三种窝沟封闭剂边缘微渗漏及抗压强度的体外对比研究

2019-07-24裴丽玲刘英群

现代口腔医学杂志 2019年3期

裴丽玲薛欣吕晶刘英群

龋病是儿童口腔中最常见的慢性疾病[1]，第四次全国口腔健康流行病学调查结果显示，12 岁年龄组儿童患龋率达38.5%[2]，与第三次全国口腔健康流行病学调查结果相比，呈明显上升趋势，且12 岁年龄组儿童龋齿最好发于磨牙[2]。有研究显示磨牙咬合面龋的发生率是光滑面龋发生率的5 倍[3]，由于磨牙咬合面窝沟点隙形态复杂，易聚集食物残渣、滞留菌斑且难以清洁，因此窝沟龋最为常见。

窝沟封闭术是预防窝沟龋的有效方法[4]。传统窝沟封闭术需要酸蚀-冲洗，操作繁琐，时间较长，故要求患儿有较高配合度，而儿童口底浅、唾液多且配合程度低，为临床操作增加了一定的难度。本研究通过比较自酸蚀窝沟封闭剂、免酸蚀窝沟封闭剂与传统窝沟封闭剂的微渗漏及抗压强度，旨在寻求封闭效果好且操作简便的窝沟封闭材料，为临床中简化操作步骤提供参考。

资料和方法

一、材料

1.离体牙收集：收集本院因正畸治疗拔除的前磨牙30 颗，要求牙体完整、窝沟点隙清晰、无龋坏、无隐裂，去除牙齿周围软组织及牙石软垢。

2.实验材料：BeautiSealant 窝沟封闭剂（SHOFU，日本）；Prevent Seal 窝沟封闭剂（iTENA，法国）；ClinproTM窝沟封闭剂（3M ESPE，美国）；Gluma Etch 35 Gel 型酸蚀剂（Heraeus，德国）；2%亚甲基蓝染料。

3. 实验设备及仪器：光固化灯（3M ESPE，美国）；低速手机（NSK，日本）；恒温水浴箱（HF90，中国）；冷热循环仪（Hanon，中国）；Isomet 4000 硬组织切片机（Buehler，德国）；体视显微镜（Leica，德国）；S3400N 扫描电镜（Hitachi，日本）；电子万能试验机（Zwick，德国）。

二、方法

1.样本的分组与制备：离体牙随机分为A、B、C三组，每组10 颗，清洗所有离体牙的窝沟点隙，每组分别按照各自使用说明封闭窝沟。A 组即BeautiSealant 窝沟封闭剂组：吹干牙面后涂布预处理剂，静置5s，弱空气吹干5s 后涂布封闭剂，LED固化灯光照10s。B 组即Prevent Seal 窝沟封闭剂组：吹干牙面后涂布封闭剂，静置15s，LED 固化灯光照20s。C 组即ClinproTM窝沟封闭剂组：吹干牙面后涂布35%磷酸酸蚀剂，酸蚀30s 后冲洗、吹干，涂布封闭剂，LED 固化灯光照20s。检查所有样本封闭情况并置于37℃蒸馏水中浸泡24h，后将所有样本置于0℃～5℃和55℃～60℃水中进行冷热循环处理，每个温度各2min，共60 个循环。

2.染料渗透实验：每组随机抽取8 个样本用流动树脂封闭根尖孔，于封闭剂边缘1mm 外均匀涂布透明指甲油两层，干燥后置于2%亚甲基蓝溶液中浸泡24 小时，彻底清洗吹干，用硬组织切割机从近中点隙、远中点隙及近远中点隙连线的中点3 个位点沿颊舌向切割标本。将切片置于体视显微镜（×40）下观察并测量各组样本釉质- 封闭剂界面长度、染料渗入深度，并计算微渗漏深度及微渗漏率。微渗漏深度=两侧染料渗入深度的平均值。微渗漏率= 染料渗入深度/ 釉质- 封闭剂界面长度×100%，两侧取均值。

3.扫描电镜观察：用硬组织切割机将各组剩余2个样本沿颊舌向切开，打磨抛光后冲洗，进行常规真空干燥、喷金镀膜，扫描电镜下观察窝沟封闭剂与牙体组织的结合状况。

4.抗压强度实验：用3 种窝沟封闭剂分别制作直径3mm、高3mm 的圆柱状模块32 个，并随机分为4 组（n＝8），于37℃生理盐水中浸泡，分别于浸泡1d、4w、8w、12w 后取出模块，置于电子万能试验机上以1mm/min 的速度加压直到模块碎裂，记录断裂时的最大载荷值。抗压强度（MPa）＝断裂时的最大载荷（N）/受力面积（mm2）

5.统计学方法：数据采用SPSS20.0 统计软件进行分析，数据描述使用±s 表示，组间比较采用方差分析，组间的两两比较采用LSD 检验，P＜0.05 认为差异有统计学意义。

结果

3 种窝沟封闭剂微渗漏结果比较：3 种窝沟封闭剂微渗漏深度和微渗漏率均无统计学差异（均P＞0.05）（表 1、图 1）。扫描电镜观察可见 3 种窝沟封闭剂与釉质之间的结合均较紧密（图2）。

3 种窝沟封闭剂抗压强度比较：3 种窝沟封闭剂浸泡不同时间点相比，差异均无统计学意义（P＞0.05），各测量时间点内不同封闭剂相比，浸泡1d 与4w 均以Prevent Seal 窝沟封闭剂组抗压强度最高（P＜0.05），浸泡 8w 与 12w 差异无统计学意，（P＞0.05）（表 2、图 3、4）。

