不同表面处理方式影响牙骨质粘接效果的研究进展*

冯杭都 陈建治

龋病是口腔常见病，为牙体硬组织在以细菌为主的多种因素作用下发生的慢性进行性破坏的感染性疾病。其中，龈下龋及根面龋好发于老年人群，据全国第四次口腔健康流行病学调查显示，我国65～74岁年龄段人群患龋率为12.8%，其中根面龋占比高达39.4%［1］。目前，临床治疗该类疾病的主要方式为复合树脂粘接修复，其粘接质量及远期稳定性与牙骨质-粘接剂间的牢固粘接密切相关［2］。牙骨质作为牙体基质，不同于根部主体牙本质［3］和近端表面牙本质，因缺少牙本质小管口［4］且含有大量的胶原纤维，易产生大量玷污层并阻碍粘接剂均匀渗透，致粘接性能处于劣势，成为不可预知的粘接表面［5］。而牙骨质作为龈下龋与根面龋中的颈部边缘，为避免微渗漏形成和细菌侵入底部牙本质［6］，其与修复体形成牢固粘接则尤为重要。因此，进一步明确牙骨质组成结构、粘接机制及增强粘接性能的处理方式成为国内外研究热点。当前，已有大量文献对牙骨质组成结构进行系统性总结，而牙骨质表面处理方式的相关研究则多停留于表面形貌改变，形成的表面形态能否明确增强牙骨质粘接性能则鲜有报道。因此，本文就牙骨质的理化特征、不同处理方法、粘接剂的选择三方面对粘接性能的影响做一综述，为后续进一步探索牙骨质表面最佳处理方式提供参考。

1.牙骨质的组织特征及对粘接的影响

牙骨质为一层覆盖在牙根面的不均匀矿化硬结缔组织［7］，其厚度达20～200 µm［8］，颈部薄，根尖部和根分叉部较厚，因终生不断形成，成层沉积，故呈层板状结构。牙骨质组成中，无机成分以羟基磷灰石为主，占干重的45%～50%，有机物和水占50%～55%，其中有机基质以胶原蛋白为主，起维持牙骨质的结构和形态并为矿化晶体提供框架作用［7］。

以往，牙骨质的分类根据有无包含牙骨质细胞被分为细胞性牙骨质和非细胞性牙骨质两大类。近年来随着牙骨质内在纤维及外在（Sharpey）纤维的发现，牙骨质依据细胞分布和纤维来源的不同进行再次分类，其中无细胞、外源性纤维牙骨质为主体，占40%～70%，其覆盖牙根颈1/3～2/3 的区域［9，10］，是根面修复的主要类型。

不同于牙釉质，牙骨质脱矿临界pH值较高，约为6.7，菌斑液pH的轻微下降都易导致牙根的硬组织脱矿和根面龋的发生［11］，Ogaard B等［12］研究发现牙根表面的缺损病变进展及矿物质流失速率高达牙釉质的2.5倍。同时由于Sharpey纤维的插入，牙骨质整体矿化程度较低，约45%～60%［7，13］，约23%为胶原蛋白为主的有机成分，远超仅含2%的胶原蛋白的牙釉质［14］，因此牙骨质硬度明显低于牙釉质。另一方面，与牙本质相比，牙骨质因较低的矿物质含量和较高的孔隙率［15，16］，使得牙骨质的脱矿深度在同等酸蚀浓度下比牙本质更深；因牙骨质结构中缺乏牙本质小管口［4］使其无法形成高质量的树脂突，且内含的粗大胶原纤维阻碍树脂单体的均匀渗透，均致其粘接强度低于牙本质［13，17］；同时粗大胶原纤维的存在易产生更多更厚具有多孔结构的玷污层，亦使牙骨质的纳米渗漏大于牙本质［13］。

2.牙骨质表面的不同预处理方式

目前，临床以机械打磨及酸蚀处理牙面后进行复合树脂充填修复为常规方法。研究发现机械打磨可在病损表面形成顽固的抗酸性玷污层，进而阻碍粘接剂扩散，不利粘接［18］。对此，学者们提出不同 的 表 面 预 处 理 方 式 如 激 光 粗 化［19，20］、柠 檬酸［21，22］、乙 二 胺 四 乙 酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）处理［23，24］，期待通过改变粘接面表面形貌的方式，增大粘接面积，促进微机械锁合结构形成及增强胶原纤维的稳定性，形成利于粘接的表面，从而进一步提高牙骨质的粘接性能，增强后期稳定性。

