光固化复合树脂色泽稳定性影响因素的研究进展

吴小芳 段春红

随着社会经济的飞速发展，人们的审美要求不断提高，光固化复合树脂作为一种不可或缺的修复材料，在口腔治疗中的地位越来越重要，与传统的充填材料相比，光固化复合树脂虽然具有美观逼真、粘接性能良好、易于操作等优点，但其长期色泽稳定性始终是学者们关注的问题。引起光固化复合树脂色泽改变的因素很多，如饮食中的色素、乙醇和酸性物质、医生的不当操作（如抛光、封闭、漂白和光固化程序等）以及树脂自身成分的降解及老化等，均可导致树脂颜色改变和光泽退化，影响美观。现将光固化复合树脂色泽稳定性的影响因素综述如下：

1.口腔常用的颜色及光泽度测量方法

口腔常用的颜色及光泽度测量方法有视觉比色法和仪器测量法，视觉比色法是指观测者通过主观感知来确定颜色的方法，观测者不同，感知的颜色略有差异。仪器测量法是使用仪器把材料的各项色彩指标转换成数字化信息并进行数据分析，从而确定颜色的方法。与视觉比色法相比，该方法具有客观、量化、迅速且抗干扰能力强等特点。

国际照明协会（CIE）于1976 年确定了L*a*b*为专门用于仪器测色的标准比色系统，L*、a*、b*代表3 个颜色参数，L*代表亮度坐标，从黑到白(0-100)，变量a*和b*分别是与红-绿和黄-蓝轴上的颜色相关坐标。该比色系统可以直接计算出两种色彩的色差△E，△E值越低，色差越小，△E对于评估和选择牙科材料及其临床性能至关重要，应与可感知性(PT) 和可接受性(AT) 阈值进行比较，一篇关于牙科材料色差阈值的综述显示[1]：对于PT和AT阈值的界定结论不一，但一些学者支持Eab≤1.0 为人眼不易察觉水平，1.0＜Eab＜3.3 为可接受水平，而Eab＞3.3时则出现临床上不可接受的色差，也有学者认为[2]：Eab≤1.2 为不可感知、1.2＜ΔEab≤2.7 为可接受，2.7＜ΔEab≤5.4为中度不可接受、5.4＜Eab≤8.1为明显不可接受、ΔEab＞8.1为极不可接受。

常用的光泽度测量参数是透光性参数（TP）和透光性参数变化（△TP），TP是指穿过混浊介质传播的光的相对量或穿过混浊介质在底物表面漫反射的光的相对量，与物体表面反射、内部吸收、散射、透射等相关，使用分光光度仪或色度计通过白色和黑色衬底的颜色可计算出材料的TP值。Salas M等[3]研究发现，△TP≤0.62 时，肉眼不易察，0.62＜△TP＜2.62时，为临床可接受的匹配，△TP＞2.62时，则为不可接受的匹配。

2.影响光固化复合树脂色泽稳定性的内部因素

2.1 组成 光固化复合树脂主要由基质、无机填料、光固化引发体系和其他成分组成，基质是其主体成分，它的作用是将树脂的各部分包裹粘接在一起，赋予材料一定的强度和形状，目前临床上常用的基质是甲基丙烯酸脂类，其单体多为双酚A-二甲基丙烯酸缩水甘油酯（Bis-GMA）和三甘醇二甲基丙烯酸酯（TEGDMA），近年来许多光固化复合树脂采用低黏度、大分子量的双酚A 聚氧乙烯醚双甲基丙烯酸酯（Bis-EMA）、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯（UDMA)取代部分TEGDMA；此外还有一些单体如环氧硅氧烷等，它是由硅氧烷和环氧乙烷分子反应而成的，环氧基在固化过程中经历开环聚合，聚合收缩明显小于甲基丙烯酸脂类，有利于提高修复体的边缘密合性。无机填料主要有：石英粉、气化硅石粉、含钡、锶的玻璃粉、陶瓷粉等，根据颗粒大小可分为超微填料、纳米填料及混合填料，其中混合填料又包括超细混合填料、细混合填料、微混合填料及纳米混合填料。

关于光固化复合树脂色泽稳定性与其组成成分的关系，学者们进行了大量的研究，Karaman E等[4]研究显示，基质为硅氧烷的光固化复合树脂比甲基丙烯酸脂者具有更高的抗染性，这可能与硅氧烷基树脂的疏水特性有关。但赵信义却认为[5]，疏水性硅氧烷基材料，与具有强烈亲水性的牙齿硬组织缺乏亲和力，不利于粘接，因此该材料长期的色泽稳定性仍有待验证。

