人工老化对不同厚度瓷聚体及不同类型树脂黏固材料颜色稳定性的影响

王立凯 刘亚男 郑焱 李萍萍

1.中国康复研究中心北京博爱医院口腔科，北京 100068；2.北京市西城区广外医院口腔科，北京 100053

瓷聚体是一种新型复合树脂材料，Ceramage是当前临床应用较多的新一代瓷聚体，因其良好的机械性能和美学性能而被应用于贴面修复。光固化树脂水门汀、双固化树脂水门汀是临床常用的贴面粘接剂，近年来流动树脂也被作为贴面粘接剂使用[1]。作为树脂基材料，瓷聚体与树脂黏固材料的颜色稳定性一直是国内外研究的热点[2-3]。颜色稳定性对任何类型的美学修复都是至关重要的[4]。以往的研究多单独探讨瓷聚体或树脂黏固材料的颜色稳定性，近年来有学者[5]开始研究瓷聚体与不同色调树脂水门汀组成的联合体的颜色稳定性，更接近临床实际情况，更具有临床意义。

本研究以瓷聚体与不同类型的树脂黏固材料组成的联合体作为研究对象，通过人工加速老化研究其颜色稳定性，为临床合理选择和应用瓷聚体贴面及树脂黏固材料提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料与设备

本研究所用材料包括瓷聚体和3种树脂黏固材料。瓷聚体树脂Ceramage（A2B色，日本松风公司）；光固化树脂水门汀RelyX Veneer（RV，A3色）、双固化树脂水门汀RelyX Unicem（RU，A3色）、流动树脂Filtek Z350 Flow（FZ，A3色），树脂具体成分见表1，均为美国3M ESPE公司产品。KQ-100DE型数控超声清洗器（江苏省昆山市超声仪器有限公司），SF2000型电子数显游标卡尺（桂林广陆数字测控股份有限公司，精度为0.01 mm）；鹰牌碳化硅水砂纸（NKC公司，韩国），聚乙烯薄膜（江苏省常州光照塑料有限公司），A2色氧化锆瓷块Lava（3M公司，美国）；Crystaleye型分光光度仪（奥林巴斯公司，日本）；Xe-3-HS型氙灯老化仪（Q-SUN公司，美国）；Solidilite型箱式光固化器（松风公司，日本）；CL-628型LED光固化机（美国Beyond公司，光输出强度900～1 100 mw·cm-2）。

1.2 实验方法

1.2.1 试件的制作 定制内径为10 mm，厚度分别为1.00、0.75、0.50 mm和内径为9 mm，厚度为0.2 mm的圆孔状不锈钢模具。将内径10 mm、厚度1.00 mm的模具置于铺有聚乙烯薄膜的载玻片上，将瓷聚体填入圆孔内，以聚乙烯薄膜及另一载玻片置于圆孔之上，加压挤出多余瓷聚体。去除上面的载玻片，放入箱式光固化器中固化5 min。共制作厚度为1.00、0.75、0.50 mm的瓷聚体样本各15个。所有瓷聚体样本任选一面依次用400、600、800、1 000、1 200目水砂纸打磨，以数显游标卡尺控制厚度误差在±0.01 mm范围内，超声清洗5 min。将内径9 mm、厚度0.2 mm的模具置于铺有聚乙烯薄膜的载玻片上，以树脂黏固材料填满圆孔，将瓷聚体样本磨光面向上，置于圆孔上方加压，挤出多余水门汀，移除载玻片，以LED光固化灯（波长400～480 nm）在距离树脂黏固材料表面1.0 mm处照射40 s，制成瓷聚体—树脂黏固材料联合体样本。

表1 本研究所用瓷聚体树脂和树脂黏固材料的主要成分Tab 1 The main components of ceromer and resin adhesive material in this study

所有样本根据瓷聚体厚度和树脂黏固材料类型的不同分成9个组：1.00/RV、1.00/RU、1.00/FZ，0.75/RV、0.75/RU、0.75/FZ ，0.50/RV、0.50/RU、0.50/FZ，每组5个样本。