2.1 激光

2.1.1 Er， Cr： YSGG激光 掺饵铬钇钪镓石榴石 激 光（Er-bium， Chromium： Yttrium-Scandium-Gallium-Garnet Laser，Er， Cr： YSGG激光）是现阶段口腔科常用的一种新型水动力激光，因其2780 nm的波长与水的吸收峰值接近，故又称水激光。

与酸蚀处理不同，Er， Cr： YSGG 激光去除组织机制并非脱矿，而是蚀刻过程中通过与水气同轴输出，提供的能量被水及羟基磷灰石迅速吸收，产生微爆破，致该部位压力增大甚至超过其可承受的强度，进而切割牙体硬组织并形成无玷污层、不规则、底部胶原纤维暴露的粗糙表面。闫露等［19］发现1～5 W 不同能量的Er， Cr： YSGG 垂直照射牙根面，可有效去除牙骨质表面大部分玷污层，且根面粗糙程度随能量增加而加深。经形貌分析，低能量（1～2 W）照射区域呈现平坦的凹陷形貌，牙骨质结构完整清晰，玷污层有效去除，底部胶原基质暴露。Kimura Y 等［25］使用5 W Er， Cr： YSGG激光照射根面，电镜下呈现锋利边缘的陨石坑状缺损形貌，牙骨质出现缺损但无碳化及熔融，两者研究结果基本一致，皆证实Er， Cr： YSGG在一定范围内具有良好的安全性，且照射后可明显粗化牙骨质表面，有利牙骨质表面微机械锁合结构的形成，同时暴露的底部胶原网则利于粘接剂的渗透，有助微树脂突的形成，进而达到增强粘接强度的目的。

目前，Er， Cr： YSGG 激光照射对牙骨质表面粘接密合性的影响尚无定论。有学者认为Er，Cr： YSGG 激光可表现为积极作用。Arslan I等［26］使用自酸蚀粘接系统（Prime & Bond NT）对Ⅴ类洞进行树脂充填修复时发现，Er， Cr： YSGG激光照射形成的蜂窝状结构为牙体与修复材料的紧密结合提供良好的固位形，使其纳米渗漏相比无处理组的42.7%±5.75%降至20.5%±5.19%。当实验粘接系统采用酸蚀-冲洗系统时，多位学者进行激光、酸蚀、激光联合酸蚀的对比实验，其结论不一。Atalay C 等［27］认为酸蚀粘接前无论是否联合Er， Cr： YSGG 激光进行预处理，Ⅴ类洞颈部边缘微渗漏均无统计学差异，即Er， Cr： YSGG激光对牙体与修复体的紧密结合无促进作用。Shahabi S等［28］则发现单独使用Er， Cr： YSGG 激光而不再进行额外酸蚀的方式更利于减少Ⅴ类洞颈部边缘微渗漏。Heyder M 等［29］则持不同意见，其认为Er， Cr： YSGG 激光联合酸蚀处理可达最佳效果。就原理而言，Er， Cr： YSGG 激光通过机械处理使牙骨质表面粗化，形成宏观固位形，而酸蚀处理通过对化学脱矿使牙体组织形成微孔结构，形成微观固位形，当粘接剂未充分渗透于牙体时，留有的间隙将致微渗漏的出现。然而何种固位形更利于牙骨质表面微渗漏的的减少目前尚未得知，上述实验也因实验设备、参数设置、检测指标的不同使实验结果呈现差异，因此Er， Cr： YSGG激光对牙骨质粘接密合性的影响及机制还需进一步研究。

2.1.2 Er： YAG 激光 铒钇铝石榴石激光（Er-bium： Yttrium-Aluminum-Garnet Laser， Er： YAG激光）作是一种低强度新型激光，其具有清除根面牙结石和感染牙骨质，避免碳化或凹坑产生［30］，对邻近组织的热损伤小，尤其在伴水冷却条件下可使牙髓温度无明显升高［31］等优点。

对比Er， Cr： YSGG激光，虽两者原理与作用相似但仍存差异：Er： YAG 激光2.94 μm 的波长与水和羟磷灰石的吸收峰值更为接近，其能量更易被水分子吸收，故表现出更高效能；此外，Er：YAG 激光照射根面呈现的弹坑基底呈现不规则和尖锐的表面［32］比Er， Cr： YSGG 激光形成的层状外观的弹坑基底［19］的平坦表面更为粗糙，有助于良好固位形的形成及粘接面的增大，进而提升粘接强度，更适用于修复治疗。

