氧化-还原体复合树脂粘接剂

2015-11-02赵颖王慧

天津化工 2015年5期

关键词：釉质粘接剂粘合剂

赵颖，王慧

（天津合成材料工业研究所有限公司，天津300220）

·开发与应用·

氧化-还原体复合树脂粘接剂

赵颖，王慧

（天津合成材料工业研究所有限公司，天津300220）

采用氧化-还原体系固化体系合成了粘接性能优异的口腔正畸用新型复合树脂粘合剂。考察了固化剂种类、稀释剂用量、填料加入量等因素对树脂粘接性能的影响。产品粘接拉伸强度为11.3MPa，粘接剪切强度为22.9MPa，达到国外同类产品水平。

复合树脂粘接剂；医用口腔粘合；抗压强度

口腔正畸学这门专科是关于进行各类错颌畸形的防治和相关的口腔基础的知识学科。进行矫正有多种方法，治疗效果不仅取决于矫治设计和医生的操作技术，牙科用粘合剂的发展和普及也是非常关键的因素。随着生活水平的提高，口腔和牙齿健康也得到了普遍的重视，其中良好的粘接是顺利矫治的保障。

直接粘接技术使得正畸临床操作大大简化，给正畸临床上带来了极大的方便。同时托槽周围发生明显脱矿并出现釉白斑现象是一种负面效应。随着口腔材料学迅速发展，在传统粘接剂的基础上，出现了多种新型的正畸粘接剂（如含氟粘接剂），这类新型粘接剂不仅对于预防托槽周围的脱矿现象也有一定的效果还具有粘接强度高、临床操作简单等优点。而且，在临床上的应用得到越来越广泛。随着口腔材科学的快速发展，研制开发操作简单，粘接强度高的多功能粘接树脂是口腔粘接材料未来的发展方向。

1　口腔正畸粘合剂的分类

目前常用的口腔正畸粘合剂按材料组成可分为三类：水门汀（cements）、树脂类（resins）和树脂-水门汀复合物（RMGIC）。树脂类有单一树脂与复合树脂两种，临床应用较多的是复合树脂。复合树脂是美国学者Bowen教授在1962年由首次研制成功的复合树脂用粘合剂是由双酚A基质树脂和甲基丙烯酸缩水甘油酯的加成物（BIS-GMA）、经有机硅烷处理的二氧化硅粉末填料和氧化-还原催化体系组成的。由树脂单体和惰性填料组成的树脂粘接剂，按固化方式可分为化学固化型和光固化型。

天津市合成材料工业研究所有限公司成功开发了高分子口腔正畸粘合剂，多年临床表明，高分子化合物为主的粘合剂，性能优良，应用效果良好，其应用使得口腔修复治疗进入了一个崭新的发展阶段。

2　用主要原材料及配制工艺

2.1产品主要原材料

原料：基质树脂，稀释剂，引发剂，促进剂和填料等。此产品主要以芳香族双甲基丙烯酸酯为主要原料，制成的液剂和糊剂A、B等部分。

2.2产品的配制工艺

2.2.1涂剂的配制：按比例分别称取A、B二组分，充分搅拌，混合均匀，静置待用。

2.2.2糊剂的配制：将稀释剂，基质树脂，引发剂，促进剂等按配方混合，搅拌溶解成为均匀胶液后，加入填料，再次调和均匀即可。

3粘接性能

正畸粘合剂的一项重要指标就是粘接强度，对我所产品和美国同类产品通过试验进行了对比。在相同的条件下，测定了不同厂家产品对离体牙的粘接剪切强度和拉伸强度，结果如表1所示。