所有样本制作完成后，贮存于37 ℃水浴箱中放置24 h，进行下一步实验。

1.2.2 背景瓷块的制作 于北京洋紫荆义齿加工厂定制直径10 mm、厚度3 mm的A2色氧化锆瓷块1枚，作为样本颜色测量时的背景。

1.2.3 颜色系统 采用国际照明委员会1976年推荐使用的CIE L*a*b*标准色度系统评价颜色变化。L*表示视觉明度，明度大者接近白色，小者接近黑色。a*、b*表示色相和彩度。a*表示红绿色品，+a*表示红色趋势，-a*表示绿色趋势。b*表示黄蓝色品，+b*表示黄色趋势，-b*表示蓝色趋势。ΔΕ表示物体颜色间的色差。

1.2.4 老化实验标准 采用美国材料与试验学会（American Society for Testing and Materials，ASTM）G155 Cycle 1标准进行老化实验：光源采用经硼硅酸玻璃滤过的氙弧光，强度0.35 W·m-2·nm-1，波长340 nm；黑板温度（63±2）℃；循环设置为102 min光照（50%湿度）和18 min光照（水喷淋）；共老化120 h，总能量150 kJ。

1.2.5 实验方法 气枪吹干所有样本，使用分光光度仪，在暗盒内以A2色氧化锆瓷块为背景，入射光源从左右两侧与试件表面呈45°角射入，测量每个样本的L*、a*、b*值，记录为L0、a0、b0，作为基线数据。所有样本同时置于氙灯老化仪中进行人工老化。老化后所有样本吹干，于暗盒中以A2色氧化锆瓷块为背景再次测量所有样本的 L*、a*、b*值，记录为L1、a1、b1。根据公式ΔL=L1-L0，Δa=a1-a0，Δb=b1-b0，ΔΕ=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2，计算老化前后的明度、红绿色品、黄蓝色品变化值（ΔL、Δa、Δb）和色差（ΔΕ）。

1.2.6 统计学方法 采用SPSS 13.0统计学软件进行统计分析。采用双因素方差分析及Tukey检验多重比较各实验组ΔΕ值。检验水准为双侧α=0.05。

2 结果

2.1 各组老化前后色度值的变化

老化前后各瓷聚体—树脂黏固材料联合体组及对照组色度值的变化见表2。所有实验组老化后L*、a*、b*值均降低，且ΔL值均小于2.0。

表2 各组老化前后色度值的比较Tab 2 Compare of chrominance before and after aging in every group

2.2 各组老化前后色差值ΔΕ的变化

瓷聚体厚度和粘接剂类型对瓷聚体—树脂粘接剂联合体老化前后ΔΕ的影响见表3：瓷聚体厚度对联合体老化前后ΔΕ有影响（F=48.563，P=0.000），树脂粘接剂类型对联合体老化前后ΔΕ也有影响（F=3.522，P=0.040），两者存在交互作用（F=2.649，P=0.049）。所有实验组ΔΕ值均小于3.3。

表3 各组老化前后色差值ΔE的比较Tab 3 Compare of color variation ΔE before and after aging in every group

2.2.1 不同类型树脂粘接剂对瓷聚体—树脂粘接剂联合体老化前后ΔΕ的影响 在瓷聚体厚度分别为1.00、0.75 mm情况下，RV、FZ、RU组的ΔΕ经组间两两比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；在0.50 mm厚度下，RV组ΔΕ值与FZ组比较差异无统计学意义（P>0.05），而RV、FZ组与RU组比较的差异均有统计学意义（P<0.05），RV、FZ组的ΔΕ值均小于RU组（表3）。

2.2.2 不同厚度瓷聚体对瓷聚体—树脂粘接剂联合体老化前后ΔΕ的影响 在同一粘接剂类型下，1.00、0.75、0.50 mm厚度组组间两两比较ΔΕ值差异均有统计学意义（P<0.05）（表3）。

3 讨论

贴面的美学效果取决于贴面的透明度、粘接剂的颜色和底层牙体的颜色[6]。实际上，颜色变化是前牙修复体替换的主要原因[7]。复合树脂的颜色性能受多种因素影响，如背景、厚度、聚合度、遮色剂、着色剂、填料颗粒的大小和含量等[8-9]。据文献报道，临床上贴面的厚度在0.5～1.25 mm之间[10]。据此本实验选择0.50、0.75、1.00 mm作为贴面树脂样本的厚度。与Archegas等[11]的研究相同，本实验选择0.2 mm作为树脂粘接剂的厚度。

