EDTA对瓷贴面与牙本质粘接的剪切强度耐久性的影响*

谢翠柳，鄢国伟，罗 莉

(1.西南医科大学附属口腔医院修复科，四川泸州 646000；2.西南医科大学口颌面修复重建和再生实验室，四川泸州 646000)

随着人们对美学和微创修复要求的提高，瓷贴面的应用日益受到重视[1]。瓷贴面-牙釉质粘接面是公认的良好的粘接界面，研究显示50%以上可以表现出较好及耐久的粘接力[2-3]。而瓷贴面-牙本质粘接面的粘接可靠性较低[4-5]。但在临床工作中，常见需要调整外形的牙齿、牙釉质剥脱性缺损或牙釉质过于薄弱导致的牙体预备后牙本质暴露。牙本质粘接界面的退变是影响粘接耐久性的一个决定性因素[6-7]。牙本质中含有的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)能降解暴露的胶原纤维，导致混合层完整性被破坏[8-9]。乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA)对牙本质脱矿后，使胶原纤维之间的氢键更完整，树脂单体更容易渗入并包裹胶原纤维网[6,8]。此外，EDTA的金属离子螯合性可以抑制MMPs介导的胶原纤维降解[10]。本研究拟通过检测EDTA和EDTA联合临床常用的磷酸预处理牙本质后，瓷贴面与牙本质粘接面老化实验前后的剪切强度，探索EDTA对瓷贴面与牙本质粘接耐久性的影响，以期对临床瓷贴面的应用提供一定的指导作用，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2017年1-2月完整拔除的无龋坏人类第三磨牙90颗，刮除牙根表面的牙周组织，保存于4 ℃的0.5%氯胺-T中，离体牙按牙本质表面处理方式的不同及是否模拟老化分为18组(n=5)，A、B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3、C4为即刻测试组，Aa、Bla、B2a、B3a、B4a、C1a、C2a、C3a、C4a为老化实验组。即刻测试组均行牙本质表面处理，表面处理按方式不同分为9种，老化实验组则在表面处理的基础上额外行老化实验，见表1。

表1 实验分组与牙本质表面处理(n=5)

1.2主要材料与仪器 Variolink Veneer(Ivoclar Vivadent,德国)；IPS e.max Press(Ivoclar Vivadent,德国)；铸造炉(EP500，Ivoclar Vivadent,德国)；碳化硅砂纸(Leco Instrument GmbH，美国)；17%EDTA凝胶(Pulpdent，美国)；37%磷酸(Gluma，德国)；光固化灯(Densply，美国)；冷热循环试验机(HJ，华骏，西安)；扫描电子显微镜(Carl Zeiss，德国)；电子万能力学试验机(WDW-10E，试金集团有限公司，济南)。

1.3方法

1.3.1离体牙的制备 去除牙根和颊侧釉质暴露浅层牙本质，形成大于4 mm×4 mm的粘接平面，在显微镜下观察确定完全去除牙釉质。用400、600、1 200目的砂纸湿性打磨抛光牙体表面，去离子水中超声清洗1 min后用自凝塑料包埋于同一规格(10 mm×10 mm×12 mm)模具中，粘接面与水平面平行，见图1。

1.3.2瓷贴面的制备 制备9个4 mm×4 mm×12 mm的瓷贴面蜡型。包埋蜡型的铸圈在800 ℃保持60 min,然后600 ℃保持30 min,最后850 ℃保持60 min去蜡后用颜色为A1的IPS e.max Press瓷块熔融后在铸造炉铸造(930 ℃,60 min,程序16)。制备9个4 mm×4 mm×12 mm的IPS e.max Press 瓷块。采用低速锯切割瓷块，制备45个4 mm×4 mm×2 mm的IPS e.max Press瓷贴面，最后依次用400、600、1 200目的碳化硅砂纸打磨抛光。制备好的瓷贴面置于生理盐水中常温保存。瓷贴面双面可用。

A、B：牙本质粘接面的正面观和侧面观；C、D：瓷贴面与牙本质粘接后的正面观和侧面观

1.3.3牙体与瓷贴面的粘接 按照Variolink Veneer粘接套装说明操作。瓷贴面粘接面用5%氢氟酸蚀60 s，冲洗吹干，涂布Monobond-S 60 s后吹干，再涂布Heliobond 10 s后等待粘接。离体牙进行表面处理，处理后的牙体粘接面涂布Syntac Primer 15 s后吹干，再涂布Syntac Adhesive 10 s后吹干，最后涂布Heliobond 10 s后等待粘接。在瓷贴面粘接面涂布Variolink Veneer黏合剂，然后在牙体粘接面就位，光固化2 s去除边缘多余树脂水门汀，然后从各面光照20 s。每组中5个试件储存于37 ℃蒸馏水中24 h后测试即刻剪切强度。

1.3.4老化实验 将Aa、B1a、B2a、B3a、B4a、C1a、C2a、C3a、C4a组的45个试件置于冷热循环试验机中进行模拟老化处理。5～55 ℃循环6 000次，各停留30 s，循环间隔40 s。在冷热循环期间，将试件置于37 ℃蒸馏水中储存，每天换液1次。老化时间共6个月，结束后测试老化后剪切强度。

