自粘接树脂水门汀在模拟根管内的硬度变化

丁虹 兰卫东 孟翔峰

（1.南京大学口腔医学院·南京市口腔医院 修复科；2.口腔内科，南京210008）

临床常用树脂水门汀将成品金属桩或纤维桩黏固在残根残冠的根管中，从而为冠桥修复体提供支持。有限元分析显示：桩冠修复体在功能载荷下的最大剪切应力集中在牙根管壁-树脂水门汀-根管桩界面[1]。因此对桩冠的稳定支持一方面来自树脂水门汀与牙根管壁、根管桩的良好粘接，另一方面必须保证树脂水门汀能够充分聚合获得良好的机械性能[2-3]。自粘接树脂水门汀自身含有酸性功能单体，能够直接与牙本质产生有效结合，这将极大地简化根管桩黏固的临床操作步骤。但自粘接树脂水门汀在根管内的聚合能力和机械性能是否能满足根管桩黏固的要求，仍然需要研究来证实。显微硬度既可以作为树脂材料物理性能的指标，也可以用来间接评价树脂材料的聚合度[4]。因此本研究的目的是对自粘接树脂水门汀与通用型树脂水门汀在模拟根管内双重固化后的硬度发展变化进行比较，为前者在根管桩黏固中的应用提供临床参考。

1 材料和方法

1.1 实验材料

双重固化自粘接树脂水门汀A（RelyX Unicem）和B（BisCem）以及双重固化通用型树脂水门汀C（DUOLINK）的主要成分见表1。

1.2 试件制备

试件制作流程见图1。将表面贴有黑色聚酯薄膜的不锈钢板（长15 mm、宽5 mm、高1 mm）紧密盖于不锈钢坯体（长15 mm、宽5 mm、高2.5 mm）单端开口的半圆柱形槽沟（直径3 mm、长12 mm）上，以黑色胶带固定缠紧。将3种材料从模具开口端注满槽沟，立即将透明玻璃片（0.12 mm厚，松浪玻璃制品有限公司，日本）紧密覆盖在槽沟开口端挤压出多余的树脂。使用LED光固化灯（光输出强度1 250 mW·cm-2，导光棒头部直径7.5 mm，有效波长范围420～480 nm，赛特力公司，法国）紧贴玻璃片以最大输出强度对试件持续照射20 s。每种材料共有5个试件，避光保存在37 ℃生化培养箱中（SPX-80，上海博泰实验设备有限公司）。首次测量前（光照射后25 min）打开盖板，暴露出树脂的纵断表面（宽3 mm，长12 mm），使用抛光系统（Sof-LexTM，3M ESPE公司，美国）将树脂表面约0.2 mm的氧阻聚层去除，并形成平滑镜面备用。除测量时外，试件皆避光恒温保存。

表1 材料的主要成分Tab 1 Main compositions of test materials

图1 试件制作流程图Fig 1 Flow chart of the specimens preparation

1.3 努氏显微硬度测量

分别于光照射后0.5、24、120 h，使用努氏显微硬度仪（HV-1000，上海尚材试验机厂）测量树脂抛光表面上距离槽沟开口端1～10 mm处，以1 mm为间隔，共10个测量深度处的努氏显微硬度值。努氏硬度压头的加载力为25 g，加载时间为30 s。在40倍率的光学显微镜下测量压痕长对角线长度，并通过硬度仪自动计算程序获得努氏显微硬度值（MPa）。在每一个深度的不同位置测量3次，取其平均值。

1.4 统计学方法

采用SPSS 16.0软件分析数据，对每组材料光照后3个时间点在10个测量深度的硬度值及3组材料相同深度测量的硬度值进行单因素方差分析和Student-Newman-Keuls（SNK）法两两比较。

