充填物边缘缝隙宽度对人工继发龋形成的影响

王万山，赵信义

（第四军医大学口腔医院口腔材料教研室军事口腔医学国家重点实验室，陕西西安710032）

充填物边缘缝隙宽度对人工继发龋形成的影响

王万山，赵信义

（第四军医大学口腔医院口腔材料教研室军事口腔医学国家重点实验室，陕西西安710032）

目的：评价充填物边缘缝隙宽度对人工继发龋形成的影响，确定继发龋模型合适的缝隙宽度。方法：把牛牙釉质块包埋到圆环状模具内，然后对半纵切包埋后的试样，将其中一半重新放入模具内，用充填修复材料（Charisma，FujiⅦ）充填剩余空间，在材料与釉质纵切面间放置缝隙型片（厚度25、50、100、190、270 μm），制备釉质与材料间有可控宽度缝隙的修复试样，浸入水中7d后取出，脱矿72 h后用光固化树脂充填缝隙，垂直于缝隙方向制备150 μm厚的切片，在正交偏振光显微镜下测量材料边缘釉质的表面龋损深度和洞壁龋损深度。结果：所有试样的表面龋损深度显著大于洞壁龋损，FujiⅦ组表面龋损深度显著小于Charisma组（P＜0.05）；缝隙宽度＜100 μm时，随着宽度的增加，洞壁龋损深度也增加；缝隙宽度在50～100 μm，FujiⅦ组的洞壁龋损深度小于Charisma组（P＜0.05）。结论：充填物有缝隙的继发龋模型能形成明显的表面龋损和洞壁龋损，当缝隙宽度在50～100 μm时，能够充分展现释氟材料与无释氟材料预防人工继发龋的差异。

继发龋；充填修复；释氟材料；玻璃离子水门汀；复合树脂

［Chinese Journal of Conservativedentistry，2015，25（4）：244］

牙齿充填修复体长期失败的主要原因之一是修复体边缘发生继发龋。导致继发龋形成的原因是充填物边缘出现缝隙，产生微渗漏［1-3］。许多研究表明［4-6］，具有良好释氟能力的充填修复材料能够氟化相邻的牙齿硬组织，提高其抗脱矿能力，延缓或预防继发龋的发生。因此具有缓释氟性能的牙齿充填修复材料的研究一直是研究热点，而评价释氟材料提高牙齿硬组织抗脱矿性能是这类研究的主要内容之一。

用体外继发龋模型评价充填材料预防继发龋形成时，应能在短时间内充分展示已知的可预防继发龋的释氟材料与无释氟材料的差异。充填物边缘缝隙的大小影响微渗漏的程度，进而影响继发龋的发生，因此体外继发龋模型应当考虑边缘缝隙及其大小。为此，本研究用一种释氟能力高的玻璃离子水门汀和一种无释氟的复合树脂作为充填材料［7］，测定了充填物边缘缝隙宽度对人工继发龋形成的影响。本研究的假设是，充填物边缘缝隙太窄时，继发龋不易形成，进而不能展现释氟与不释氟材料预防继发龋发生的差别。

1　材料和方法

1.1材料

充填材料：无释氟的光固化复合树脂（Charisma，批号52128，贺利氏古莎齿科有限公司）；释氟的玻璃离子水门汀（FujiⅦ，批号1108031，GC公司，日本）；充填物边缘缝隙型片采用聚酯树脂片（Precision Brand，美国），厚度分别为25、50、100、190、270 μm；偏振光显微镜（PLM）（XP-330C型，上海泰明光学仪器厂），图像分析软件（DL-3000，上海蔡康光学仪器厂）；硬组织切片机（150型，沈阳科晶设备制造有限公司）；显微镜（上海光学仪器厂）。

1.2方法

1.2.1充填修复模型的制备

选择近1个月拔出的牛下颌切牙，要求釉质发育正常、无缺损及裂缝。用硬组织切割机在牙齿唇面平坦处切取边长6 mm、厚3 mm的釉质块，然后放入直径11 mm、高5 mm的中空模具中用自凝树脂分别包埋每个釉质块，暴露唇面釉质。然后将包埋块对半纵向切割成两个半圆块（图1a），将其中一个半圆块重新放入上述中空模具中，在切割面的釉质表面贴附一宽3 mm的缝隙型片（图1b），然后在模具的另一半空间中充填FujiⅦ（图1c），制备充填材料与釉质间有间隙的试样。另一个半圆块按照相同的方法充填Charisma，制备充填修复试样。

待材料固化后取出缝隙型片，然后依次用#600、#800、#1500、#2000碳化硅水砂纸及金相砂纸打磨抛光釉质面。超声清洗、吹干后，在精度为0.001 mm的测量显微镜下测量缝隙宽度，要求缝隙宽度在规定尺寸的±5%范围内。每种材料的每种缝隙宽度分别制备8个试样。

