牙本质粘接材料的发展现状与未来展望

2015-02-26李桂红

医学理论与实践 2015年16期

关键词：磷灰石牙本质牙体

马　珅　李桂红

天津市口腔医院牙体牙髓一科　300041

牙本质粘接材料的发展现状与未来展望

马珅李桂红

天津市口腔医院牙体牙髓一科300041

摘要随着牙本质粘接技术的发展，越来越多的患者已经不仅仅要求修复牙体缺损组织的结构和功能，同时更希望恢复牙齿美观的外形，并且尽可能长时间的保持而不脱落。因此近60年来，牙本质粘接剂经历了7代的研究和开发。近年来自酸蚀粘接剂较常使用温和的酸蚀效果，不再完全暴露牙本质胶原。取而代之的是一种新的作用机制：即酸性单体与羟基磷灰石中钙形成离子键，这也解释了弱酸自酸蚀粘接剂表现出的良好的临床粘接效果。在未来的发展中，除尽量缩短椅旁操作时间，简化操作步骤外，延长粘接剂的有效性和耐久性成了研究的热点。

关键词牙本质粘接剂全酸蚀粘接剂自酸蚀粘接剂玻璃离子粘接剂粘接强度

随着口腔医学的进步与发展，口腔粘接技术在口腔医学中发挥了越来越重要的作用[1]。越来越多的患者已经不仅仅要求修复牙体缺损组织的结构和功能，同时更希望恢复牙齿美观的外形，并且尽可能长时间的保持而不脱落。这对于牙釉质和牙本质粘接剂是一个不小的挑战[1，2]。特别对于牙本质粘接剂，由于牙本质特殊的结构，使树脂充填后不能达到理想的粘接效果；同时过度酸蚀却带来了操作中的技术敏感和粘接边缘微渗漏[3～5]。因此近60年来，对于牙本质粘接剂的研究一直没有停止过[5]。

1牙本质粘接剂的发展

第1、2代粘接剂主要利用了粘接剂与牙本质活性基团的化学作用，而这种化学作用极微弱且不稳定，遇水容易降解只能产生较低的粘接强度。第3代粘接产品通过含有磷酸酯的底胶软化玷污层，使树脂单体渗入其中，形成微机械固位。由于增加了4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐(4-META)、联苯二甲基丙烯酸(BPDM)等亲水性的树脂单体，渗入的深度通常仅局限于玷污层，与玷污层下方的牙本质层无联系。因此这类粘接剂容易因玷污层的薄弱而发生内聚破坏，其粘接强度仍然较低[6]。由于第1～3代粘接剂的临床效果很不理想，现已基本不用。第4～7代粘接剂是目前广泛应用的主流产品，并且在临床上取得了可喜的效果。

第4代粘接剂于20世纪80年代中期问世，提出了全酸蚀理论，采用多瓶多步骤方法，获得了较为理想的粘接效果。其中的全酸蚀理论和湿粘接理论为以后的牙本质粘接剂提供了理论基础。但由于其操作较为繁琐，现在已经不常使用。

20世纪90年代有人提出了自酸蚀粘接理论，从而开发了第5代牙本质粘接剂。其操作简便、省时，大大降低术后敏感的发生率，同时也减少了微渗漏的发生，获得了临床医师及学者的好评[7]。

第6代和第7代粘接剂是在自酸蚀理论基础上，更加精益求精，在稳步提升粘接强度的同时，缩减了临床操作步骤，开发了单瓶或一步法自酸蚀粘接剂，是目前临床应用较为广泛的粘接系统[8，9]。

2牙本质粘接剂作用机制

牙本质粘接剂通过双重作用机制发挥粘接效果：其一，粘接剂黏附于牙本质表面；其二，粘接剂同时内衬黏附于复合树脂[10]。粘接剂与树脂之间主要通过抑氧层中残存单体的双键聚合作用。而粘接剂与牙本质之间的粘接主要是通过微机械嵌合机制。这一机制是通过粘接剂中的树脂单体替换了牙本质中的无机牙结构，而形成许多微孔实现的。这种微机械嵌锁效果的保持主要通过渗透和虹吸作用,从微观上说，这一过程被称为“杂化(Hybridization)”[11，12]。当使用较强的酸作用于牙本质表面时，可以观察到暴露的牙本质胶原与粘接剂的树脂单体间形成了复杂的胶原网状结构，而对于牙釉质来说却形成了简单的酸蚀微孔行的嵌合结构[13]。然而，近年来自酸蚀粘接剂较常使用温和的酸蚀效果(pH>2.0)，不再完全暴露牙本质胶原。取而代之的是一种新的作用机制：即酸性单体与羟基磷灰石中钙形成离子键，这也解释了弱酸自酸蚀粘接剂表现出的良好的临床粘接效果[14，15]。

3牙本质粘接剂的临床分类

Van Meerbeek等人在2003年发表文章，基于粘接理论建议将牙本质粘接剂分为三类：全酸蚀粘接剂、自酸蚀粘接剂和玻璃离子树脂型粘接剂[16]。

3.1全酸蚀粘接系统全酸蚀粘接系统包含了至少两个步骤，在大多数情况下是三步：(1)用酸蚀剂同时处理牙釉质和牙本质；(2)涂布底漆；(3)最后涂布粘接剂[17]。当全酸蚀粘接剂应用于牙本质时，粘接剂中的磷酸成分完全去除，几乎完全破坏了牙本质中的羟基磷灰石，并在牙本质表面形成3～5μm的脱矿层。然后涂布底漆，改善牙本质表面的润湿性，使粘接剂渗入脱矿的胶原纤维网架中并与之形成相互缠绕的混合层，成为连接修复树脂和牙本质的一层过渡结构。混合层与渗入牙本质小管的树脂突一起提供粘接所需的固位力，但混合层起主要的固位作用[18]。

