APP下载

储存温度与使用温度对粘接剂及复合树脂性能影响的研究进展

2022-04-29余帆饶南荃吕长海刘波

口腔疾病防治 2022年8期
关键词:预冷单体树脂

粘接剂及光固化复合树脂因操作简便、色泽美观等原因,被广泛应用于牙体缺损的充填治疗中。虽然粘接剂及复合树脂各方面性能已有了很大改进,但其成分复杂,在储存过程中易受温度、湿度、光照强度等因素的影响而难以长期保持稳定,在术后也会性能欠佳而导致修复失败。近年来研究发现,温度可改变粘接剂及复合树脂的部分性能,进而对修复效果产生影响。本文就储存温度及使用温度对粘接剂、复合树脂性能的影响作一综述,以期为临床治疗提供参考。

光固化复合树脂需与粘接剂联合使用才能获得较高的粘接强度,但粘接系统成分复杂,尤其是自酸蚀粘接系统将功能单体、引发剂、偶联剂等多种成分混合在一起,其自身稳定性难以得到保证

。为提高粘接强度,使用稳定的成分以及改善材料的储存环境等方法被提出

。就合适的储存环境而言,温度是较为重要的影响因素之一,材料制造商通常建议将粘接剂保存在室温(25 ℃左右)或低温下(表1)。

1 储存温度对粘接剂性能的影响

研究发现自酸蚀粘接剂中的酸性单体会发生水解反应,当水解反应发生后,一方面酸性单体的结构会改变,其化学、物理性质受到影响;另一方面,水解产物会污染混合层,使纳米级树脂突形成不全

。储存温度的升高会加快水解反应的发生,使粘接剂中H

浓度不断增加,而pH 值的改变又会促进此进程,从而形成恶性循环,使得粘接剂的pH值、纳米压痕硬度及粘接强度显著降低,最终影响粘接效果

。因此多数学者建议自酸蚀粘接剂不使用时应室温或者低温保存

。为进一步探究粘接剂适宜的储存温度,Ozer 等

将三种自酸蚀粘接剂分别于低温(6 ± 2)℃及室温(19 ± 2)℃下保存3 个月,结果表明室温保存的粘接剂其粘接强度均显著低于低温保存的粘接剂。由此可知,为确保在临床应用中具有最佳的粘接性能,自酸蚀粘接剂应冷藏保存。但需注意的是粘接剂即使储存于低温环境下,仍不可避免地存在水解反应,故建议自酸蚀粘接剂在有效期内尽快使用。

首先,班级采用人人轮流当值日班长,让每一位学生都成为班干部竞选的考察对象。在改选之前,原班委与每日班长负责班级管理,新班主任深入展开多渠道的调查与研究,要有“顺风耳”“千里眼”的本领,明察暗访,察人于微,如:干事能力强但脾气暴躁;尽职尽责性格温和但又缺乏大胆工作的精神;与同学关系好,做老好人;办事能力强,但学习态度差;对他人是非对错睁一只眼闭一只眼的……针对以上情况,与学生进行一对一面谈,并真诚指出不足之处并提出希望,鼓励这些学生在班干部评选中毛遂自荐,争当班级好干部。

2 使用温度对粘接剂性能的影响

2.1 预冷对粘接剂性能的影响

预冷是指预先将材料置于制冷设备中,待温度降低到一定程度后将其取出并立即使用。5 ℃的Prime & Bond NT(酸蚀-冲洗粘接系统)、Adper Prompt L-Pop(自酸蚀粘接系统)与20 ℃时相比,5 ℃时粘接剂的粘接强度显著降低,同时通过对实验结果分析可知,预冷效果与粘接系统的类型无明确关系

。这是由于粘接剂需依赖适当的流动性才能渗透到牙本质小管和胶原纤维网中形成微机械固位,但低温保存后粘接剂的黏度显著增加,阻碍了粘接剂的溶解、渗透

;其次,粘接能力还有赖于溶剂的挥发,温度降低后溶剂挥发受到限制,粘接剂的吸水性大大增强

,大量的水分不仅会激发牙体组织内胶原酶对树脂基质的水解作用

,还会造成相分离现象。相分离过程影响单体聚合,还会在混合层下层形成树脂缺乏而富含水分的“水树”结构,来自粘接剂、牙本质小管及唾液的水分可在水树通道内随意移动,使未完全聚合的树脂单体浸出,从而加快粘接界面的老化