2 结果

每组材料光照射后0.5、24、120 h的10个测量深度的硬度值见表2。3种材料的硬度值随模拟根管深度的增加而降低（P＜0.001），其中A组在5 mm及以下各深度的硬度值差异无统计学意义，B和C组在4 mm及以下各深度的硬度值差异无统计学意义，这个趋势没有受到光照后时间变化的影响。在相同测量深度条件下，A、B和C组在光照后0.5 h内的硬度值增量大于0.5～24 h和24～120 h两个时间段的增量（P＜0.05），24 h后3组材料的硬度值达到或接近最大值。A和C组各自光照射后24 h和120 h的硬度值差异无统计学意义（P＞0.05），而B组光照射后120 h的硬度值显著大于24 h时的硬度值（P＜0.05）。光照后0.5 h，C组在各测量深度的硬度值均显著高于A和B组（P＜0.001）。光照后120 h，除了A、C两组在1 mm测量深度的硬度值差异无统计学意义外，C组在各测量深度的硬度值均显著高于A和B组（P＜0.001）。

每组材料光照后120 h在1 mm测量深度的硬度值为组内最大值，将其标记为100%，组内各时间点1～5 mm测量深度的硬度值与之比较获得的百分比值见表3。C组在3个时间点各测量深度的硬度值百分比高于A和B组。各组各测量时间点5 mm测量深度的硬度值百分比明显低于1 mm测量深度的百分比值。

表2 每组材料在3个测量时间点10个测量深度的硬度值Tab 2 Microhardness of test materials at 3 time points in 10 depth MPa,±s

表2 每组材料在3个测量时间点10个测量深度的硬度值Tab 2 Microhardness of test materials at 3 time points in 10 depth MPa,±s

树脂水 照射后深度/mm门汀时间/h12345678910 A0.550.36±0.52 35.90±1.08 26.24±2.12 19.10±0.79 12.26±0.64 11.78±0.85 12.49±0.67 11.84±0.90 11.63±0.86 11.39±0.77 2464.99±0.76 51.32±1.67 32.37±1.58 21.93±1.23 15.11±1.32 14.19±1.93 14.29±1.53 14.21±1.63 14.18±1.63 14.37±1.74 12065.88±0.93 52.35±1.45 32.87±0.84 22.80±1.31 15.23±0.77 14.87±1.49 14.89±1.63 14.51±1.85 14.53±1.66 14.39±1.63 B0.536.41±1.90 34.10±1.88 23.95±1.72 17.18±1.51 15.76±0.92 15.84±0.74 15.33±0.85 15.06±0.65 14.80±0.70 14.94±0.72 2453.42±1.34 41.31±1.40 28.54±1.83 19.77±1.23 18.41±1.49 18.25±1.05 18.04±0.85 17.89±0.75 17.46±0.77 17.52±0.79 12055.31±2.18 46.73±3.40 33.62±1.80 22.82±2.84 21.09±2.21 20.05±1.80 20.07±1.80 19.37±1.25 19.10±1.26 18.86±1.13 C0.557.85±1.35 57.10±0.74 50.12±1.51 40.92±1.51 41.12±0.74 41.60±0.73 41.46±1.08 41.72±0.66 41.58±0.71 41.04±0.87 2462.54±1.68 60.66±1.37 53.20±0.31 50.39±1.05 50.55±0.71 50.57±1.00 51.44±0.83 51.05±0.56 51.23±1.09 51.19±1.16 12063.29±1.85 60.85±1.23 53.86±0.35 51.27±0.81 51.27±0.93 51.29±0.91 51.63±0.82 51.67±0.91 51.45±0.94 51.89±0.76

表3 每组材料光照后3个时间点1～5 mm测量深度的硬度值占各自最大硬度值的百分比Tab 3 The ratio of 1-5 mm depth microhardness to the maximum microhardness of test materials at 3 time points %

3 讨论

双重固化树脂水门汀是利用光固化来获得良好的最初固位，再通过化学固化来完成在窝洞深处或更厚修复体下的树脂水门汀的进一步固化。而随着光照强度的衰减，双重固化体系中化学固化成分的补偿作用往往不足[2-3，5]。本研究中，随着模拟根管深度的增加，光照射强度逐渐减弱，3组材料的硬度值也逐渐降低，化学固化没有显示出充足的补偿作用。其原因为：一方面是由于光固化反应速度比化学固化反应速度快几十倍至上百倍，光照后树脂的黏滞性迅速升高，产生“笼效应”，限制了自由基移动，从而抑制了化学固化反应[6]；另一方面，可能是厂家为了保证足够的临床操作时间，化学引发剂在双重固化树脂材料中的比例受到限制，导致了化学固化能力不足。