1.3.5剪切强度的测试和断裂模式观察统计 将试件固定在电子万能力学试验机剪切夹具中，剪切头以0.5 mm/min的速度垂直加载，记录试件断裂时的最大载荷力。计算试件剪切强度(剪切强度=最大载荷力/粘接面积)。收集各组断裂后的试件，在扫描电镜下观察试件的破坏模式并进行归类和计数。粘接破坏模式分为 4类：(1)牙本质内聚破坏，断裂发生于牙本质层内；(2)界面破坏，断裂发生于粘接剂与牙本质，或粘接剂与树脂水门汀的界面；(3)树脂内聚破坏，断裂发生于树脂水门汀层内；(4)混合破坏，断裂面包含了上述3种破坏等多种类型。

2 结 果

2.1剪切强度测试 A组具有较高的即刻剪切强度，Aa组剪切强度下降(P<0.05)。17% EDTA处理均获得较低的即刻剪切强度，随着处理时间延长，剪切强度有所增加，但差异无统计学意义(P>0.05)，而老化实验后剪切强度差异也无统计学意义(P>0.05)。37%磷酸和17% EDTA共同处理牙本质后，C2组获得瓷贴面与牙本质粘接最高的即刻剪切强度，其次是C1组，两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。C1与C1a组、C2与C2a组剪切强度比较，差异无统计学意义(P>0.05)，而随着17% EDTA处理时间延长至60 s和120 s后剪切强度下降，见表2。

表2 不同表面处理方式下各组的剪切强度测试结果

2.2断裂模式观察和统计 瓷贴面与牙本质粘接面绝大部分呈现界面破坏，其次是混合破坏，见图2。

图2 不同实验组的断裂模式

3 讨 论

瓷贴面与牙本质的粘接耐久性是临床难题。牙本质粘接界面的退变是影响瓷贴面粘接耐久性的直接原因[6-7,11]。混合层底部因粘接过程或树脂老化而裸露的胶原纤维被牙本质内源性蛋白酶降解，导致断裂容易在这些薄弱区域发生，粘接强度也随之下降[6-8]。MMPs作为牙本质中的主要蛋白水解酶，在牙本质粘接退变的过程中发挥了重要作用[8-10]。在粘接过程中使用MMPs抑制剂被认为是一种可提高牙本质粘接耐久性的途径。EDTA可以抑制MMPs介导的胶原纤维降解[10,12]。

有研究证实EDTA单独处理牙本质对自酸蚀粘接剂的即刻粘接强度及耐久性无显著影响[13-15]。本研究发现17% EDTA处理牙本质10、30、60和120 s均获得较低的即刻剪切强度，随着处理时间延长，剪切强度有所增加，但差异无统计学意义(P>0.05)。而老化实验后剪切强度变化较实验前比较，差异有统计学意义(P<0.05)，不具有粘接耐久性。EDTA 脱矿作用缓慢，17% EDTA对牙本质脱矿的速度是60 s形成 0.4 μm深度的脱矿层[16]，粘接后形成的树脂突短，则微机械固位作用弱。EDTA单独短时应用无法获得足够的即刻剪切强度，那么获得粘接耐久性则难以达到或意义不大，因此可通过在牙面适当酸蚀后使用。本研究发现37%磷酸(15 s)+17% EDTA(30 s)处理牙本质获得最大的即刻剪切强度，且随EDTA处理时间延长至60 s和120 s，即刻剪切强度降低。这可能与牙本质过度脱矿，胶原网塌陷，混合层质量不佳有关。MARTINI等[17]发现17% EDTA联合超声波处理牙本质30 s可以提高通用粘接剂的粘接强度。由此可见，任何牙本质表面处理方式都不能脱离微机械扣锁的物理固位在粘接中的核心地位。

冷热循环会加速树脂吸水后的水解和混合层底部裸露胶原的降解,并可激活 MMPs 的前体[18]。本研究通过冷热循环6个月发现，试件采用临床常用的牙本质处理方式——37%磷酸(15 s)处理并经过老化实验后剪切强度变化差异有统计学意义(P<0.05)，不具有粘接耐久性，而37%磷酸(15 s)+17%EDTA(10、30 s)处理并经过老化实验后剪切强度的变化差异无统计学意义(P>0.05)，具有粘接耐久性。EDTA 作为预处理剂可以改善混合层的质量，并且可余留较多的磷灰石保护胶原纤维，提高混合层的抗降解能力[6]。此外，EDTA可有效抑制牙本质中 MMP-2、MMP-9的活性[10]，减少混合层的降解。在牙本质一定处理基础上应用EDTA可以提高瓷贴面的牙本质粘接耐久性。SINGH等[15]发现乙基二甲胺丙基碳化二亚胺(EDC)和EDTA 协同处理可以提高自酸蚀粘接剂的牙本质粘接耐久性。而李婷婷等[19]通过6～12个月的临床研究发现牙颈部楔状缺损表面的硬化牙本质经 EDTA 预处理后，能改善粘接强度，具有粘接耐久性。总之，EDTA对于瓷贴面的牙本质粘接耐久性有积极意义。

断裂模式观察显示即刻和老化后的试件断裂大部分发生的是界面破坏。牙本质粘接的薄弱环节即是牙本质与树脂之间的界面。可以考虑从以下方面进一步研究来解决瓷贴面与牙本质粘接耐久性的难题：(1)增加粘接剂充分渗入脱矿胶原纤维的方法；(2)具有再矿化潜力的牙本质粘接剂和复合树脂的研究；(3)牙本质内源性蛋白水解酶的抑制。

综上所述，本研究发现37%磷酸(15 s)+17% EDTA(30 s)预处理可以获得最高的瓷贴面与牙本质粘接即刻剪切强度，并具有粘接耐久性，EDTA在瓷贴面与牙本质粘接耐久性方面具有重要作用，本研究将为后续的粘接耐久性研究及未来针对EDTA在牙本质粘接方面的临床应用提供依据。