通用型粘接剂牙本质粘接强度的评估*

杨宇斌 朱 松

随着粘接剂的发展，牙色修复体已变得越来越流行。牙科粘接剂提供了复合树脂与牙齿硬组织的粘接，主要是牙釉质和牙本质。几十年前就已经建立了对牙釉质的良好和持久的粘接，然而，对牙本质的粘接一直面临着较多的挑战[1]。

树脂复合材料与牙釉质和牙本质基质的粘接机制看起来很相似，但本质上是完全不同的。牙釉质主要是均质的，基本上由羟基磷灰石(HAp)组成，而牙本质是异质的，由HAp、胶原纤维和非胶原的牙本质细胞外基质组成，其中包括生物分子，如磷灰石、骨钙素、骨细胞素、骨连接素等。此外，HAp 的晶体结构和大小在牙釉质和牙本质之间是不同的：HAp 晶体在牙釉质中是六方柱状，但在牙本质中是板状，相对较小。此外，牙本质的含水量比牙釉质高得多，这使得粘接更加复杂[2]。

1.粘接剂的种类及组成成分

粘接剂粘接强度的大小，很大程度上取决于粘接剂的种类及组成成分[3,4]。据报道，10-MDP的磷酸基具有与羟基磷灰石相互作用的能力，并对粘接剂-牙本质粘接界面的长期耐久性有重要作用[5]。

一些通用型粘接剂组分中含有10-MDP 等酸性功能单体，这些粘接剂无论是在全酸蚀和自酸蚀的粘接模式中，还是在即刻和老化后均具有良好且较为稳定的粘接强度。10-MDP 的作用机制主要有两个[6]：(1)10-MDP 通过与羟基磷灰石晶体中的钙离子发生静电相互作用形成难溶于水的稳定的钙盐；(2)10-MDP 中的磷酸基团与羟基磷灰石中相应的磷酸基发生化学作用形成难溶性的钙盐。这些钙盐沉积于羟基磷灰石晶体的外表面，并将此含盐的粘接剂涂层命名为“纳米层”[7]。Yoshida 等[8]报道称“纳米层”的形成限制了牙本质的进一步脱矿，保护胶原纤维不被降解，使得粘接界面产生更牢固的结合，从而提高了粘接界面的机械强度[9]和长期粘接耐久性。

粘接剂中的另一种功能单体聚烯酸共聚物(polyalkenoic acid copolymer，PAC)，可与羟基磷灰石中的钙发生化学相互作用[10]。PAC 的这种自粘附性与粘接剂具有优异的长期粘接性能密切相关。并且PAC 可改善湿润牙本质基质表面粘接剂的稳定性[11]，这对于全酸蚀粘接模式是十分重要的。

有研究显示[12]，All-Bond Universal 粘接剂组分中缺少PAC，与Scotchbond Universal 相比，前者老化后的微拉伸粘接强度只有在自酸蚀粘接模式下较为稳定，而在全酸蚀粘接模式下却发生显著下降。另外All-Bond Universal 比Scotchbond Universal 含有更多的溶剂(分别为30-60wt%与10-15wt%)，这导致混合层和粘接剂层中残留的溶剂更多，阻碍了粘接剂单体的聚合，粘接剂的转化率和微拉伸粘接强度降低[13]。Prime&Bond Elect不含10-MDP，但其在两种粘接模式下冷热循环老化中均表现出较好的粘接强度和耐久性，Prime&Bond Elect 以丙酮做为溶剂，而其他的粘接剂多用乙醇。含丙酮的粘接剂相对容易除去水分，因为它的共沸物含有更多的水分和更高的蒸汽压。相反，含乙醇溶剂的粘接剂，具有增强与胶原纤维的多肽形成氢键的能力，这将导致粘接剂中残余水分不易清除。并且，Prime&Bond Elect 在自酸蚀模式下形成的混合层中没有胶原纤维的降解，这也是其粘接强度及耐久性较好的原因[14]。

2.通用粘接剂粘接模式

通用粘接剂是在现有的一步自酸蚀粘接剂的一体化概念下设计的，并结合了临床情况的多功能性。通用型复合树脂粘接剂有两种粘接模式：全酸蚀粘接模式和自酸蚀粘接模式。

在全酸蚀粘接模式中又分为三步或两步两种类型，在自酸蚀粘接模式中分为两步或单步两种类型[15]。全酸蚀粘接模式通常使用37%的磷酸作用于牙本质表面，去除玷污层[16]，使其下方的牙本质脱矿(约5～8μm)[17]，打开牙本质小管，暴露管间和管内的胶原纤维。在全酸蚀粘接模式下，通用型粘接剂与牙本质的粘接机制体现在两个方面：(1)在使用湿粘接技术保持胶原纤维网蓬松的前提下，液态的粘接剂渗透进入牙本质脱矿层，固化后包裹暴露的胶原纤维[18]；(2)磷酸的强酸性能有效地使牙本质基质脱矿，并通过形成混合层和树脂单体渗透到牙本质小管分支的微机械互锁来促进粘接[19]。相反，在自酸蚀粘接模式中，不需要单独的酸蚀步骤，玷污层也未被完全去除[20]，而是通过粘接剂中的酸性单体对其进行改性，存在于混合层中，牙本质的脱矿与粘接剂的渗透是同时进行的[21]。粘接机制主要表现为机械锁结和化学结合的双重作用。化学键发生在HAp 和功能单体之间，机械互锁可能比全酸蚀模式中的要弱[22]。化学键被认为是形成水解稳定的钙盐的纳米层，以应对酸性挑战，这在预防继发性龋齿、密封修复体边缘和促进修复体耐久性方面发挥了关键作用[23-25]。

