预加热对两种复合树脂机械性能的影响

周文艳 刘静明 刘嘉智

预加热对两种复合树脂机械性能的影响

周文艳① 刘静明① 刘嘉智①

目的：探讨预加热对两种光固化复合树脂机械性能的影响。方法：采用混合填料树脂Z250和纳米树脂Z350分别制作40个树脂试件并分为两组，分别进行常温23 ℃和加热40 ℃处理，使用发光二极管(LED)光固化灯固化40 s，测定表面显微硬度和抗压强度，并进行对比分析研究。结果：两种材料加热40 ℃处理后其表面显微硬度和抗压强度均高于常温23 ℃处理组，有统计学意义(t＝-5.189，P＜0.01)。结论：预加热可以提高光固化复合树脂机械性能，推荐临床使用。

复合树脂；预加热；显微硬度；抗压强度

[First-author’s address] Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University, Beijing 100730, China.

光固化复合树脂在常规固化后均未完全固化，有一定单体转化率。单体转化程度反映了树脂的聚合程度，直接影响树脂的物理性能。研究表明，预加热可提高复合树脂单体转化率[1]。本研究通过比较两种树脂加热后机械性能的变化，为临床树脂使用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

采用混合填料树脂Z250(3M ESPE，美国)和纳米树脂Z350(3M ESPE，美国)；发光二极管(light emitting diode，LEDLED)灯Elipar FreeLight2(3M ESPE，美国)，显微维氏硬度计(沃伯特测量仪器上海有限公司)，电子万能材料试验机(美国英斯特朗公司)。

1.2 实验方法

(1)样本分组。每种树脂共制作40个树脂试件并平均分为2组，每组再分成2个亚组，每个亚组10个，分别在常温23 ℃、恒温箱加热至40 ℃的不同温度条件下处理20 min，测试各组表面显微硬度和抗压强度。

(2)试件制作。使用聚四氟乙烯磨具制备试件，测试显微硬度的磨具直径为5 mm，厚2 mm；测试抗压强度的磨具直径为4 mm，厚2 mm。将一片聚酯薄膜放在载玻片上，然后将模具放在薄膜上，再将测试材料填入模具，并注意排除气泡，充填时材料稍有溢出。将第2片聚酯薄膜放于模具顶部，再将第2片载玻片放于薄膜上。挤压载玻片之间的模具和薄膜，以去除多余的材料。去除盖在上部薄膜上的载玻片，光导棒接触聚酯薄膜，固化40 s。所有试件在37 ℃蒸馏水中保存24 h后测定其显微硬度和抗压强度。

(3)显微硬度测试。用显微维氏硬度计测量试件表面显微硬度，每个试件测量3个点，负荷为50 g，保持时间20 s，取平均值作为试件表面硬度。

(4)抗压强度测试。电子万能材料试验机测试抗压强度，试验机速度为0.5 mm/min，记录试件断裂时的压力值，按公式1计算抗压强度。

抗压强度(MPa)＝P/лr2(1)

式中，P为力值(N)；r为半径(mm)。

1.3 统计学方法

采用SPSS 17.0统计学软件处理。计量资料结果以均值±标准差(x±s)表示，两组比较采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

两种材料不同温度处理后显微硬度值和抗压强度值见表1。

材料Z250经23 ℃处理后其表面硬度为(101.00±4.83)维氏，明显高于40℃处理后的(110.02±4.12)维氏(t=-5.189，P＜0.05)；抗压强度为(324.05±23.60) MPa，明显高于40 ℃处理后的(240.12±18.67) MPa(t＝11.576，P＜0.05)，均有统计学意义。

材料Z350经23℃处理后其表面硬度为(97.00±2.90)维氏，明显高于40 ℃处理后的(101.00±2.60)维氏(t=-3.995，P＜0.05)；抗压强度为(364.66±26.65) MPa，明显高于40 ℃处理后的(253.94±21.61) MPa(t＝5.630，P＜0.05)，均有统计学意义。

3 讨论

树脂充分固化是获得良好物理机械性能的重要条件。不全固化会导致树脂耐磨性差、颜色不稳定、吸水性和溶解性增加、修复体边缘不密合、粘结力下降、细胞毒性增加、硬度下降以及修复体失败等[2]。因此，研究者在努力寻求提高树脂固化效率的方法，例如LED灯的应用，增加固化时间等。近年有学者发现，加热树脂可以提高树脂单体转化率，提高固化效率[1]。

表面硬度和树脂单体转化率有良好的相关性，因此可作为反映树脂固化程度的重要指标，抗压强度是和树脂承受咀嚼力相关的一项重要机械性能[3]。本研究中预加热的两种树脂样本表面显微硬度和抗压强度均高于常温树脂，这可能与预加热后温度升高、减少了系统粘度、增加了自由基的动度以及增加了聚合和单体转化有关[4]。Awliya[5]的研究也证明，加热树脂可以提高表面硬度。

