四种自酸蚀粘接剂在老化玻璃纤维增强树脂中的渗透比较

陈造，陈露，刘琦，吴补领

1.中山市中医院口腔科，广东中山（528400）；2.南方医科大学口腔医学院，广东广州（510515）

上世纪90年代至今，自酸蚀粘接剂以其对牙本质的良好粘接特性而成为使用最广泛的牙本质粘接剂。目前，自酸蚀粘接剂的粘接单体主要包括羧基类，如4-甲基丙烯酸氧乙基偏苯三酸酐（4-methacryloxyethyl trimellitic anhydride，4-META）和磷酸基类，如甲基丙烯酰氧乙基苯基磷酸酯（methacryloxy phenyl phosphoric acid，Phenyl-P），通过和钙离子形成配位键的形式与牙体硬组织形成较牢固的粘接。根据湿粘接理论，部分自酸蚀粘接剂加入了水溶性单体，如甲基丙烯酸β-羟乙酯（hydroxyethyl methylacrylate，HEMA）。然而，由于存在生物学相容性和耐久性等争论，并不是所有自酸蚀粘接剂中都配有HEMA。玻璃纤维增强树脂（glass fiber-reinforce composite，GFRC）主要由玻璃纤维预浸润树脂基质而制成。近年来，学者们陆续回顾使用情况，发现在3到5年的使用过程中，GFRC会出现变色、表面磨损、纤维外露、边缘缺损、折裂等一系列变化［1-6］，如何延长其使用寿命成为了关注的课题。最近，一种以双酚A-双甲基丙烯酸缩水甘油酯（bisphenol-A-glycodal-methacrylate，Bis-GMA）和聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）共同组成树脂基质的GFRC材料everStick在国内投入应用，其说明书里并没有破损修复时粘接剂的相关使用指引。本研究采用冷热水浴循环的模拟树脂老化方式，运用共聚焦激光扫描显微镜（confocal laser scanning microscope，CLSM），观察含或不含HEMA的4种自酸蚀粘接剂在GFRC表面的渗透现象，推测相关粘接剂单体在这种双相GFRC中的渗透效果，为这种GFRC破损修复时自酸蚀粘接剂的选择提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

AdperEasy One（AEO）（LOT：635224，3MESPE Dental Products，德国），成分：BisGMA，HEMA，高磷脂甲基丙烯酸酯，1，6乙二醇甲基丙烯酸酯，樟脑醌，稳定剂，硅颗粒，乙醇，水。S3BOND（S3B）（LOT：4B0016，Kuraray Noritake Dental，日本），成分：BisGMA，HEMA，磷酸丙烯酸酯，疏水二甲基丙烯酸酯，樟脑醌，硅颗粒，乙醇，水。Tetric N-Bond Self-Etch（TNB）（LOT：U36957，Ivoclar vivadent，列支敦士登），成分：双丙烯酰胺衍生物，双甲基丙烯酰胺磷酸二氢盐，氨基酸丙烯酰胺，羟烷基甲基丙烯酰胺，二氧化硅，催化剂，水，稳定剂。G-BOND（GB）（LOT：151014120718，GC，日本）。成分：4-META，氨基甲酸酯双甲基丙烯酸酯（UDMA），高磷脂单体，樟脑醌，硅颗粒，丙酮，水。everStick C&B（GFRC）（LOT：151111B，StickTech，芬兰）。成分：G型玻璃纤维，PMMA，BisGMA。TC-501F冷热循环仪（苏州威尔）；硬组织切磨系统EXAKT（EXAKT，德国），共聚焦激光扫描显微镜Leica SP8 STED 3X（Leica，德国）；光固化灯SmartLiteFocus（Dentsply，美国）。

1.2 样本制作及老化方法

实验组：截取40段长4 mm GFRC，光固化，以5℃/55℃循环水浴10 000次，每循环1 min。完成老化后，40段GFRC随机分成4个亚组，每亚组10段，分别涂抹加入了20μL荧光剂罗丹明的自酸蚀粘接剂AEO、S3B、TNB、GB。静置5 min，按说明书要求吹干，光固化。

对照组：40段长4 mm GFRC光固化后，随机分成4个亚组，每亚组10段。不经老化，分别涂抹加入了20μL荧光剂罗丹明的自酸蚀粘接剂AEO、S3B、TNB、GB，静置5 min，按说明书要求吹干，光固化。

1.3 样本包埋和切片

80段GFRC平行放置在专用型盒中，红色自凝牙托粉包埋固定，由EXAKT系统沿纤维长轴横截面将GFRC切磨成共80片厚度30～40μm的切片。

1.4 CLSM观察

CLSM下观察切片，激光发射波长625 nm，罗丹明激发波长514 nm，测量粘接剂的硅颗粒连续线到GFRC内部荧光带厚度。放大倍率20。

1.5 统计学方法

选取每亚组层次结构清晰的切片，每切片分左中右三区，每区各取两个荧光带厚度测量值，即n＝有效切片×6。

采用SPSS17.0软件分别对实验组、对照组各亚组数据进行正态分布检验，各取均值和标准差。实验组和对照组的同种粘接剂亚组间采用t检验；实验组和对照组组内方差分析，偏态分布者同种粘接剂亚组间采用Mann-Whitney U检验，检验水准α＝0.05。