1.1 材料 试验于2017年7月进行,材料选择广西南亚热带农业科学研究所名优茶种植基地1芽1叶黄观音秋季鲜叶。基地位置属南亚热带季风气候,海拔>100 m,全年平均气温21~22 ℃,地势平坦,土壤pH 5.5~6.5。制茶主要设备:摇青机、6CR-35型揉捻机、YX-6CFJ-10B型全自动红茶发酵机、理条机、6CTH型烘干机。检测主要设备:气相-质谱联用仪(GC- MS)、紫外分光光度仪、全自动化学分析仪、电子天平、茶叶审评用具。

预热是指预先将材料置于加热设备中,待加热到一定温度后将其取出并立即使用。 Panavia F 2.0(自酸蚀粘接剂)预热至60 ℃后对牙本质表现出较强的粘接力

,另有研究表明68 ℃的Optibond FL、Kerr Corp(酸蚀-冲洗粘接系统)在使用1 周及6 个月后其牙本质粘接强度均较室温对照组高

。粘接强度的提升是由于温度升高后,粘接剂的黏度降低,良好的流动性可促使均匀混合层的形成;其次,粘接剂预热后溶剂、水分挥发加快,余留水分及溶剂减少,水解反应被限制;此外,功能单体内自由基的迁移随温度升高而加快,转化率提高后残留单体的塑化作用减弱,从而获得良好的粘接效果

塞尔维亚国防部长亚历山大·武林在大会发言中指出,西方提出的历史终结论已经破产,单极世界给世界带来严重灾难。一些大国在使用武力时编造借口,蔑视国际法,带来原教旨主义盛行、分裂主义泛滥、难民危机频发等严重问题。美国和欧洲国家出卖塞尔维亚利益,支持科索沃独立,只会引发连锁反应,危及整个欧洲安全。

2.2 预热对粘接剂性能的影响

研究数据来自徐州市城乡规划设计研究院2014年商业综合体专项规划调研数据,并根据网上数据整理和实地调研补充完善2014年到2017年新增的大型商业综合体数据。该数据涵盖了徐州市商业综合体的名称、具体地址、业态类型等属性信息。信息采集和空间分析的基础底图为徐州市行政区域规划图,用ArcGIS软件进行图像和数据处理的采用。找出商业综合体所在的空间坐标和其空间属性,从而绘出商业综合体的空间分布图。

然而,Transbond XT 和NeoBond(正畸粘接剂)在36 ℃下较20 ℃获得更高的釉质粘接强度,但加热至55 ℃时,其粘接强度反而下降

。学者们认为这是由于粘接剂的某些单体成分在高温下不仅会发生化学变性,还会过早聚合,形成污染粘接面的聚合物颗粒

,溶剂的加速挥发也会导致单体渗透不全,从而影响粘接强度。

Charisma 和DurafillVS 两种复合树脂预冷至4 ℃后,其顶部硬度显著低于23 ℃时的硬度,研究者从而认为制冷条件无法提供树脂活化所需的初始活化能,故建议冷藏的树脂材料在使用前应恢复到室温

。但其他学者发现4 ℃的复合树脂可发生聚合反应,并且预冷不会影响复合树脂的抗弯强度及光固化24 h 后的硬度

,研究还观察到预冷可降低单体的聚合收缩率,进而减小微渗漏,这是由于预冷类似于“软启动聚合”,即低温增大了复合树脂的粘度,导致聚合反应速度减慢,从而提供一个较长的预凝胶相以增加凝胶前的收缩应力,减少凝胶后收缩,进而减少收缩应力

。由于与发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)光固化灯相比,经石英钨卤素(Quart Tungsten Halogen,QTH)光固化灯照射后树脂会产生更大的聚合收缩,故研究者建议将预冷的复合树脂与LED 光固化灯联合使用,以在不影响复合材料硬度的情况下将收缩率降至最低

3 储存温度对复合树脂性能的影响

储存温度不仅会影响复合树脂的抗弯强度,还会影响其剪切模量和弯曲模量,研究发现大块树脂的剪切模量和弯曲模量随储存温度的升高而逐步下降

。由此可知,虽然不同类型复合树脂的适宜温度各不相同,但长期储存于高温下有损材料的性能,还可能会加速材料老化,故储存时应将其冷藏或保存于室温中(表2)。

尽管将粘接剂储存在冰箱中有利于材料的保存,但冷藏保存的粘接剂应在室温环境下至少放置20 min 再应用于临床,然而粘接剂反复冷藏是否会对粘接性能造成影响仍有待进一步研究。