本研究选用的两种树脂中，Z250为混合填料树脂，填料颗粒直径为0.01～3.5 μm，占体积的60%。Z350纳米复合树脂由晶粒尺寸＜0.1 μm的纳米颗粒和纳米集团构成，纳米颗粒和纳米集团经硅烷处理后，与树脂基质能充分结合，接触面积的增加和树脂聚合收缩的减少，使得充填物与牙体组织接触更充分、更紧密，纳米颗粒和纳米集团在树脂中成分的增加又提高了其良好的抛光性和抛光保持性。二者均为前后牙通用树脂和近年临床常用材料。

Bortolotto等[6]发现，即使减少一半固化时间，当加热到40 ℃时的树脂和室温时固化树脂可以获得同等硬度。此外还有研究表明，预加热可以增加树脂流动性而增加树脂对洞壁的密封性，减少微渗漏，增加固化深度等[7-8]。

4 结论

实验研究结果支持加热树脂的临床推广，但在具体使用时有两点需要考虑：①要考虑加热树脂对牙髓的影响，有研究表明，当树脂加热到57.2 ℃时牙髓温度升高接近1.6 ℃，这在牙髓能耐受升高的10 ℃以内，因此不会造成医源性牙髓损伤，但临床不推荐树脂加热到60 ℃以上，以防止高温对牙髓的损伤，如果牙髓温度增加5.5 ℃时则可造成不可逆损伤[9]；②加热后树脂在临床充填成形过程中温度会有所下降，会一定程度影响固化效果，应在操作中予以考虑。目前，国外已有专门用来加热树脂的仪器CalsetTMdevice，可加热树脂至54 ℃和60 ℃，随着对预加热树脂性能的研究，期待将其应用于临床。

表1 两种材料不同温度处理后显微硬度值和抗压强度值

[1]Daronch M，Rueggeberg FA，Moss L，et al.Clinically relevant issues related to preheating composites[J].J Esthet Restor Dent，2006，18(6)：340-350.

[2]Campregher UB，Samuel SM，Fortes CB，et al. Effectiveness of second-generation light-emitting diode(LED)light curing units[J].J Contemp Dent Pract，2007，8(2)：35-42.

[3]Asmussen E.Factors affecting the quantity of remaining double bonds in restorative resin polymers[J].Scand J Dent Res，1982，90(6)：490-496.

[4]Lovell LG，Lu H，Elliott JE，et al.The effect of cure rate on the mechanical properties of dental resins[J].Dent Mater，2001，17(6)：504-511.

[5]Awliya WY.The influence of temperature on the efficacy of polymerization of composite resin[J].J Contemp Dent Pract，2007，8(6)：9-16.

[6]Bortolotto T，Krejci I.The effect of temperature on hardness of a light-curing composite[J].J Dent Res，2003，82(9)：116-119.

[7]Uctasli MB，Arisu HD，Lasilla LV.Effect of preheating on the mechanical properties of resin composites[J].Eur J Dent，2008，2(4)：263-268.

[8]Muñoz CA，Bond PR，Sy-Muñoz J，et al.Effect of pre-heating on depth of cure and surface hardness of light-polymerized resin composites[J]. Am JDent，2008，21(4)：215-222.

[9]Zach I，Cohen G.Pulp response to externally applied heat[J].Oral Surg Oral Med Oral Pathol，1965，19：515-530.

Research on effects of preheating on the mechnical properties of two resin composites/

ZHOU Wen-yan, LIU Jing-ming, LIU Jia-zhi// China Medical Equipment,2014,11(2):43-44.

Objective: To investigate the effect of preheating on the microhardness and compressive strength of two resin composites. Methods: Specimens were fabricated from one microhybrid composite resin(Filtek Z250, 3M ESPE, St. Paul, MN, USA)and one nanohybrid composite resin (Filtek Z350, 3M ESPE, St. Paul, MN, USA), and stored at two different temperature(23 ℃, 40 ℃). The microhardness and compressive strength were tested after cured. Data obtained were analyzed using two-way analysis of variance. Results: For two composites, the preheated specimens have higher microhardness and compressive strength value than that stored at room temperature. Conclusion: Preheating can improve the mechnical properties of resin composite.

Resin composite; Preheating; Microhardness; Compressive strength

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.02.015

1672-8270(2014)02-0043-02

R318.08

A

2013-10-24

①首都医科大学附属北京同仁医院口腔科 北京 100730

周文艳,女,(1977- ),本科学历，主管护师。首都医科大学附属北京同仁医院口腔科，从事护理工作。