表1　相同条件下两种材料的测试结果

3.1固化剂对粘接性能的影响

固化剂直接影响产品的固化后的性能，因此在粘合剂的开发中固化剂的选择就显得十分重要。固化引发剂多采用氧化-还原体系，此引发体系由促进剂和引发剂两部分组成，常温下两者便可反应产生自由基，从而引发单体聚合。最常用的引发剂是过氧化苯甲酰（BPO），加热、光照以及某些化学物质均能使BPO分子中O—O键发生断裂，分解成自由基。目前多采用N，N-二羟乙基对甲苯胺（DHET）作促进剂，或者是选择混合型引发体系、TWTB引发体系。先前使用的促进剂N，N-二甲基对甲苯胺（DMT），存在引发剂系统单体转化率较低、胺类存在造成复合树脂颜色稳定性较差等缺点，因此对促进剂做了大量的研究和改进。新开发的引发系统不仅具有残留单体少、聚合转化率高、发热量小、树脂聚合的膨胀与收缩率低、准确性高等优点，还提高了与牙釉质尤其是牙本质的粘接性能。另外，由于新的引发体系不含胺类，树脂色泽较稳定性大大提高，对牙齿髓刺激性也大幅度降低。

3.2稀释剂的用量对粘接性能的影响

釉质涂剂粘度是液态物体流动性能的一种指征，稀释单体的用量对树脂体系粘度有很大的影响，本材料选用了性能良好的但粘度很大的基质树脂。选用合适的稀释剂单体用量，可以提高涂剂的流动性，促进釉质涂剂更好渗入釉面，固化后形成一定的机械固位。

1）渗透性能测定：选用新鲜立体牙齿，进行常规清洗，消毒，酸蚀处理，然后将釉质涂剂涂在釉质表面，待固化后，制成测试样品；采用漂浮显微镜摄影法测量渗入釉质内的粘合剂树脂突的长度。测量结果表明，大部分树脂突长度为100～125μm，少部分可达150μm，说明釉质涂剂在釉质表面渗入性良好，并能在釉质内形成一定的机械固位，大大提高材料的粘接强度。涂剂的使用显著提高了粘接剂的剪切强度，实验室测试结果表明，应用单一的粘接糊剂A、B的抗剪切强度为18.1MPa，而应用涂剂加糊剂的抗剪切强度提高到22.9MPa。

2）提高了粘合成功率，用带涂剂的糊剂粘接锁槽，脱落率明显降低，涂剂有对牙釉质有一定保护作用。它为单一的树脂液体，渗透力强，流动性大，当矫正完成后去除锁槽时，其断裂面在粘合剂层，因此不易损伤牙釉质，对其加以保护。

3.3填料用量对粘接性能的影响

高分子材料工业中添加填料来增强复合材料性能的原理与树脂粘接剂体系中填料对性能的影响是相同的。试验表明，填料的用量对粘接糊剂的物理性能影响很大，当填料达到一定量时，各项性能的变化缓慢或维持在一定范围。随着填料量的不断增加，体系的性能不断上升。作为粘合剂，虽然填料的添加显著地改善了树脂体系的物理机械性能，但必须考虑使用时的操作要求。恰当的填料用量，可以得到适宜的操作性能。

3.4酸蚀剂的影响

酸蚀剂可以特异性地溶解牙齿釉质的柱状结构，在牙齿表面形成粗糙的釉面，使釉面与粘接材料之间形成机械嵌合，从而达到固位效果。磷酸是目前最常用的酸蚀剂。临床要求最大粘结强度时，建议使用的磷酸质量分数为37%。酸蚀剂造成多孔的釉质深度可达5～50μm。理想的酸蚀剂要求形成稳固机械性嵌合的同时，应尽量减少釉质的破坏及丧失。

3.5环境温度对粘接性能的影响

与其他的氧化还原固化体系相似，环境温度会直接影响釉质粘合剂的可工作时间。实验表明，随环境温度升高，粘合剂的工作时间明显缩短，环境温度依赖性很强。因此，在釉质粘合剂的使用中，应注意控制适当的环境温度。

4　力学性能检验

天津市合成材料工业研究所有限公司研制的釉质粘合剂性能优异，与美国同类产品性能的比较，结果如表2所示。

表2　产品性能对照表

从表2测试结果来看，在主要性能上已达到国外同类产品水平。

釉质粘合剂由液状釉质涂剂、粘接糊、酸蚀液三部分组成。产品无毒、使用方便，具有常温固化迅速、贮存稳定、固化物颜色稳定等优点。粘接剂经过国家医药管理局口腔材料质量检测中心检测，外观、热稳定性、固化时间、工作时间、粘结剪切强度等性能指标均符合行业标准Y 0269-1995《牙科学·牙釉质粘合树脂》的规定要求。