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玻璃离子水门汀的自身因素
玻璃离子水门汀作为齿科修复材料用于固定修复或充填时,其粘接力是固位力的重要组成部分。除了被粘接材料的性质、粘接面的预备和表面处理、粘接操作、患者口腔环境等外在因素会影响玻璃离子水门汀的粘接强度,另一个影响其粘接强度的主要因素是其自身的剂型和成分。
剂 型
目前,临床上常用的玻璃离子水门汀主要分为粉液剂型和双糊剂型,其固化原理基本相同,均为酸碱反应。当粉液剂或双糊剂混合时,液剂中的酸侵蚀玻璃粉表面,玻璃粉溶出Al3 +、Ca2 + 等阳离子,此后聚丙烯酸分子链上的—— COOH 基团与Al3 +、Ca2 +等阳离子配位络合,形成交联的网状结构,并将未反应的玻璃粉结合在一起,由糊状逐渐变为凝胶而固化。崔恺等研究表明双糊剂型玻璃离子水门汀的剪切强度要高于粉液剂型,且粉液剂型固化所需要的时间较长,在未完全固化期间易受到外力干扰,导致修复体的移位,降低粘接效果。
成 分
目前在传统型玻璃离子水门汀的基础上,通过改变组成成分已衍生出多种新型玻璃离子水门汀,大致可以分为金属增强型玻璃离子水门汀、玻璃离子—— 树脂复合体、羟基磷灰石改性型玻璃离子水门汀、氧化锆加强型玻璃离子水门汀、生物活性颗粒改性型玻璃离子水门汀和纤维增强型玻璃离子水门汀,其中玻璃离子—— 树脂复合体又可分为: 树脂改性的玻璃离子和聚合酸改性的树脂。Costa 等研究发现树脂增强型玻璃离子水门汀在设定的时间段内固化达到的粘接强度显著高于传统型玻璃离子水门汀。
被粘结材料的性质
玻璃离子水门汀和被粘接材料之间粘接强度的产生有赖于两者间的相互作用。Bulbul 等通过以不同贵金属和非贵金属作为同一种粘接剂的被粘接材料测得其剪切强度具有显著不同,由此认为金属修复体的粘接效果受到材料种类和金属表面处理方法的影响。此外,目前测试牙科材料粘接性能的体外实验一般选用乳牙或恒牙,Marquezan 等实验发现Fuji LC 与乳牙牙本质之间的粘接性更强,一方面是由于乳牙牙本质对表面酸蚀处理的反应性更好,能更有效地对牙本质进行脱矿以形成表面机械扣锁; 另一方面,乳牙较高密度的牙本质小管和直径能帮助维持粘接界面适合的内在湿度和水分的渗透,利于玻璃离子的持续反应和固化完全。另外,在最新研究中有学者对传统认为龋坏影响牙本质与玻璃离子水门汀粘接的结论提出质疑,Alves 等利用3 种玻璃离子水门汀测试结果说明粘接效果不会受龋坏牙本质的影响,因为龋齿的管间牙本质有较多空隙,利于酸蚀剂渗入,以此弥补部分牙本质小管由于脱矿而造成的管腔堵塞。
粘结面的预备和表面处理
牙体预备的方法
目前牙体预备的方法主要有激光预备和传统高速手机预备两种方法。普遍认为高速手机等旋转切割工具在预备牙体硬组织时,会在牙体表面残余一些微小的碎片,即玷污层,导致牙本质小管闭塞,降低牙体组织面的粘接效果。激光预备可高效切割牙体组织,且不会造成玷污层,提供一个清洁的、牙本质小管开放的表面,该表面十分粗糙,留有不规则、弹坑状的凹陷,类似于经酸蚀处理后得到的表面,更利于形成化学和机械粘接。Ekworapoj 等研究指出水激光预备牙本质并结合表面处理剂能显著增强玻璃离子水门汀与牙本质的粘接强度,一方面是没有玷污层,另一方面,激光切割牙体组织时的产热效应,会引起胶原纤维内水分丢失,进一步减少牙本质基底面的亲水性,使得玻璃离子水门汀等疏水性聚合材料的基质能更好地渗入经激光制备后的低亲水性牙本质内。另外,许多学者也比较了经激光和传统高速手机预备的牙体硬组织与玻璃离子水门汀粘接后的微渗漏情况,发现激光预备方法不会增加微渗漏的风险。
牙体的表面处理
酸蚀作为齿科粘接技术中最为常用的表面预处理方法,对牙体硬组织的粘接效果也具有重要意义。现在较多学者主张对牙体表面进行预处理以进一步提高粘接效果,临床上较多采用的酸蚀剂是磷酸或聚丙烯酸水溶液,通过调整酸蚀剂的浓度和酸蚀时间来获得最理想的牙体硬组织表面处理。
Zhang 等指出通过聚丙烯酸预处理牙本质面,能够有效清除玷污层,使得胶原纤维暴露和牙本质小管开放,有利于更多的树脂单体渗透到下层的牙本质中去; 同时酸蚀能够提高表面积和孔隙率,并且调节牙本质表面适合的湿度,以此建立水门汀与牙本质基质之间的一个交互扩散区域,利于渗透,待凝固后相互镶嵌,达到化学粘接和微机械嵌合的双重作用。
修复体表面处理