2结果

统计结果显示，AEO、S3B、GB数据均服从正态；TNB实验组为正态分布，对照组为偏态分布。

实验组和对照组的同种粘接剂亚组比较，荧光带厚度均明显下降（P＜0.05）（表1）。实验组、对照组组内AEO、S3B、GB 3种粘接剂两两比较，对照组中S3B与GB的差异无统计学意义（P＞0.05），其余两两比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。

表1 4种自酸蚀粘接剂实验组与对照组荧光带厚度比较Table 1 Comparison of fluorescence band thickness of four self-etching adhesives in test group and control group

表1 4种自酸蚀粘接剂实验组与对照组荧光带厚度比较Table 1 Comparison of fluorescence band thickness of four self-etching adhesives in test group and control group

*Pairwise comparisons between two subgroups of TNBby Mann-Whitney U tests

数据分布箱型图显示，AEO和S3B实验组数据与对照组数据有重叠区间；TNB和GB的实验、对照组数据区间均不重叠（图1）。

Figure 1 Distribution box chart of the thickness data of fluorescent band of the test group and the control group图1 实验组与对照组荧光带厚度数据分布箱型图

共聚焦激光扫描显微镜观察结果显示，AEO、S3B实验组和对照组的粘接剂层、颗粒连续线、连续线下荧光带均表达清晰。与对照组相比，AEO、S3B、GB实验组的颗粒连续线下荧光带厚度都有变薄的表现，GB变化十分显著。TNB切片中均未发现颗粒连续线，对照组中勉强观察到的GFRC内的薄层荧光带，在实验组中更加难以分辨（图2）。

Figure 2 Observation of the thickness of the fluorescent layer of the four adhesives in the test group and the control group CLSM ×200图2 实验组和对照组4种粘接剂荧光层厚度观察 共聚焦激光扫描显微镜 ×200

3讨论

作为一种亲水性单体，HEMA分子结构上的-OH极性基团和甲基丙烯酸酯基，可同时将水和疏水的树脂单体维持在同一溶液中，帮助树脂与牙本质实现良好粘接。然而，研究表明，HEMA有容易出现水解［7］、水潴留［8］、影响树脂聚合［9］等缺点，因此现有部分自酸蚀粘接剂中不含有HEMA。

大多数纤维加强树脂的基质为网状结构聚合物BisGMA。本实验采用的GFRC由PMMA外层、网状结构BisGMA和线型结构PMMA树脂基质、玻璃纤维共同构成，具半互穿聚合物网络（semi-interpenetrating polymer network，semi-IPN）特性［10］。树脂粘结剂中的HEMA能溶胀老化后的GFRC表层PMMA，让BisGMA单体向GFRC内部渗透，与GFRC树脂基质中的PMMA再次建立semi-IPN结构，这样，被修复树脂与GFRC之间能获得更强的剪切粘接强度［11-14］。Wolff等［15］认为，由于聚合链之间的空间只有5～10阿米（10-18），粘接剂中的硅颗粒填料将附着在GFRCPMMA外鞘表面形成连续线，因此通过荧光标示的方法，测量连续线内到GFRC深部的荧光带厚度即能推断出树脂单体的渗透深度。

本实验选用的4种自酸蚀粘接剂均含有羧基和磷酸基的粘接单体成分，其中AEO、S3B含HEMA；TNB、GB不含HEMA。实验材料在5℃和55℃的水箱中循环水浴10 000次，模拟1年的口腔环境冷热温度变化［16］。由于取材部位存在一定的随机性，各亚组均只有部分切片满足层次结构清晰的要求。AEO、S3B、GB的数据均成正态分布，TNB的对照组略呈偏态分布。因此本实验只进行AEO、S3B、GB实验组和对照组间t检验、实验组和对照组组内方差分析；以及TNB实验组和对照组的Mann-Whitney U检验。

结果显示，AEO和S3B实验组均值显著变小，但二者实验组与对照组的数据存在重叠区间，CLSM下仍能观察到明显荧光带，提示这两种粘接剂单体在新老GFRC中都有相近的渗透效果；GB实验组均值显著变小，颗粒连续线下荧光带菲薄，表示GB单体在老化GFRC中渗透能力显著变差。S3B和GB在新鲜材料粘接时两者有接近的GFRC荧光带厚度，但在老化GFRC上，GB的数据发生了非常显著的下滑。以上结果也提示了粘接剂中的HEMA在semi-IPN类聚合物修复中的特殊相关作用。TNB均值同样显著减小，所有20张切片中均未观察到明显硅颗粒连续线。成分表中TNB含有改性材料羟烷基甲基丙烯酰胺［17］，其作用原理与两组的荧光带都非常浅薄的现象之间有什么联系，后续需要进一步分析。

树脂材料模拟老化方式多样。Bijelic-Donova等［18］的研究发现Wolff等［15］研究中所采用的酒精擦拭+表面粗糙的方式并不能有效去除材料的氧抑制层，冷热水浴循环更能对材料有效老化。本研究采用冷热循环水浴方式，实验组中含HEMA的自酸蚀粘接剂AEO、S3B的荧光带厚度变薄，与Wolff等［15］报道的厚度增加的实验结果相异，但更符合Bijelic-Donova的树脂老化预期。实验结果显示，这两种粘接剂在老化GFRC中仍然有良好单体渗透能力。对于与金标准的全酸蚀粘接剂的比较，后续将进一步研究。