3.2自酸蚀粘接系统自酸蚀粘接系统不再需要全酸蚀粘接中的酸蚀和冲洗过程，这不仅节约了治疗时间，同时大大降低了技术敏感，减少了操作和应用中可能存在的失误[19]。另一个非常重要的优势，是在自酸蚀粘接系统的应用中树脂的浸润和酸性单体的酸蚀同时发生，这就使两者之间应用时的差异性大大减小甚至消失。然而不知道的是溶解的羟磷灰石晶体和剩余的混合层残留物的融合所带来的长期影响。底漆中究竟含有多少有机溶剂？这些多余的有机溶剂可能直接破坏粘接完整性，并导致微渗漏或影响已经浸润的单体的聚合。这一中间层有可能引起亲水性的提高，从而最终导致水解的发生[20，21]。

自酸蚀粘接剂的酸蚀能力主要归功于酸性单体上连接的一个或多个羧酸或磷酸集团。根据酸蚀程度，自酸蚀粘接剂可以分为强酸型(Strong)和温和型(Mild)[16]。

3.2.1强酸型自酸蚀粘接剂通常pH值为1或更低。高酸度的结果带来了更深层的脱矿。在牙本质层，牙本质胶原纤维暴露，而且几乎所有的羟基磷灰石被溶解[22]。因此，强酸型自酸蚀粘接剂的基本粘接机制是基于酸性的浸润，类似于全酸蚀粘接剂。然而，这一低pH值的自酸蚀粘接剂并没有为牙本质的粘接带来理想的强粘接效果，而是相对低的粘接强度。这主要是因为强酸的过度酸蚀导致了牙本质层的过度脱矿，虽然树脂可以嵌入暴露的牙本质小管形成微机械嵌锁作用，但显然树脂突不能完全到达脱矿了的牙本质底部，这就导致了部分牙本质层的中空层出现，从而影响了粘接力。另一方面是粘接剂中的残留溶剂(水)在操作过程中不能做到完全清除，从而影响了粘接强度[16，23]。

3.2.2温和型自酸蚀粘接剂一般pH值在2左右，而且使牙本质脱矿的深度仅为1μm。这种牙本质的局部脱矿保留了残存的羟基磷灰石仍然附着在胶原纤维，同时通过混合层也为微机械嵌锁作用提供了足够多的微孔。尽管混合层的厚度要小于全酸蚀粘接剂或强酸型自酸蚀粘接剂，然而却能获得公认好的粘接力。混合层中羟基磷灰石的存在可能为除物理嵌合以外附加的化学粘接提供了契机。其中以羧酸集团为主的酸性单体4-MET(4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐)和以磷酸集团为主的酸性单体phenyl-P(2-丙烯酸氧乙基笨氢磷酸)和10-MDP(10-丙烯酸氧乙基对氢磷酸)与剩余羟基磷灰石中的钙产生化学粘接[24]。

3.3玻璃离子树脂型粘接剂玻璃离子应该是唯一种自粘接于牙体组织上，没有额外的对牙体表面的预处理过程。尽管如此，玻璃离子中较弱的聚链烯酸处理剂也为粘接提供了显著地提高作用。因此，玻璃离子粘接系统又分为一步法和两步法应用过程。两步法应用系统中的处理过程非常重要，特别是当用高速手机预备牙体组织后形成了较厚且多层重叠的切削层。一般来说，这一聚链烯酸处理过程需要10～20s并且轻轻吹干而并不使表面完全脱水[25]。应用处理机后粘接强度的提升应该归因于(1)清洁效果：通过预处理松弛了切割牙体时产生的碎屑；(2)局部的脱矿效果：处理后暴露了粘接区域，并形成微孔利用微机械嵌锁效果增加粘接强度；(3)聚链烯酸与残存羟基磷灰石之间的化学反应，被羟基磷灰石覆盖的胶原纤维网中散在了很多小孔，深度不超过1μm。而有报道通过透射电子显微镜(TEM)观察，牙本质表面经过聚链烯酸处理后，并不能完全的将其去除，而是有接近0.5μm的残留，称其为“凝胶层(Gel phase)”[26]。

玻璃离子粘接系统经过聚链烯酸处理后似乎也形成了一些微孔利于微机械嵌锁作用，这与温和型自酸蚀粘接剂有了异曲同工的效果。究其根本区别在于玻璃离子粘接系统应用了较高摩尔质量的聚合物；而以树脂为基础的自酸蚀粘接系统建立于酸性的低摩尔质量的单体[27]。

4牙本质粘接剂的未来展望

牙本质粘接剂经过7代的开发与研究已经相当成熟，且获得了良好的临床效果。在未来的发展中，除尽量缩短椅旁操作时间，简化操作步骤外，延长粘接剂的有效性和耐久性成了研究的热点[28]。

也有学者通过模拟双壳贝类生物在海水中能够牢牢黏附与固体基质的特性，作为研究粘接材料不受湿度影响的突破口[29]。

5总结

牙本质粘接材料中加入复合充填材料开创了口腔临床的革命性改革。它开创了美学口腔治疗的新篇章。不仅仅是因为复合材料可以修复牙体的缺损，而且还可以修复牙冠甚至冠桥。然而无论复合树脂的形态和颜色有多么的优美，如果没有好的粘接，是不能长时间保持的。当今对于粘接材料的最大挑战是在口腔环境中的有限耐久性。由于粘接材料主要由化学成分组成，研究者近年来致力于粘接剂与牙本质钙盐之间离子键的研究，以期待在获得高强度粘接的同时能够保持长期稳定的有效性。

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(编辑杨阳)