以往研究证明金属的表面处理在粘接过程中起到重要作用,可以引起化学变化或改变金属表面纹理结构和面积,以此增加金属和粘接剂之间的机械—— 化学结合; 而金属与粘接剂粘接失败的主要原因之一是对金属表面进行不合理的处理。目前,临床上对修复体进行表面处理的方法有很多,如砂纸打磨、喷砂、酸洗、磷化等,其中喷砂应用最为广泛。Arici 等认为该技术能彻底清除覆盖在金属修复体表面的一层不利于粘接的氧化膜和污染层,并且通过增加表面粗糙度在很大程度上提高修复体的表面能和表面粘接面积; 同时也强调在操作过程中要严格控制喷砂的时间以及微粒的大小,因为在对正畸金属支架与树脂改性玻璃离子水门汀的粘接性能实验中发现大颗粒的氧化铝粉末或者喷砂时间较长都会对粘接强度起到副作用,这是由于金属支架的网状基底发生变形。
粘结操作
调拌器械
目前,临床上对玻璃离子水门汀的调拌器械没有统一要求,关于调拌器械的种类是否会影响玻璃离子水门汀的粘接强度方面的研究也甚少。玻璃离子水门汀生产商建议选用特定的调拌刀和调拌纸,因为金属调拌刀会改变玻璃离子的颜色,且长期与玻璃板摩擦可能会把玻璃板中的成分带进玻璃离子,从而引起材料性能的改变。另一方面,有研究亦指出采用不同器械调拌水门汀制备得到的试件,其所测得的剪切强度存在显著性差异,其中经金属调拌刀调制后得到的玻璃离子水门汀,较之经塑料调刀调制,因其可能未能与牙本质发生有效的化学结合,所获得的粘接效果不甚理想,在剪切强度实验中倾向于发生界面破坏。
02
粉液比
玻璃离子水门汀的粉液比对其固化反应产生直接的影响。若增大粉液比,液体中的—— COOH 不足以与所有玻璃粉中的Al +、Ca2 + 等阳离子结合,减弱了反应形成的离子键大小,因此降低了粘接剂与牙本质之间的化学结合; 若粉液比减小,液体中多余的—— COOH 大量游离出来,使粘接剂的pH 值减小,也会影响形成共价键的大小,从而降低粘接效果。叶慧铭等研究表明调拌过稀的玻璃离子水门汀易发生水解并产生微渗漏,导致冠脱落,增加修复体失败率,同时也强调应该严格根据玻璃离子水门汀生产商提供的粉液比进行调拌,通过控制良好的稀稠度来达到较为理想的粘接效果。
光固化灯类型
光固化树脂加强型玻璃离子水门汀因其良好的粘接性能和固化时间的可控性等优点被应用于正畸托槽的直接粘接技术中。以往研究证明光照时间、光源距离对光固化玻璃离子水门汀的粘接强度都具有显著影响,延长光照时间和适合的光源距离意味着光照作用越强,固化反应越完全,更多的树脂单体被转变为聚合物,从而水门汀的粘接强度也得到提高。近年来,改进光固化灯成为了提高光固化型玻璃离子水门汀粘接强度的热门途径,按照不同光强、波长、发热量、光源寿命等可分为卤光灯、发光二极管灯、等离子弧光灯及氩激光灯。
Fahmy 等认为临床上使用的光固化材料,其固化过程有赖于他们所暴露于光源的强度和质量,因此建议采用高强度光源作为固化灯,如发光二极管灯、氩激光灯,这不仅有利于提高固化深度和材料的物理性能,同时也能节省更多的临床操作时间。
加压时间
临床上做固定修复时,常用玻璃离子水门汀进行修复体与牙体之间的粘接,此后立即加压使修复体完全就位,加压的时间对玻璃离子水门汀的粘接强度也有一定影响。目前关于每一种粘接材料达到其最大即刻粘接强度所需要的加压时间仍无明确的数据支持,刘华英等研究表明玻璃离子水门汀的粘接强度随加压时间延长逐渐增大,加压至25 min时粘接强度最大。这是由于随着加压时间延长,玻璃离子共聚物能更好地渗入到牙本质小管中,增加机械结合力; 同时,玻璃离子中的羧酸盐基团也能与牙本质中的羟基磷灰石发生更有效的结合,加强了水门汀与牙本质的化学粘固力。
患者口腔环境
玻璃离子水门汀作为齿科粘接材料,在临床治疗完成后将长期处于患者的口腔环境中,因此患者的牙合力大小、唾液成分、温度等因素都会对玻璃离子水门汀的粘接强度和稳定性产生一定影响。传统采用ISO/TRl0271 标准的人工唾液浸泡模拟口腔老化环境来测试粘接材料的性能,但近年来通过在人工唾液的基础上引入口腔常见的菌种,以求更加逼真地模拟口腔实际环境。
以往研究证明随着在水或人工唾液中浸泡时间的增长,各类粘接剂的粘接强度均有下降,其原因主要有两个方面: 一方面是由于试件长期浸泡在液体环境中,水吸收作用引起玻璃离子水门汀的体积膨胀,因而粘接界面相应地发生尺寸变化,在内部产生不良的应力而造成粘接效果的下降; 另一方面是由于水不断侵蚀玻璃离子水门汀表面,引起其成分水解,使得玻璃离子内部网状交联结构的破坏,继而粘接界面处水分开始渗入,产生微渗漏,这种恶性循环使得粘接界面的物理性能不断被减弱。王俊成等 在改良人工唾液浸泡实验中则认为水和细菌的存在可能会协同加速粘接界面的老化,这是由于口腔内的细菌在代谢过程中产酸并释放一些酶类物质,它们可能对玻璃离子水门汀中的某些成分有一定的水解作用。
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