渗漏；因此，该材料有取代牙胶充填系统的趋势[4-5]。但聚己酸内酯为生物可降解聚合物，在碱性液、生物酶等物质中酯链可降解，这一缺点影响其稳定性[6]，限制了它在临床的广泛应用。

本课题组[7-8]以热塑性聚烯烃弹性体（thermoplastic elastomer，TPE）和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（ethylene vinyl acetate，EVA）为主要有机成分，以羟磷灰石、纳米尺寸的气相二氧化硅及硫酸钡为主要填充剂，并对无机填料进行筛选和优化，制备出热塑性的新型树脂根管核心充填材料（new resinbased root canal filling material，NRCFM）。TPE是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性、在常温下显示橡胶高弹性、在高温下又能塑化成型的高分子材料，也是继天然橡胶、合成橡胶之后的第3代橡胶[9]，其物理特点使NRCFM具有牙胶优良的性能特点。EVA是一种由非极性的乙烯单体与极性的乙酸乙烯酯单体共聚而成的热塑性树脂。一方面，利用EVA中非极性的聚乙烯结构单元与非极性的TPE结构类似的特点，可使EVA与TPE间有较好的相容性；另一方面，利用EVA的极性酯基结构与极性无机充填材料间的极性相似原理，可使EVA与无机充填材料和根管壁间产生较好的粘接作用。此外EVA还含有封闭剂中的苯环和酯基结构，使之具备与封闭剂相互粘接的结构基础。EVA的加入将TPE与无机充填材料、核心材料与根管封闭剂连为一体，赋予新型根管充填材料良好的粘接性能。

1.2 封闭剂

根管治疗中，根管封闭剂在密闭根管系统、包埋残余的牙髓和细菌、充填不规则区域等方面起重要作用。与根管核心充填材料相比，封闭剂更多地与根尖周组织直接或间接接触，因此应具有良好的密闭性和生物相容性。

目前临床上使用的树脂封闭剂主要是环氧树脂类（AH 26、AH Plus）和甲基丙烯酸酯类（EndoREZ、Epiphany等）。环氧树脂类封闭剂虽能与牙本质形成良好粘接，但与牙胶尖之间的惰性结合使其无法避免牙胶尖与封闭剂界面的微渗漏。与之相比，甲基丙烯酸酯类封闭剂因同时具有与根管壁和核心充填材料的粘接性并具有形成混合层的潜能而存在广阔的发展空间。近年来，甲基丙烯酸酯类单体，即双酚-A-双甲基丙烯酸缩水甘油酯（bisphenol A glycidyl methacrylate，Bis-GMA）成为研制树脂型的根管封闭剂的发展方向。

最早的甲基丙烯酸酯类根管充填材料Hydron出现于20世纪70年代中期，是一种亲水性、可塑形的以甲基丙烯酸羟基乙酯（2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA）为主要成分的橡胶体，但因相继的实验室研究显示其理化性能、生物相容性及临床效果均欠佳而逐渐退出临床[10-11]。进入21世纪，新型甲基丙烯酸酯封闭剂由无酸蚀型的第2代封闭剂（EndoREZ）逐渐发展至第3代两步法自酸蚀封闭剂（Epiphany，类似第6代粘接剂）和第4代一步法自酸蚀封闭剂（MetaSeal、Epiphany SE等，类似第7代粘接剂）[12-13]。第2代无酸蚀型树脂类封闭剂如EndoREZ是一种双固化型X射线阻射的亲水性甲基丙烯酸酯类封闭剂，可利用固化加速剂加速固化[14]。在与NaClO和乙二胺四乙酸、依地酸配合使用去除玷污层后，EndoREZ能进入侧副根管和牙本质小管形成树脂突，利于固位和封闭[15]。EndoREZ可与传统牙胶尖或特制的树脂覆盖EndoREZ牙胶尖共同使用，但与传统牙胶尖共同使用时粘接力较低[16]。