表1 三组窝沟封闭剂的微渗漏深度及微渗漏率比较（±s）

组别A 组B 组C 组渗漏深度（μm）311.76±88.41 320.38±67.33 292.9±87.17微渗漏率（%）2.43±0.76 2.64±0.44 2.32±0.81

图1 体视显微镜下微渗漏结果（×40 倍）

图2 扫描电镜下封闭剂与牙体组织结合状况（×2000 倍）

表2 三组窝沟封闭剂浸泡不同时间抗压强度比较（MPa，±s）

注：*表示与BeautiSealant 窝沟封闭剂组、ClinproTM 窝沟封闭剂组比较，抗压强度差异有统计学意义（P＜0.05）。

时间1d 4w 8w 12w A 组238.74±31.48 215.01±20.18 266.42±17.74 222.99±32.45 B 组319.00±35.79*293.38±49.09*274.22±30.53 270.41±50.53 C 组250.60±74.83 203.18±74.74 288.78±23.18 259.37±56.42

图3 三组窝沟封闭剂浸泡不同时间点抗压强度比较

图4 各浸泡时间点三组窝沟封闭剂抗压强度比较

讨论

窝沟封闭剂预防龋病的发生和发展是由于其良好的边缘密合性及较高的保存率而得以实现的。理想的窝沟封闭剂应具有较高的渗透性，以便封闭剂能够渗入窝沟底部并长期保存于窝沟内；同时封闭材料应具有良好的边缘密合性，以防因微渗漏致继发龋的发生，从而导致封闭效果的失败；此外，封闭剂还应具有一定的抗压强度，使之不易在咀嚼时破碎而脱落，从而提高其保存率[5，6]。

窝沟封闭术成功与否，很大程度上取决于材料的边缘封闭能力，材料与牙面结合能力弱会导致边缘微渗漏，从而使封闭剂的下方细菌定植及龋坏发展[7]。边缘微渗漏是衡量充填材料性能的重要指标之一，染料微渗漏实验具有可靠性、简便性和易于应用等优点，是测定边缘微渗漏的一种较为成熟和常用的方法[8，9]。本实验结果显示BeautiSealant、Prevent Seal 和ClinproTM3 组窝沟封闭剂的微渗漏深度和微渗漏率均无统计学差异（均P＞0.05），表明自酸蚀窝沟封闭剂与免酸蚀窝沟封闭剂均可达到传统窝沟封闭剂的密封效果。

抗压强度是评价材料力学性能的重要指标之一，它代表材料抵抗压缩载荷而不破裂或发生屈服的能力[10～12]，不仅可以检测材料的机械强度，也可预示材料的临床粘结性能[13，14]。窝沟封闭剂需具有一定的抗压强度来抵抗各个方向咬合力的作用，防止材料受力时发生断裂，造成封闭剂脱落，进而影响封闭剂的保留寿命。本实验比较了3 种窝沟封闭剂的抗压强度，结果显示：3 种窝沟封闭剂浸泡不同时间点相比，差异均无统计学意义（P＞0.05）；各测量时间点内不同封闭剂相比，浸泡1d 与浸泡4w 后均以Prevent Seal 窝沟封闭剂组抗压强度最高（P＜0.05），浸泡8w 与浸泡12w 后3 组差异无统计学意义（P＞0.05）。Prevent Seal 窝沟封闭剂的抗压强度随浸泡时间延长而渐逐降低，BeautiSealant 窝沟封闭剂组和ClinproTM窝沟封闭剂组的抗压强度随浸泡时间延长呈降低趋势，但在浸泡8w 时有回升现象，这可能与材料中所含硅石填料有关。有研究表明在树脂基质中添加合适比例的填料，可使窝沟封闭剂具备更好的机械强度从而提高其保留率[6，11，14]。有学者认为材料的抗压强度与释氟量呈负相关[15]，除此之外，材料中单体转化率直接影响其机械性能[16]，但具体机制还有待研究。

目前临床上使用最广泛的窝沟封闭剂是基于双酚A- 甲基丙烯酸缩水甘油酯（BisGMA）的树脂型封闭剂，但此类封闭剂成功的关键步骤是避免唾液污染。临床上，儿童口底浅、唾液多、配合能力差、难以耐受酸蚀剂口感，本实验中选用的两种材料均无需酸蚀-冲洗这一步骤，在缩短操作时间的同时减少了对患儿产生的更多不适感。材料中所含酸性单体可与釉质中的钙离子相鳌合，使材料具有较高的粘接强度，同时避免了磷酸酸蚀剂使釉质过度脱矿的现象，减轻了对釉质表面的伤害。

本实验中体视显微镜下观察可见Prevent Seal窝沟封闭剂材料表面有染料渗入现象，其渗透情况有待进一步研究，此外，该组材料起始抗压强度最高，随浸泡时间延长呈逐渐下降趋势，在本实验研究时间段内，该材料的抗压强度在3 组中呈明显衰减，其原因有待后续研究。BeautiSealant 窝沟封闭剂中所含的S-PRG 填料可持续释放以氟离子为首的Na+、Al3+等6 种离子，可减少致龋菌产生的酸性物质，促进釉质再矿化[17]，氟离子具有优异的抗酸、抗菌、强化牙齿结构等特性，因此封闭材料的释氟情况需进一步研究。

自酸蚀窝沟封闭剂和免酸蚀窝沟封闭剂可达到传统窝沟封闭剂的封闭效果，可为临床上窝沟封闭剂的选用提供实验依据。本研究为体外评估，虽已尽量模拟口腔环境，但与实际复杂的口腔环境仍有较大区别，故有待进一步研究，同时实验中3 种窝沟封闭剂的保留率还需完善的临床检验。