在时间间隔k较短的时间内,在几个相邻时刻,船舶i周围最近的船舶为同一条船。假设在t1~t2时刻内,船舶i周围最近的船舶为j船,那么有

复合树脂不宜储存于37 ℃的高温环境,但对于2 ℃的低温环境,则应根据树脂所含成分、比例等决定是否适宜储存

。复合树脂在37 ℃下其抗弯强度显著降低是由于长期存储于高温环境下,树脂单体会出现基团断裂、氧化水解、结晶形成等情况,在这些情况下自由基的加成聚合受到限制,即使存在大量未反应的单体,聚合程度也会大大降低,最终只能提供有限的机械性能。

4 使用温度对复合树脂性能的影响

4.1 预冷对复合树脂性能的影响

由此可知,预热效果主要与粘接剂所含成分及含量相关,与粘接系统尚无明确关系。此外,粘接剂预热应有一定的温度限制,否则将会缩短粘接剂的使用效期,但目前粘接剂多加热至36 ~60 ℃之间,明确的温度限制需进一步研究。

4.2 预热对复合树脂性能的影响

树脂材料的流动性对修复体的使用寿命起着重要作用

。流动性不仅直接关系到其处理特性(在修复部位的放置和成型),还关系到材料表面凹陷形变的能力及单体转化的程度。复合树脂预热后,树脂单体或低聚体在热振动的作用下进一步分离,相互之间的滑动更容易

,从而使复合树脂的粘稠度降低,流动性增强

。但预热的复合树脂无法达到与流体树脂一样的流动性,因此,在临床应用中预热复合树脂不能取代流体树脂,并且不同种类树脂预热后流动性变化不同,这与树脂类型及所含成分有关

复合树脂流动性增强后,单体分子的迁移率及未反应基团的碰撞频率也随之提高,自由基转化被促进

,有助于提高转化率。Lempel 等

将光固化复合树脂加热到55 ℃,转化率提高了10%~20%,证实预热对树脂的双键转化有正向影响。此外,研究表明复合树脂经过反复预热或延长预热时间均不会影响其转化、聚合的能力

。研究也表明在相同的光照强度下,预热树脂的光照时间即使减少50%~75%,仍获得与室温复合树脂相似或更好的转化率,由此建议在应用预热树脂时可适当缩短光照时间

目前多数学者认为预热可将玻璃化反应推迟到聚合过程的后期,使复合材料在聚合过程中有较长的应力释放机会而减小收缩力,并且在高流动性、高转化率的正面影响下,复合树脂预热最终可很大程度减少收缩力的产生,有效防止微渗漏的发生。但也有部分学者认为温度升高促进了聚合过程,反应会快速到达凝胶点,单体缺乏足够的流动时间而不能起到补偿作用,树脂的聚合收缩率也随单体转化率的增加而增大,从而导致预热的作用适得其反。此外,加热可能会促进复合树脂的老化,影响修复体的寿命,因此Marcinkowska等

建议谨慎使用预热树脂。

在一定温度范围内,预热树脂并不会造成牙髓热损伤,研究发现光固化灯照射20 s 后,牙本质温度升高了5.0 ~6.8 ℃,而将68 ℃的复合树脂立即置于窝洞中,牙本质温度仅升高1.3 ℃

。然而这并不意味着树脂可以无限度加热,因为当温度高于某个极限时,树脂内的反应物会蒸发,光引发剂会降解,牙髓也会受损伤。因此,为了保护牙髓细胞,同时保证修复体的质量,临床上一般不建议将树脂加热至60 ℃以上

5 结 论

综上所述,粘接剂及复合树脂的流动性、转化率、粘接强度等性能与温度密切相关,虽然子弹、胶囊装新型树脂的出现使得材料在短期内用尽已成为可能,但是为保证材料的修复质量,适宜的储存环境和使用温度仍尤为重要。值得注意的是,目前多数实验都在体外进行,所得结论可能与实际临床应用中有所差别,并且各类材料因其成分与含量的不同而受温度的影响也有所不同。因此,不同温度下储存及使用的粘接剂、复合树脂在口腔内的应用效果仍需进一步研究。

Yu F wrote the article. Rao NQ, Lv CH, Liu B reviewed the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.