自酸蚀牙本质粘接剂的产生同时推动了树脂类封闭剂的发展。第3代和第4代树脂类封闭剂均属于自酸蚀型封闭剂。第3代自酸蚀封闭剂包括自酸蚀引发剂和双固化的树脂复合体根管封闭剂。自酸蚀引发剂渗透穿过玷污层并使其下方的正常牙本质脱矿，含填料的流动性树脂复合体封闭剂随即渗入形成混合层。第3代自酸蚀型树脂类封闭剂有FiberFill RCS、Epiphany、RealSeal和Smart。这些自酸蚀引发剂均以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（2-acrylamido-2-methylp-propanesulfonic acid，AMPS）作为功能性酸性单体[17]，其中的树脂溶剂乙氧基双酚-A-甲基丙烯酸酯（ethoxylated bisphenol-A-dimethacrylate，EBPADMA）用于调节封闭剂的黏度。

第4代树脂类封闭剂将酸性单体与树脂复合体封闭剂混合为一体，酸蚀和粘接的步骤合二为一，简化了操作步骤，其代表产品有MetaSeal和RealSeal SE。这类封闭剂中的酸性单体4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐（4-methacryloyloxyethyl trimellitate anhydride，4-META）使其具有酸蚀性和亲水性，并促进单体渗透进入牙本质聚合后形成混合层，赋予该封闭剂同时与根方牙本质和核心充填材料均形成混合层的功能。Hybrid Bond Seal是与MetaSeal相似的在日本上市的另一产品，与非粘接性环氧树脂类封闭剂具有相似的封闭能力。4-META作为酸性单体在根管封闭剂的应用同样可见于可注射的一体式根管充填材料Endoresin-2中。此外，粉液型的根管封闭剂SuperBond RC Sealer的多聚粉剂与Super-Bond C&B Resin含有相同的成分，与传统根管封闭剂有相似的封闭性能。RealSeal SE是RealSeal的简化，用4-META作为酸性树脂单体，可与Resilon核心材料采用侧方加压或热垂直加压技术进行根管充填，也可与近年来推出的RealSeal 1配合使用。

随后的研究发现，甲基丙烯酸酯类树脂封闭剂存在较多不足。聚合收缩是影响根尖封闭性的重要因素之一，树脂单体在聚合过程中不可避免会发生体积收缩，在封闭剂与牙体组织界面间产生间隙，引发微渗漏[18]。Paqué等[19]对Gutta-percha/AH Plus和Resilon/Epiphany进行短期和长期封闭性能检测，结果显示：2种充填系统短期的根尖封闭性无明显差异，但16个月后后者的渗漏量明显高于前者。良好的生物相容性是封闭剂应用于临床的前提。Susini等[20]通过比较Resilon/Epiphany、Gutta-percha/Roekoseal Automix和Gutta-percha/Sealite的细胞毒性，发现Resilon/Epiphany系统的毒性最大，其毒性主要来自Epiphany，与Epiphany中未聚合单体的渗出相关。

树脂封闭剂与核心充填材料及牙体组织的粘接是树脂类根管充填材料的研究热点，尽管树脂根管充填体系Resilon/Epiphany有取代Gutta-percha/AH Plus体系的趋势，但研究[21-22]显示：Epiphany与牙本质、Resilon的粘接强度较弱，聚己酸内酯不能与甲基丙烯酸酯单体形成良好的化学粘接。

为了提高封闭剂的界面完整性，学者们提出增大单体分子量和降低双键含量的方法，以降低聚合收缩、提高单体转化率、减少残留单体渗出。Khatri等[23]制备了带烷基氨基甲酸酯取代基的Bis-GMA新单体，Ge等[24]合成了带有大取代基团的双甲基丙烯酸酯类新单体。本课题组针对临床存在的封闭剂聚合收缩大的问题，对现有封闭剂的主要单体Bis-GMA进行改性，合成一种相对分子质量为634、分子体积较大的双甲基丙烯酸酯类新单体。利用合成的新单体作为封闭剂主体基质成分，配以稀释剂和填料，通过优化配比研制出低收缩、理化性能优良的新型甲基丙烯酸酯类封闭剂（new resin root canal sealer，NRCS）。

经验证，新型树脂根管充填体系NRCFM-NRCS呈现出良好的理化稳定性、生物相容性和临床操作性能，符合牙科材料生物学评价国际标准ISO 7405和中华人民共和国医药行业标准YY/T 0268-2001的有关要求。经粘接性和微渗漏试验检测，NRCFMNRCS界面粘接力达到2.860 4MPa，根管壁和封闭剂粘接界面、核心充填材料和封闭剂粘接界面均保持良好的粘接，其抗微渗漏性能优于Gutta-percha/AH plus及Resilon/Epiphany根管充填体系。