研究显示即使小于25 mW·cm-2的光照强度也能够引发复合树脂的光固化反应[7]，因此如果测量深度不足，在双重固化模式下很难判断树脂材料的聚合是否来自单纯的化学固化反应。本研究结果提示在模拟根管内4～5 mm以下深度的光固化反应不再被引发，其聚合反应完全来自于化学固化成分。模拟根管内1 mm深度处的光照强度最大，树脂材料光固化对化学固化的抑制作用最大，因此在该处可以忽略化学固化成分对树脂材料聚合度的影响[8]。在光照射后120 h，3组材料5 mm处硬度值与1 mm处硬度值间的百分比值分别是23.11%、38.13%、81.00%，这提示3种材料的化学固化效能是明显不足的，尤其是自粘接树脂水门汀。因此对于3组树脂水门汀来说，光固化的作用至关重要，黏固根管桩时应当增加光照强度或延长光照时间使根管深处的树脂水门汀获得充分的聚合。

树脂水门汀必须具有良好的机械性能才能够有效地保证根管桩的稳固，并将外力加载有效地传导到根管壁。而树脂水门汀的聚合度是影响其机械性能的重要因素。显微硬度对于树脂聚合度的变化非常敏感，聚合度的微小变化会使硬度值产生很大的变化[4，9]，但复合树脂材料在填料和基质成分上的差异也会影响硬度值，因此直接利用硬度值来评价不同复合树脂材料间的聚合度是不可行的。在本研究中，同一种材料在各时间点各深度的硬度值与组内最大硬度值的比例可以间接反映这种材料在各种条件下的聚合度。在本实验条件下，每种树脂水门汀化学固化的聚合度均低于双重固化的聚合度，而自粘接树脂水门汀RelyX Unicem和BisCem的聚合度在各个条件下均低于通用型树脂水门汀DUOLINK。固化开始后的5～10 min内RelyX Unicem和BisCem在双重固化和化学固化两种模式下都表现出很低的聚合度[10]。自粘接树脂水门汀的材料结构也许会导致较低的初始聚合度，因为其单体带有酸性功能基团，化学固化引发体系必须由不含氨的还原系统和在酸环境中保持稳定的氧化系统组成，因此其采用特殊的化学固化氧化还原体系，或者加入芳基硫酸盐或硼酸盐以消除酸性单体对化学固化的干扰[11]。另外，自粘接树脂水门汀中的酸性单体与无机填料发生中和反应产生水，水被再利用使酸性单体离子化，并非所有反应生成的水被消耗，游离水将会干扰聚合反应[12]。

通用型树脂水门汀材料，无论是光固化类型、化学固化类型还是双重固化类型，在固化开始后的最初0.5 h内其硬度值增长速度最快，然后经过缓慢增长，24 h后达到硬度的最大值[5]。本研究中通用型树脂水门汀DUOLINK也表现出了这种典型的硬度变化特点，并且这种硬度变化特点没有受到模拟根管深度的影响。而自粘接树脂水门汀含有不同的氧化还原反应体系，其双重固化表现应当与通用型树脂水门汀存在差异，本研究中RelyX Unicem的硬度变化特点与DUOLINK的基本一致；而BisCem的硬度值变化稍有不同。在桩冠修复的临床操作中，从根管桩的黏固到暂时冠的完成，通常需要0.5 h，之后修复体将开始承受咬合力的载荷，因此树脂水门汀在开始固化后0.5 h的机械性能至关重要。但光照后24 h树脂水门汀的硬度值才能达到或接近最大硬度值，提示根管桩黏固后桩冠修复体的正常受力应该延至24 h以后。

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