当前部分学者就Er： YAG 激光对牙骨质表面粘接性能的影响进行探索。因牙骨质由薄层钙化组织和垂直嵌入于牙根长轴的胶原纤维的特殊结构组成，故其在Er： YAG 激光照射后可呈现特殊形貌，Sasaki KM 等［20］发现其表现为均匀分布、尖锐、细长的突起及不规则的草状外观形貌。Phanombualert J 等［33］探 索 不 同 能 量 密 度（3.77-7.53 J/cm2）的Er： YAG 激光对牙骨质表面的影响时亦发现类似不规则的粗糙表面形貌，且此形貌促进了牙骨质微机械锁合结构的形成，为粘接时提供了更为合适的形态学表面，使得微渗漏有效降低。González Bahillo J 等［34］则进一步对比磷酸、Er： YAG 激光、Er： YAG 激光联合磷酸三种不同处理方式，结果显示单独Er： YAG 激光处理可实现最小的微渗漏，推测原因为相比磷酸酸蚀后光滑表面提供的薄弱固位形，Er： YAG 激光处理通过消融形成的谷和峰致照射表面极粗糙且不规则，更易获得利于粘接的微固位形结构，利于粘接剂与牙骨质形成紧密粘接，减少微渗漏的发生。亦有学者［35］持相反意见，其认为Er： YAG 激光处理后产生的不规则的轮廓常伴随着孔状结构，在粘接过程中易导致微间隙的残留，从而形成更大的微渗漏，对边缘密封性产生不利影响。因此Er： YAG 激光照射形成的表面形貌对减少牙骨质微渗漏是否有利仍无定论，需进一步探索。

综上所述，目前研究对Er： YAG 激光、Er，Cr： YSGG 激光照射后牙骨质可形成无玷污层、粗糙、不规则的表面形貌予以肯定，而形貌改变对牙骨质表面微渗漏的影响仍存争议，同时缺乏粘接强度、长期稳定性的探索，因此对牙骨质粘接性能影响的研究仍缺系统性评价。

2.2 柠檬酸 柠檬酸又称枸椽酸，为包含三个羧基和一个羟基的三元羧酸，其通过羧酸与羟基磷灰石进行络合作用，生成可溶性的的柠檬酸钙盐，进而对牙体组织产生脱矿［36］，作为弱螯合剂，其对周围组织刺激较小。

早年便有学者［37］发现柠檬酸具有脱矿作用，相比无处理组，柠檬酸处理后的根面平整光滑且较为洁净，无玷污层附着，板层样牙骨质上可见酸蚀留下的直径为2～3 µm 的管样开口的孔穴，周围胶原纤维明显暴露，皆为后续粘接提供了有利条件。同时，柠檬酸脱矿作用与pH 值、作用时间、使用方式等因素密切相关，高pH值、短时间处理均不利于柠檬酸脱矿。Ding QW 等［21］使用 柠檬酸（pH2.5）处理根面30～40分钟时，牙根表面呈现丰富的纤维，形成“植被”地貌，当处理时间延长至1 小时，纤维面积可显著增加至86%。同时，擦拭法比浸泡法更利于玷污层的去除及胶原纤维的暴露，朱文婷等［22］认为30%的柠檬酸擦拭5分钟即可达最佳效果。然而就表面粗糙度而言，柠檬酸的化学处理虽有一定粗化效果，但明显弱于Er， Cr： YSGG 激光、Er： YAG 激光等机械处理通过爆破力进行组织切割而产生的不规则形态，在表面粗化上呈现一定的弱势，且其脱矿时间较长，在临床使用过程中存有一定的局限性。因此，目前相关实验仍处于表面形貌影响的研究，对牙骨质表面粘接性能影响的研究则鲜见报道。

2.3 EDTA EDTA 为有机四元酸，作为一种螯合脱钙剂，其通过络合羟基磷灰石中的Ca2+形成可溶性络合物使牙体脱矿［38］，进而暴露底部的胶原纤维的微孔支架，形成利于后续粘接剂的渗透的处理表面。此外，EDTA 最大特点为可选择性的溶解矿物质，保留胶原纤维内矿物质，正因这些起结构支撑作用的矿物质未流失，增加了有机基质的稳定性，因此受脱水的影响较少，不仅利于粘接强度的提高，并且有助于增强粘接的长期稳定性［39-41］。