[1] Simmer FS, da Silva EM, Bezerra RDSG, et al. Bond stability of conventional adhesive system with MMP inhibitors to superficial and deep dentin[J]. J Mech Behav Biomed Mater, 2019, 100:103402.doi:10.1016/j.jmbbm.2019.103402.

[2] Maaßen M,Wille S,Kern M.Bond strength of adhesive luting systems to human dentin and their durability[J]. J Prosthet Dent,2021,125(1):182-188.doi:10.1016/j.prosdent.2019.07.012.

[3] Münchow EA, da Silva AF, Piva E, et al. Development of an antibacterial and anti-metalloproteinase dental adhesive for long-lasting resin composite restorations[J]. J Mater Chem B, 2020, 8(47):10797-10811.doi:10.1039/d0tb02058c.

[4] Sutil BGDS,Susin AH.Dentin pretreatment and adhesive temperature as affecting factors on bond strength of a universal adhesive system[J]. J Appl Oral Sci, 2017, 25(5): 533-540. doi: 10.1590/1678-7757-2016-0500.

[5] Carrilho E, Cardoso M, Marques Ferreira M, et al. 10-MDP based dental adhesives: adhesive interface characterization and adhesive stability-a systematic review[J].Materials(Basel),2019,12(5):790.doi:10.3390/ma12050790.

[6] Ozer F, Ovecoglu HS, Daneshmehr L, et al. Effect of storage temperature on the shelf life of self-adhesive resin cements[J]. J Adhes Dent,2015,17(6):545-550.doi:10.3290/j.jad.a35252.

[7] Kasraei S, Yarmohamadi E, Ranjbaran Jahromi P, et al. Effect of 940nm diode laser irradiation on microtensile bond strength of an etch and rinse adhesive (single bond 2) to dentin[J]. J Dent (Shiraz),2019,20(1):30-36.doi:10.30476/DENTJODS.2019.44560.

[8] Firouzmandi M, Khashaei S. Knoop Hardness of Self-etch adhesives applied on superficial and deep dentin[J]. J Dent (Shiraz),2020,21(1):42-47.doi:10.30476/DENTJODS.2019.77805.0.

[9] Hardan L, Bourgi R, Kharouf N, et al. Bond strength of universal adhesives to dentin: a systematic review and meta-analysis[J].Polymers(Basel),2021,13(5):814.doi:10.3390/polym13050814.

[10] Beck F,Ilie N.Antioxidants and Collagen-Crosslinking:benefit on Bond strength and clinical applicability[J].Materials(Basel), 2020,13(23):5483.doi:10.3390/ma13235483.

[11] Lee C, Kashima K, Ichikawa A, et al. Influence of hydrolysis degradation of silane coupling agents on mechanical performance of CAD/CAM resin composites:in silico multi-scale analysis[J].Dent Mater J,2020,39(5):803-807.doi:10.4012/dmj.2019-223.

[12] Golbari N, Kasraei S, Afrasiabi A, et al. Effect of diode laser (810 nm) irradiation on marginal microleakage of multi-mode adhesive resins in class V composite restorations[J]. J Lasers Med Sci,2019,10(4):275-282.doi:10.15171/jlms.2019.45.

[13] Magne P, Mori Ubaldini AL. Thermal and bioactive optimization of a unidose 3-step etch-and-rinse dentin adhesive[J]. J Prosthet Dent, 2020, 124(4): 487.e1-487.e7. doi: 10.1016/j.prosdent.2020.03.011.

[14] Bourgi R,Daood U,Bijle MN,et al.Reinforced universal adhesive by ribose crosslinker: a novel strategy in adhesive dentistry[J].Polymers(Basel),2021,13(5):704.doi:10.3390/polym13050704.

[15] Akarsu S, Buyuk SK, Kucukekenci AS. Effects of adhesive systems at different temperatures on the shear bond strength of orthodontic brackets[J]. J Dent Res Dent Clin Dent Prospects, 2019,13(2):103-108.doi:10.15171/joddd.2019.016.

[16] Camargo FSAS, González AHM, Alonso RCB, et al. Effects of polymerization mode and interaction with hydroxyapatite on the rate of pH neutralization, mechanical properties, and depth of cure in self-adhesive cements[J]. Eur J Dent, 2019, 13(2): 178-186. doi:10.1055/s-0039-1696057.