2 树脂牙本质粘接耐久性的研究

根管充填的粘接概念源自于冠方树脂牙本质粘接的研究，因此关于冠方树脂牙本质粘接耐久性的研究对根方根管封闭剂树脂牙本质粘接同样有直接的启迪和推动作用。

影响树脂牙本质界面粘接耐久性的因素有以下几种。1）聚合收缩的存在。粘接剂聚合过程中单体C=C断裂形成新的C-C和共价键，使分子间距离减小，粘接界面应力分布不均匀，粘接性能下降引发微渗漏。2）牙本质小管表面及空气中氧分子的存在可抑制单体自由基的聚合，形成固化物表面的氧阻聚层，影响粘接。3）牙本质粘接剂中亲水性单体的水吸收导致树脂牙本质粘接界面机械稳定性能下降和快速降解。4）内源性水解酶如牙本质基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2、3、8、9等可降解胶原纤维，破坏混合层，甚至与粘接剂形成间隙，导致粘接失败。

针对以上问题，学者们积极探讨，采用不同方法以提高粘接界面的耐久性。Carrilho等[25]将蛋白酶抑制剂氯己定（chlorhexidine，CHX）应用至粘接过程，降低MMP对混合层胶原纤维的降解，保护粘接界面的完整性，延长树脂-牙本质粘接修复的寿命。粘接剂中含有较多亲水性单体，亦可导致吸水溶解；增加疏水基团可降低粘接剂的亲水性，延长界面稳定性。Tay等[26]应用乙醇湿粘接技术引导疏水性树脂粘接剂与酸蚀后脱矿牙本质的粘接，克服了亲水性单体吸水分解的弱点，引导单体形成良好的渗透。

本课题组与佐治亚大学合作，将拟生态再矿化系统应用于树脂牙本质粘接，即采用拟生态再矿化系统模拟体液（simulated body fluid，SBF）及多聚电解质拟生态类似物、聚丙烯酸（poly acrylic acid，PAA）和聚乙烯基膦酸（poly vinyphosphonic acid，PVPA）诱导牙本质树脂粘接界面的拟生态再矿化，结果显示：拟生态再矿化对树脂牙本质粘接界面混合层的裸露胶原纤维和粘接剂层的潜在空隙有再矿化的潜能[27-28]。再矿化的胶原纤维再现了正常矿化胶原纤维磷灰石晶体的迭序排列，拟生态再矿化系统具有保护全酸蚀牙本质粘接剂的树脂牙本质粘接界面混合层胶原纤维的作用，再矿化12个月的样本的混合层保持完整，微拉伸粘接强度维持稳定，具有延长粘接耐久性的作用。

3 展望

应用具有粘接性能的根管充填材料是根管充填的发展趋势，其发展前景广阔。对于根管充填材料，可改变牙胶基体聚异戊二烯的结构或在牙胶中增加软树脂成分，形成具有粘接性的改性牙胶；将疏水性单体或疏水基团引入根管封闭剂，提高单体疏水性能，抑制封闭剂吸水后的溶解，进一步提高粘接界面的长期稳定性；增加封闭剂流动性使其充分渗入脱矿的牙本质层形成紧密粘接，提高粘接的基础研究水平，进一步完善粘接系统，为形成持久性的高强度粘接提供依据和方法。拟生态再矿化尚处于实验研究阶段，将拟生态再矿化诱导物引入牙本质粘接系统及树脂材料中的研究将为其临床应用奠定基础。

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（本文编辑 胡兴戎）

App lication and prospect on the resin-dentin adhesion in the root canal therapy

LING Jun-qi,LIN Zhengmei,FANG Jun-yan,MAI Sui.（Dept.of Conservative Dentistry and Endodontics,Guanghua School of Stomatology, Sun Yat-Sen University,Guangzhou510055,China）

The application of adhesive root canal filling materials is the tendency in root canal obturation.The orientation is to develop the adhesive core material and sealer making a whole structure.In this review,we summarized the researches on the resin-dentin adhesion in the root canal obturation.

gutta-percha； sealer； adhesive； polymerization； bisphenol A glycidyl methacrylate

R 781.05

A

10.3969/j.issn.1000-1182.2011.01.001

1000－1182（2011）01－0001-04

2010-03-23；

2010-10-20

凌均棨（1953—），女，四川人，教授，博士

凌均棨，Tel：020-83862621

·临床研究·