光固化复合树脂中无机填料的种类及含量也会影响其美学性能，Khosravi M 等[6]比较了七种漱口水对微混合填料和纳米填料两种填料的光固化复合树脂抗染性能的影响，发现填料粒径最小的纳米填料树脂抗染性能最好，Kumar MS等[7]也得出了相似的结论，即填料颗粒越小，含量越多，内部结构越紧密，越易于抛光，抗染性能越好。杨琳等[8]研究也证实，材料的组成成分与其TP值也密切相关，填料不同，TP 值不同，混合填料光固化复合树脂TP 值最大，其次是微混合填料，纳米填料最小；微混合填料树脂的TP值接近于天然牙牙釉质，因此临床上采用单色修复方案恢复釉质较厚的唇面中、切1/3 区域时，优先考虑这种材料；而纳米填料复合树脂TP值接近牙本质，常用在唇面颈1/3 区的修复。

2.2 老化 老化是指树脂在长期使用中出现的颜色变黄、质地发脆，强度及表面光泽度下降等一系列的理化性能的改变。有研究指出[9-11]，在树脂老化过程中，水的存在对色泽变化有很大影响，树脂的吸水性可导致填料和有机基质之间的硅烷层降解、基质软化而增加易染性，基质、无机填料的种类和含量等均会影响树脂的吸水性，其中基质是主要因素。而刘畅等[12]却发现，尽管硅氧烷基树脂具有疏水性，但在水老化和热老化实验中，其颜色和透光性均变化明显，表现出较差的抗老化性能，分析原因可能是由于填料构成比的影响。Rocha RS 等[13]比较了人工老化对3 种不同填料光固化复合树脂（微混合填料、纳米混合填料、纳米填料）光泽度的影响后发现：老化对表面光泽度有负面影响，影响程度与材料和老化强度有关；微混合填料树脂在所有老化程序中光泽度均明显降低，这可能与其刚性低、抛光性差以及Bis-GMA和TEGDMA基质中的亲水基团有关；纳米填料复合树脂在热老化过程中光泽度无明显改变，这可能与其表面降解较少有关。

3.影响光固化复合树脂色泽稳定性的外部因素

3.1 医源性因素

3.1.1 抛光及封闭剂 多数学者认为[14-16]，抛光可提高树脂表面光泽度、光滑度，降低易染性。研究显示[17]，光固化复合树脂填料颗粒越小，含量越高，结构越紧密，其抛光性能也越好。此外，不同的抛光系统对其抛光效果也不尽相同，Dhananjaya KM[18]对比了Sof-Lex、Shofu超快速抛光盘和Astropol三种抛光系统对纳米混合填料光固化复合树脂的抛光效果，结果显示Sof-Lex 系统抛光后具有更好的色泽稳定性。Teo KF等[19]认为使用与光固化复合树脂同公司生产的、同系列的抛光系统，抛光效果最好。

光固化复合树脂由于光照聚合收缩，在表面可形成微裂纹而易于着色。有学者建议在树脂充填后，使用低粘度的树脂基类材料对充填体边缘进行封闭。DedeD O等[20]评估了封闭剂对四种纳米混合填料树脂粗糙度和颜色稳定性的影响，认为封闭剂可降低复合树脂的粗糙度，且与传统抛光相比，可使树脂保持更好的颜色稳定性，Rizzante FAP等[21]也得出相似的结论。但Khalaj K 等[22]将使用封闭剂的纳米填料复合树脂浸入55°C 的咖啡溶液进行热循环后，却得出相反的结论，即表面封闭剂不能有效地防止树脂着色，甚至着色率高于未封闭组，这可能是由于实验中咖啡的高温影响了材料的表面性能，使有机基质降解、封闭剂脱落而致。

3.1.2 光固化程序(光固化时间及强度) 光固化过程中光照强度及时间不足可使树脂不能充分聚合，出现化学降解，影响颜色稳定性，而导光板污染、光纤束损坏、反复消毒后光输出减少以及电池电量减少均会造成光强度不足[23]。Strazzi-Sahyon HB 等[24]分别使用光强度为1431 mW/cm2和101 mW/cm2的光固化灯，固化TPH Spectrum C3树脂后，发现光强度较低的装置固化后颜色变化更大（△E=4.3±2.2）。此外，光激活距离也是色泽稳定性的相关因素，Sayna S等[25]认为，光固化复合树脂厚度较大时，光激活可能不起作用，使聚合物转化率降低，而树脂厚度越大，光激活距离越远，其颜色变化越大。Backes CN等[26]则认为光激活距离对不同光固化复合树脂的染色敏感性无显著差异(P＞0.05)，相关结论的差异可能由于实验中使用的树脂成分不同引起的。

3.1.3 光固化复合树脂的预热 一项关于预热对光固化复合树脂性能影响的综述显示[27]，预热可增加光固化复合树脂的流动性、降低边缘微渗漏、提高单体转化率、改善机械性能，但是预热可能会导致色泽改变。关于预热对树脂色泽稳定性的影响，研究结论不尽相同，Abed KM 等[28]对Filtek P90 和Filtek Z250光固化复合树脂进行40次、最高温度达60°C的预热循环后，发现加热组的颜色变化更明显（P＜0.05）。而Mundim FM 等[29]用Calset 装置对纳米混合填料复合树脂预热至60℃后却显示，温度变化并不影响其色泽稳定性，以上两项研究结果的差异，可能是由于热循环次数及使用的树脂材料成分不同所致。尽管预热可以改善树脂的性能，但临床操作中重复的热循环也会影响光固化复合树脂的色泽稳定性，建议在临床操作中尽量避免反复加热树脂。