[17] Hassan MA, Zinelis S, Hersberger-Zurfluh M, et al. Creep, hardness, and elastic modulus of lingual fixed retainers adhesives[J].Materials(Basel),2019,12(4):646.doi:10.3390/ma12040646.

[18] Osternack FH, Caldas DB, Rached RN, et al. Impact of refrigeration on the surface hardness of hybrid and microfilled composite resins[J]. Braz Dent J, 2009, 20(1): 42-47. doi: 10.1590/s0103-64402009000100007.

[19] Mandava J,Vegesna DP,Ravi R,et al.Microtensile bond strength of bulk-fill restorative composites to dentin[J]. J Clin Exp Dent,2017,9(8):e1023-e1028.doi:10.4317/jced.53965.

[20] Steiner R, Edelhoff D, Stawarczyk B, et al. Effect of dentin bonding agents, various resin composites and curing modes on bond strength to human dentin[J]. Materials(Basel), 2019, 12(20): 3395.doi:10.3390/ma12203395.

[21] Osternack FH,Caldas DB,Almeida JB,et al.Effects of preheating and precooling on the hardness and shrinkage of a composite resin cured with QTH and LED[J]. Oper Dent, 2013, 38(3): E1-E8. doi:10.2341/11-411-L.

[22] Meshram P,Meshram V,Palve D,et al.Comparative evaluation of microleakage around Class V cavities restored with alkasite restorative material with and without bonding agent and flowable composite resin: an in vitro study[J]. Indian J Dent Res, 2019, 30(3):403-407.doi:10.4103/ijdr.IJDR_767_17.

[23] Almeida LN, Mendes GAM, Favarão IN, et al. Influence of preheating and post-curing on a novel fiber-reinforced composite post material[J]. Braz Oral Res, 2018, 32: e97. doi: 10.1590/1807-3107bor-2018.vol32.0097.

[24] Tomaselli LO, Oliveira DCRS, Favarão J, et al. Influence of preheating regular resin composites and flowable composites on luting ceramic veneers with different thicknesses[J]. Braz Dent J,2019,30(5):459-466.doi:10.1590/0103-6440201902513.

[25] Coelho NF,Barbon FJ,Machado RG,et al.Response of composite resins to preheating and the resulting strengthening of luted feldspar ceramic[J]. Dent Mater, 2019, 35(10): 1430 - 1438. doi:10.1016/j.dental.2019.07.021.

[26] Abdulmajeed AA,Donovan TE,Cook R,et al.Effect of preheating and fatiguing on mechanical properties of bulk-fill and conventional composite resin[J]. Oper Dent, 2020, 45(4): 387-395. doi:10.2341/19-092-L.

[27] Lempel E, Őri Z, Szalma J, et al. Effect of exposure time and preheating on the conversion degree of conventional, bulk-fill, fiber reinforced and polyacid-modified resin composites[J]. Dent Mater,2019,35(2):217-228.doi:10.1016/j.dental.2018.11.017.

[28] Yang J, Silikas N, Watts DC. Pre-heating effects on extrusion force,stickiness and packability of resin-based composite[J].Dent Mater, 2019, 35(11): 1594-1602. doi: 10.1016/j.dental.2019.08.101.

[29] Marcinkowska A,Gauza-Wlodarczyk M,Kubisz L,et al.The electrical properties and glass transition of some dental materials after temperature exposure[J]. J Mater Sci Mater Med, 2017, 28(12):186.doi:10.1007/s10856-017-5996-2.

[30] Erhardt MCG, Goulart M, Jacques RC, et al. Effect of different composite modulation protocols on the conversion andpolymerization stress profile of bulk-filled resin restorations[J]. Dent Mater,2020,36(7):829-837.doi:10.1016/j.dental.2020.03.019.

[31] Daronch M,Rueggeberg FA,Hall G,et al.Effect of composite temperature on in vitro intrapulpal temperature rise[J]. Dent Mater,2007,23(10):1283-1288.doi:10.1016/j.dental.2006.11.024.

猜你喜欢

预冷单体树脂
预防性树脂充填术治疗窝沟浅龋的疗效观察
基于ANSYS的LNG接收站典型管道预冷分析
炫酷发明
球茎茴香储藏的关键技术
被封印在树脂与木头里的风景
美国 风暴
ACS树脂的合成与性能研究
高中有机化学反应类型
高温高湿环境中不同预冷方式对赛艇运动员机能状态的影响
新型组合物理方法对凤凰水蜜桃的保鲜效果