在树脂材料颜色稳定性研究中，包括临床实验和体外实验两大类。要证实治疗程序的有效性，严格控制的临床实验是必不可少的，但临床实验不仅昂贵，而且耗时；所以，为评估一种新修复技术的可靠性，体外实验可以先于临床研究。研究树脂材料颜色稳定性的体外实验主要应用人工老化的方式。附加了光照和湿度变化的模拟老化过程被称为风化处理[12]。本研究中使用的氙灯老化仪，可以模拟自然气候中的自然阳光、辐射、雨淋、高温、凝露、黑暗等环境条件，通过重现这些条件，合并成一个循环，并让它自动完成循环次数。这种以氙灯照射为主，合并光、热、湿的实验方法，在复合树脂材料颜色稳定性研究中被广泛应用。

与目测法相比，借助分光光度仪可以得到客观的结果，这种方式与人工加速老化相结合，是研究修复材料美学性质的常规方法。国外学者以色差值ΔΕ＞1.0为视觉上可觉察水平，1.0＜ΔΕ＜3.3为主观上可接受水平，而ΔΕ＞3.3则认为是不可接受的[13-14]。本实验采用ΔΕ为3.3作为临床可接受的临界值。

流动树脂具有光固化复合树脂的物理性能，同时较树脂水门汀成本更低，有执业医师使用它来粘接贴面[11]。近年来有学者把它作为贴面粘接剂研究其颜色稳定性以及粘接强度等[1,11]。

本实验结果显示，较厚的贴面（1.00、0.75 mm）遮盖底层黏固材料的颜色变化的能力较强，而较薄的贴面（0.50 mm）底层黏固材料的颜色变化对贴面的颜色变化影响较大；同时提示双固化树脂水门汀的颜色变化大于光固化树脂水门汀和流动树脂，这与其他学者[1,11]的研究结果一致。李齐齐[1]以紫外光老化法比较化学固化、双固化、光固化树脂水门汀以及流动树脂的颜色稳定性，结果显示光固化树脂水门汀和流动树脂的颜色稳定性较好。Archegas等[11]认为，这是由于光固化树脂只含有脂肪族胺，双固化树脂中同时含有脂肪族胺和芳香族胺，而胺类是导致复合树脂颜色改变的主要原因之一。

本实验结果显示，对于同一类型粘接剂，随着瓷聚体厚度的增加，瓷聚体—树脂黏固材料联合体的色差ΔΕ呈现出增大的趋势，这可能与瓷聚体厚度越大，所含有的光引发剂和胺类物质等有机质越多，颜色变化越大有关。

本实验所有实验组ΔΕ值均小于3.3，在临床可接受的范围内，这与之前本课题组关于瓷聚体—树脂水门汀联合体的研究[5]一致，也与之前关于间接复合树脂及树脂水门汀的单独研究一致[15-16]。

色度值中ΔL是较重要的参数，因为人眼对亮度的变化比色调的变化更敏感[17]。本实验各组老化后的L*值均减小，提示材料老化后趋暗，与以往的研究[5,18]一致。还有学者[19]认为，老化过程中吸水性降低，影响了树脂基质的光折射率。也有学者[18]认为，人工加速老化中的高温能够增加树脂的聚合度，导致其基质折射率的变化。本实验所有组ΔL值均在临床上可接受范围（<2.0）内[17]。

本实验结果显示：所有实验组以及对照组Δa、Δb值均呈下降趋势。在以往的研究[12,16,20]中，Δa、Δb值的变化趋势不尽相同。Schulze等[21]认为，树脂中光引发剂和胺类物质的浓度和结构的不同可以解释为何Δa、Δb值有较大的变化范围。本项实验中a*、b*值的变化可能与复合树脂中胺基促进剂及樟脑醌的变化有关[18,22]。

本研究测得的数据是Ceramage与树脂黏固材料颜色共同变化的结果，并不能代表其中某一种材料的颜色稳定性。两种不同复合树脂老化后各自的ΔL、Δa、Δb、ΔΕ值对二者叠加后整体表现出的ΔL、Δa、Δb、ΔΕ值产生何种影响尚不清楚。但是，本研究将瓷聚体—树脂黏固材料联合体作为研究对象，更接近于临床实际，在未来的研究中，将会探讨以瓷聚体—树脂粘接剂—牙齿联合体作为研究对象的颜色变化[23-24]，以便更加接近临床实际情况。

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