1.2.2人工龋损的形成

在试样表面涂布指甲油，表面中央暴露3 mm×3 mm的区域（图1d）。然后将每个试样浸入2 mL去离子水中，于37℃恒温水浴中持续摇动，以便充填材料释放成分并作用于牙齿。7d后取出吹干，再浸入16.5 mL新配制的部分饱和酸缓冲脱矿液中（2 mol/L磷酸二氢钠、75 mol/L乙酸钠、2 mol/L硝酸钙），用冰醋酸调节pH至4.7［4］，37℃恒温水浴中持续摇动，72 h后取出，用去离子水冲去缝隙。

1.2.3龋损深度测定

用自制的光固化封闭树脂充填每个试样的缝隙及试样表面，光固化后在精密切割机上对试样的暴露区进行切片，切割方向垂直于缝隙（图1e），切片厚200 μm。获得的切片在金相砂纸上研磨至150 μm厚，然后在偏振光显微镜下以水（折射率= 1.33）为浸润介质，在正交偏振光下观察每张切片釉质的表面龋损及洞壁龋损情况（图1f），并采集40倍图像。将图像信息输入计算机，用图像分析软件测量表面龋损及洞壁龋损深度（图2）。测量时，每个面均匀间隔测5个点，结果取平均值。

图1　充填试样制备及观测过程示意图

图2　人工龋损测定示意图

1.2.4统计学分析

应用SPSS 17.0软件对数据进行分析，对相同缝隙下两种材料间釉质表面龋损及洞壁龋损深度值进行两样本t检验；对不同缝隙Charisma和FujiⅦ表面龋损及洞壁龋损的深度值（±s）进行单因素方差分析，两两比较用LSD-t检验，检验水准α=0.05。

2　结果（图3）

图3　两种材料不同间隙下釉质脱矿的偏光显微照片（×40）（E：釉质；P：光固化封闭树脂；★：脱矿区域；✧：缝隙）

所有试样缝隙的牙齿一侧釉质表面和洞壁均可见不同程度的脱矿，表面脱矿范围与指甲油暴露范围一致，龋损深度均匀，基本与牙齿表面平行，龋损未崩解者，可见明显的负双折射表层。洞壁龋损由表面龋损沿缝隙向深部延伸，呈窄带状。

表面龋损方面，Charisma各组表面龋损深度均显著大于相应的FujiⅦ（P＜0.05），而两种材料各自不同缝隙组间的表面龋损深度差异均不显著（P＞0.05）（表1）。洞壁龋损方面，对于Charisma，当缝隙＜100 μm时，洞壁龋损深度随缝隙宽度增加而显著增大（P＜0.05），当缝隙＞100 μm后，龋损深度增加不显著（P＞0.05）；对于FujiⅦ，间隙为25 μm的洞壁龋损深度显著小于其他缝隙组（P＜0.05），其他各缝隙组间龋损深度差异不显著（P＞0.05）。相同缝隙宽度下两种材料间比较，当缝隙为25 μm时，洞壁龋损深度无显著性差异（P＞0.05），其他各缝隙组的Charisma洞壁龋损深度显著大于FujiⅦ（P＜0.05）。

表1　各实验组釉质龋损深度 （μm，±s）

表1　各实验组釉质龋损深度 （μm，±s）

同一列内，不同字母表示P＜0.05；*与Charisma表面脱矿深度相比P＜0.05

缝隙宽度（μm）n 表面龋损深度CharismaFuji Ⅶ洞壁龋损深度CharismaFuji Ⅶ258198.57±13.9849.56±3.92*35.38±8.41a31.33±3.98a 508192.54±10.8348.79±3.32*49.97±6.08b41.42±6.84b* 1008205.88±25.6853.86±6.53*84.94±1.93c41.39±2.36b* 1808197.20±9.9054.00±7.66*85.26±10.33c43.31±5.78b* 2708199.79±16.8351.00±10.76*86.72±3.39c44.88±12.22b*

3　讨论

继发龋是指充填物边缘牙齿的龋损，形成的龋损包括充填物边缘周围牙齿表面的龋损（outer lesion）和洞壁龋损（wall lesion）两部分［8］。表面龋损是口腔内致龋因子对牙齿的损害，洞壁龋损是细菌及其代谢产物和酸性液体渗入材料与牙齿界面间的缝隙内作用的结果。体外研究释氟性充填材料对继发龋影响时，表面龋损能够反映释放到口腔环境中的氟离子氟化充填物周围表面釉质的能力，洞壁龋损能够反映氟离子氟化洞壁的能力。由于充填物边缘表面釉质与洞壁釉质所处的微环境不同，释氟材料氟化釉质的效果也不一样。本结果表明，采用充填物边缘有缝隙的继发龋模型能够形成明显的釉质表面龋损和洞壁龋损，而释氟的FujiⅦ能显著减小表面龋损深度和一定缝隙宽度的洞壁龋损深度，显示不同材料的防龋功能差异。以往许多研究在评价材料对继发龋影响时未考虑边缘缝隙宽度对结果的影响，形成的洞壁龋损不明显［9-10］，不能充分说明释氟材料在预防洞壁龋损方面的性能。

本结果表明，充填物边缘釉质表面龋损深度明显受充填材料释氟影响，而不受边缘缝隙宽度的影响，因为材料表面释放的氟离子很易作用于周围表面釉质，提高其抗脱矿能力。由于釉质暴露在外，容易受到酸的侵蚀，而且脱矿过程中H+能得到及时补充［11］，因此表面龋损脱矿深度明显大于洞壁龋损。