3.1.4 漂白剂 牙齿漂白是使用漂白剂提高牙齿美学效果的一种安全有效的治疗方法。漂白剂通常含有过氧化物(过氧化氢、过氧化脲或过硼酸钠)，它主要通过将过氧化物分解成稳定的自由基来显示漂白效果，但在漂白过程中，原有的修复材料也会因长时间暴露在漂白剂中而引起色泽改变。

与陶瓷和金属等修复材料相比，光固化复合树脂更容易发生色泽变化，这主要是由于树脂中含有有机基质，易受到漂白剂中酸性成分的影响，从而引起化学变化[30]。Kurtulmus-Yilmaz S 等[31]使用10%过氧化脲（CP）和10%过氧化氢（HP）对五种光固化复合树脂进行漂白后，样品全部出现了显着的、临床上不可接受的颜色变化（△E＞3.3），而其TP值的变化无统计学意义。但Rodrigues CS 等[32]用16%CP和35%HP对光固化复合树脂进行漂白后却发现，树脂固有颜色变化不大（△E＜1），染色敏感性降低，上述两项结果的差异可能与漂白剂浓度、漂白时间以及实验材料的不同有关，后者染色敏感性降低可能是由于一部分漂白剂残留在标本的孔隙中，导致剩余的氧气释放使树脂褪色。另有研究显示[33]，对于已着色的光固化复合树脂，漂白可以改善材料表面的一些染色效果，但却不能将颜色恢复到染色前。

3.2 饮食

3.2.1 色素 外源性着色是导致光固化复合树脂发生颜色改变的主要原因，饮食中的色素可吸附在树脂表面形成污渍和斑块，Valizadeh S 等[34]将3种光固化复合树脂分别浸入咖啡、茶、苏打水和人工唾液4种溶液中，树脂表面均出现变色，且变化程度随时间增加而增加，其中咖啡和茶叶引起的颜色变化最大。Arduous S等[35]比较了人工唾液、咖啡、可乐、茶、橙汁和红酒6种溶液对光固化复合树脂抗染性的影响，发现红酒染色能力最强(△E 最大值达52.4)，他们认为红酒的强染色力一方面与其低PH值和单宁酸成分有关，另一方面，红酒中的酒精可软化复合树脂的有机基质，使其易于着色；咖啡和茶的着色可能与所含的极性着色剂有关。有学者认为[36]，吸烟也会影响光固化复合树脂的色泽，香烟烟雾不仅可使天然牙齿严重着色，还会导致树脂固有颜色变化。

3.2.2 乙醇和pH 值 近年来，含有乙醇的各类饮品得到人们的青睐，相比其他浸泡介质，乙醇能轻易渗入复合树脂内部，促进未反应单体溶解、树脂体积膨胀，加速氧化、水解及增塑反应并降低材料的机械性能[37，38]，同时，树脂中大量未反应单体的浸出可导致其表面缺陷、粗糙度增加而易于着色。Hwang S 等[39]将光固化复合树脂样品分别浸泡在不同浓度乙醇的有色溶液中，发现乙醇含量越高，树脂的色泽变化越大。Rocha等[13]通过乙醇老化实验也得出相似的结论，证实了乙醇老化可引起树脂光泽度降低。

关于pH 值对光固化复合树脂色泽稳定性的影响，目前尚没有定论，Moon JD等[40]将光固化复合树脂浸入不同pH 值的水中，发现无论在酸性、中性还是碱性水中，树脂都没有出现色泽变化。而张炜[41]将光固化复合树脂浸泡在不同pH 值的含有色素的运动饮料中，发现pH值较低(2.67)的运动饮料更易使树脂着色，且随浸入时间增加而增加。因此可以认为溶液的pH值本身对树脂色泽无明显影响，但低pH值的溶液作用于树脂，可使其表面粗糙而易于着色。

4.小结

综上所述，影响光固化复合树脂色泽稳定性的因素很多，树脂的组成成分及自身性能是其内在因素，而医源性因素、患者的口腔环境及饮食习惯等是其外在因素。临床工作中，为了保持树脂的色泽稳定性，首先，医生应规范操作，根据充填部位选择适当的树脂，并进行合理预热、标准的光固化程序、必要的边缘封闭及抛光，在牙齿美白治疗中应选择合适的漂白剂，其次要嘱咐患者尽量减少色素污染及酸性饮料和乙醇的刺激，保持口腔卫生，并定期进行修复体维护。

近年来，虽然光固化复合树脂的生产技术不断提高，美学性能也有了很大改进，但其长期的色泽稳定性仍有待提升。本文综述的文献多为实验室研究，只是针对某些单一因素，不能完全模拟口腔真实环境，如唾液、温度、酸性物质和色素等的综合作用，因此进一步的研究应结合临床， 以评估光固化复合树脂在口腔真实环境中的长期色泽稳定性。