3.粘接强度

为了分析粘接剂的牙本质粘接效果，需要进行牙本质粘接强度测试。标准化的牙本质粘接强度测试有助于量化粘接剂的牙本质粘接性能，比较不同产品和条件下的牙本质粘接强度值，筛选粘接能力[26]。

3.1 即刻粘接强度 大多数研究已经证明，通用型粘接剂具有较好的即刻牙本质粘接强度，但也受到粘接模式的影响。就牙本质脱矿深度而言，全酸蚀粘接剂中磷酸的脱矿深度大于自酸蚀粘接剂中酸性单体的脱矿深度，因此，全酸蚀粘接剂在牙本质胶原纤维间的渗透更多，形成的树脂突更长，粘接强度更好。

有文献[27]对三种通用型粘接剂的牙本质粘接强度进行评估，Scotchbond Universal 在全酸蚀粘接模式下的粘接强度显著高于自酸蚀粘接模式，而Futurabond U和Prime&Bond Elect 在两种酸蚀模式下的粘接强度并无显著差异。该研究的实验数据表明，某些通用型粘接剂在全酸蚀粘接模式下的即刻牙本质粘接强度更高，但有些粘接剂的粘接强度在两种粘接模式下并无显著差异。

3.2 老化后粘接强度 Sezinando 等[28]采用水老化的方法，测得通用型粘接剂Scotchbond Universal、All-Bond Universal 分别在全酸蚀和自酸蚀粘接模式下的微拉伸粘接强度。对于全酸蚀粘接模式，两种粘接剂在6 个月水老化后的微拉伸粘接强度与24 小时相比，均有显著降低，分别下降了19.0%和21.7%。而对于自酸蚀粘接模式，两种粘接剂的粘接强度分别下降了13.1%和0.8%。从该实验结果可得出，水老化后的粘接强度，全酸蚀模式下降程度大于自酸蚀模式。

Chen 等[29]的研究评估了Prime&Bond Elect、Scotchbond Universal、All-Bond Universal、Clearfil Universal Bond 和Futurabond U 五种通用型粘接剂在全酸蚀和自酸蚀粘接模式下冷热循环老化后的微拉伸粘接强度，除Futurabond U 外，其余四种通用型粘接剂的微拉伸粘接强度在全酸蚀粘接模式下的下降程度均较自酸蚀粘接模式的下降幅度大。但老化后的微拉伸粘接强度值在全酸蚀和自酸蚀两种酸蚀模式下的差异并不显著(P=0.786)。

3.3 模拟髓腔压力 牙本质内充满牙本质渗出液。在正常生理条件下，受髓腔压力影响(约为25～30mmHg)[30]不断向粘接剂-牙本质粘接界面流动，阻碍了粘接剂向脱矿牙本质的渗透，进而影响牙本质的粘接强度。

研究表明[31]，通用型粘接剂Scotchbond Universal，两种粘接模式在模拟髓腔压力作用下6 个月后，全酸蚀模式粘接强度的下降幅度(59.7%)高于自酸蚀模式(18.4%)。另一项对通用型粘接剂Scotchbond Universal 的研究[32]为比较1 年后两种粘接模式下微拉伸粘接强度，发现下降幅度仍为全酸蚀模式(8.3%)大于自酸蚀模式(2.4%)。

就酸蚀模式而言，即刻微拉伸粘接强度所受影响较小，而在老化后与即刻相比，粘接强度均有所下降，特别是在全酸蚀粘接模式下降低更为明显。由于牙本质结构的特殊性，磷酸较强的酸蚀作用使牙本质胶原纤维间和胶原纤维内的羟基磷灰石晶体完全溶解，在牙本质表面形成较厚的脱矿层，且无自限性，这使得混合层中脱矿深度与粘接剂渗透能力不匹配，成为全酸蚀粘接所面临的最大问题。牙本质脱矿的深部区域存在未完全渗入的含水微小空隙，为外界物质(离子和分子)的扩散和渗透提供通道，从而形成纳米微渗漏。全酸蚀模式下牙本质脱矿程度较深，粘接剂未能充分渗透并包裹裸露的胶原纤维，这些暴露的胶原纤维易被蛋白酶所降解。特别是在髓腔压力作用下时，不断渗出的牙本质渗出液取代了粘接剂未渗透到胶原纤维中的区域，水将沿此通道从混合层向粘接剂层扩散形成“水树”[33]，加速了未聚合粘接剂单体的溶解析出，这对粘接剂单体的渗透性产生负面影响，进一步损害粘接剂与牙本质间的相互做用，影响粘接强度[34]。进而使得全酸蚀模式下的粘接强度受到更大影响。

4.小结

综上所述，通用型粘接剂的粘接强度及粘接耐久性受到多种因素的影响，包括酸蚀模式、髓腔压力、粘接剂种类及其组成成分等多种因素。多数研究已经证明全酸蚀粘接模式有利于牙釉质的粘接，但对于牙本质而言，全酸蚀粘接模式在即刻粘接中较自酸蚀粘接模式表现出较好的粘接强度，而老化后两种粘接模式的粘接强度虽未表现出统计学差异，但全酸蚀粘接模式下的粘接强度下降程度更为明显。从长远来看，酸蚀可能对树脂-牙本质粘接的寿命产生不利影响[35]。与全酸蚀模式相比，自酸蚀模式简化了粘接步骤，降低了操作和术后敏感性。此外，相较于全酸蚀模式，自酸蚀粘接模式细胞毒性水平较低[36]、不易受到牙齿自身结构的影响(例如：粘接强度随着牙本质小管的密度增加而降低)[37]、直接盖髓或根管治疗过程中可确保边缘密封[38]。因此，通用型粘接剂临床使用时建议使用自酸蚀粘接模式，以确保长期粘接效果。