充填物边缘缝隙内是一个相对密闭的环境，其中的液体与外面的液体对流、扩散作用较差，脱矿过程中脱矿液的酸性随着与牙齿硬组织的反应而降低，H+不能得到充分补充，脱矿作用减弱，因此洞壁龋损深度明显小于表面龋损。如无缝隙，洞壁龋损将不会发生。本结果表明，缝隙宽度为25 μm时，释氟材料（FujiⅦ）与无释氟材料（Charisma）洞壁龋损的深度无显著性差异，不能显示两种材料预防继发龋能力的差异；当缝隙为50～100 μm时，两种材料预防继发龋的能力有明显差异，而且洞壁龋损的深度随着缝隙宽度的增加而增加；当缝隙宽度＞100 μm时，缝隙宽度的增加并不能增加洞壁龋损的深度。由此可见，采用有缝隙的继发龋模型评价释氟材料预防继发龋能力时，缝隙宽度应大于25 μm，小于100 μm。这一结果肯定了我们的假设。

充填物边缘缝隙越大，其中的脱矿液与外面的交换就越好，H+能及时得到补充。当间隙足够大时，H+的补充等于或大于H+在脱矿过程中消耗，此时洞壁脱矿深度不再随间隙的增加而有显著增加。

Derand等［12］研究了银汞合金充填物边缘缝隙宽度与继发龋的关系，发现牙本质继发龋只出现边缘缝隙宽度不低于30 μm的试样，认为要形成洞壁继发龋，边缘缝隙需达到一定的宽度。这一结果与本结果相近。Goldberg等［13］的临床研究也表明，修复体边缘缝隙继发龋的发生与边缘密合性密切相关。

充填物边缘缝隙从5 μm到100 μm不等［14-15］。本实验采用尺寸非常接近临床的25、50、100 μm间隙。为便于研究增加了190、270 μm间隙来模拟口腔内的致龋过程，以探寻微间隙大小与龋损程度的关系。本实验借鉴侯绍杰等［16］所用的化学致龋方法模拟致龋过程诱导釉质形成人工龋损。该方法虽不及细菌培养法模拟致龋考虑龋病发生的微生物因素，但易操作、周期短、重现性好，是目前真正在实验室完全可控制条件下制备人工龋的唯一方法［17］。

本研究采用牛牙釉质，因牛牙易获得，体积大，在同一个牙上可制备多个釉质块，可降低釉质的变异因素对实验结果的影响。牛牙釉质在化学组成和物理特性上与人牙釉质极为相近［18］，形成的龋损结构和人牙釉质基本一样［17］，因此用牛牙代替人牙用于脱矿和再矿化研究非常普遍。综上所述，充填物有缝隙的继发龋模型能够形成明显的洞壁龋损和表面龋损，缝隙宽度在50～100 μm时，能充分展现释氟材料与无释氟材料预防人工继发龋的差异。

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Effect of the gap width around a restoration on the formation of artificial caries lesion

WANG Wan-shan，ZHAO Xin-yi
（State Key Laboratory of Military Stomatology，Department ofdental Materials，School of Stomtology，The Fourth Military Medical University，Xi'an 710032，China）

AIM：To evaluate the effect of the gap width around a restoration on the formation of artificial caries lesion.METHODS：Each of bovine enamel blocks was invested into a metal ring and then was cut longitudinally into 2 equal portions.One portion was inserted into the ring again and the cut surface of the enamel block was adhered with a plastic space sheet，with a thickness（μm）of 25，50，100，190 and 270 respectively，followed by insertion of a restorative material（Charisma and FujiⅦrespectively）into the residual space of the ring.All restoration specimens were immersed in water for 7d and then indemineralization solution for 72 h，followed by filling each gap with a light curing sealant resin.Each specimen was cut vertically through the gap to obtain slices of 150 μm thick for the observation under a polarized light microscope and thedepths of outer lesion and wall lesion of each specimen were measured using image analysis software.RESULTS：All specimens presented adeeper outer lesion than wall lesion（P＜0.05）and Charisma group presenteddeeper outer lesion than FujiⅦgroup（P＜0.05）.Thedepth of wall lesion increased with the increase of the gap width within 100 μm and the Charisma group showeddeeper wall lesion than FujiⅦgroup（P＜0.05）when the gap width was within 50～100 μm.CONCLUSION：The artificial secondary caries model with controlled marginal gap can present obvious out lesion and wall lesion and present thedifference of fluoride -releasing materials and non-fluoride-releasing materials in preventing wall lesion.

secondary caries；filling restoration；fluoride-releasing materials；glass ionermer cement；composite resin

［文献标识码］A ［文章编号］1005-2593（2015）04-0244-04

10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.04.012

2015-02-11

国家自然科学基金（81171002）

王万山（1987-），男，汉族，安徽毫州人。硕士生（导师：赵信义）

赵信义，E-mail：zhaoxinyi@fmmu.edu.cnn