同时，EDTA pH 偏中性，相比于酸性处理剂可更好地保护周围牙周组织活力，被认为是良好的根面处理剂［42］。研究［23，43］证实，对比酸性根面处理剂如盐酸四环素、枸橼酸等对根面牙骨质纤维不同程度的破坏致纤维呈现团块状且无明显空间构像，非酸性根面处理剂EDTA 使牙骨质胶原纤维得到较好保存，微孔支架的暴露，清晰的三维空间结构不仅利于粘接剂渗入且利于血凝块的黏附，为粘接性能的提升提供有利条件且有助牙周组织再生。同时，EDTA 的脱矿作用呈浓度依赖性，一定范围内浓度越高，脱矿作用越强［39］，张丰婧等［24］探讨EDTA 对根面超微结构的影响时进一步证实了此观点，其认为24%EDTA 溶液相比17%EDTA 溶液根面处理效果更佳，表现为更少的玷污层，更多利于混合层形成的三维胶原纤维得以暴露。目前国内外研究对EDTA 与牙体粘接性能的影响研究尚集中于牙釉质、牙本质表面，涉及牙骨质表面的研究鲜有报道，此空白领域有待进一步完善。

3.粘接系统的选择

临床粘接系统按酸蚀方法的不同分为酸蚀-冲洗系统、自酸蚀系统两类。前者采用较强的无机酸作为酸蚀剂，可完全去除玷污层，并将底涂剂、粘接剂渗入到脱矿的胶原网中固化形成强度较高的混合层，提供一定的固位力［13，17］，但临床中面临表面湿度难以控制及术后敏感的问题［44］，致其技术敏感性较高。后者使用较弱的有机酸，树脂渗透与牙体脱矿同期进行，避免了酸蚀-冲洗系统粘接过程可能存在的单体不能充分渗入到脱矿后的胶原纤维网的缺陷［45］，同时具有保护牙髓不受激惹，降低术后敏感等优点。

部分学者认为酸蚀-冲洗系统更适用于根面，Andermatt、Toledano 等［17，46］对颈缘1/3 牙骨质分别进行不同粘接系统处理，通过微拉伸、微剪切粘接强度检测及纳米级表面粗糙度检测发现酸蚀-冲洗系统处理后表面粗化效果明显，显著增大表面粗糙度及粘接面积，可获得最高的粘接强度。而部分研究则认为两步自酸蚀更适合根面粘接，实验［21，26］发现酸蚀-冲洗系统在颈牙骨质上虽表现为形成最厚的混合层，有利于提升粘接强度，但伴随着较多的纳米渗漏；自酸蚀粘接系统中一步-自酸蚀粘接剂虽总体呈现更少的纳米渗漏，但增加了粘接层边缘区域的纳米渗漏的发生；而二步-自酸粘接剂的自酸底漆去除了牙骨质中的部分矿物成分，使其粘接剂的功能基团单体形成强而稳定的钙盐和残留的矿物晶体，不仅表现出与牙骨质较佳的混合水平，使二步-自酸蚀法（40.78 MPa±12.6 MPa）相较于一步自酸蚀法（21.14 MPa±12.7 MPa）显示了更高的粘接强度，同时在树脂-牙骨质之间形成较少的纳米渗漏，比一步自酸蚀粘合剂更有效地保护根表面免受酸蚀脱矿［13，16］，故推测两步自酸蚀更适合根面粘接。近年来随着粘接剂的不断发展，材料性能不断提高，粘接强度不再是粘接质量的唯一考量，微渗漏、防脱矿及粘接持久性等性能均成为评价指标，从总体性能而言，两步自酸蚀粘接剂被认为更适用于根面粘接。

4.总结

综上所述，牙骨质表面作为粘接修复过程中无法忽视的粘接区域，因其粘接性能不佳，粘接修复前予以不同处理方法以提高其粘接性能尤为必要。现已证实二步法-自酸蚀粘接系统利于牙骨质粘接性能的提升，Er， Cr： YSGG 激光、Er： YAG 激光、柠檬酸及EDTA 预处理方式的运用可提供良好的粘接表面形貌，然而，此类形貌改变对粘接强度、边缘密封性及粘接持久性等粘接性能的综合性影响目前尚未明确，同时缺乏系统性的实验研究，此空白有待进一步探索。