提高口腔粘接剂渗透作用的研究进展

马雪婷 吕长海 刘波

[摘要]随着口腔粘接技术的发展，牙本质粘接系统在简化操作的基础上，相关性能不断提高，临床运用越来越广泛，是目前研究的热点。牙本质粘接主要是基于混合层（Hybrid layer）和树脂突（Resin tag）的结构基础上，粘接剂能否有效渗入牙本质胶原纤维网中，并与残留的羟基磷灰石融合形成完全的聚合反应，稳定的混合层是实现高质量粘接的关键。本文对如何改善粘接剂渗透作用的研究作一综述，为临床粘接剂的应用提供参考。

[关键词]牙本质;混合层;粘接强度;渗透作用

[中图分类号]R781.1    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455（2022）06-0178-04

Research Progress on Improving the Permeation of Oral Adhesive

MA Xueting，LYU Changhai， LIU Bo

（Department of Stomatology， Stomatological Hospital Affiliated to Kunming Medical University， Kunming 650106， Yunnan， China）

Abstract： With the development of oral adhesive technology， the dentin adhesive system has been widely used in clinical practice and its related performance has been improved on the basis of simplified operation.Dentin bonding is mainly based on the hybrid layer and resin tag structure. Whether the adhesive can effectively penetrate into the collagen fiber network of dentin and fuse with the residual hydroxyapatite to form a fully polymerized and stable mixed layer is the key to obtain high-quality bonding.This article reviews the research on how to improve the penetration of adhesives and provides reference for the clinical application of adhesives.

Key words： dentin; hybrid layer; bond strength; permeation

隨着“微创”理念的深入，以及对美观要求的提升，复合树脂因其具有优良的物理机械性能，色泽美观、操作方便等优点而广泛用于牙体缺损的修复治疗。复合树脂充填体的固位，主要通过牙本质粘接系统完成，该系统在修复材料和牙齿组织之间产生牢固而有效的粘合，修复效果与粘接系统的性能密切相关。光固化复合树脂及粘接剂是在固化过程中，由可流动的糊剂凝固成密度更大的固体，会出现一定的聚合收缩，当收缩应力大于界面结合力时，界面破坏产生微小裂隙，出现边缘微渗漏，导致复合树脂充填失败[1]。因此，临床充填修复的成败与牙本质粘接效果密切相关。

1  牙本质粘接剂的作用机理

1955年，Buonocore将酸蚀技术引入牙釉质粘接，奠定了现代口腔粘接学的基础[2]。但临床上的粘接操作面多数是由牙釉质和牙本质共同组成，且牙本质粘接面积往往远大于釉质。与牙釉质相比，牙本质在化学组成上含更多的水和有机物，牙本质小管内含牙本质液，且与髓腔相通，被切割后牙本质液外溢使操作面处于湿润状态，牙本质酸蚀后会因胶原纤维失去矿物质而塌陷[3]。所以，牙本质粘接是目前研究的一大难题。

研究表明，牙本质粘接是建立在粘接界面形成的混合层和树脂突结构基础上的[4]，混合层是未固化的树脂粘接剂扩散到暴露的胶原纤维支架中，其内既有牙本质的胶原纤维网状结构，又有渗入的粘接剂成分，这些结构互相渗透，形成微机械锁结[5]。树脂与牙本质形成粘接时，混合层是最有效的机械固位方式[6]。

2  影响牙本质粘接的主要因素

研究发现，当修复体与牙本质间的粘接界面密合度不佳时，会存在微小通道，即微渗漏和纳米渗漏。水分及细菌代谢产物等可由此作用于牙本质，引起混合层的降解，导致粘接强度下降。造成粘接界面密合性不佳的主要原因有：粘接剂的不完全渗透、混合层中胶原蛋白的水解、牙本质粘接剂溶剂的残留、牙本质胶原纤维间蛋白聚糖水凝胶的作用以及其他咬合力因素等[7]。其中，混合层中胶原基质的水解是主要原因，而缺乏粘接剂保护的胶原纤维更易发生水解。若粘接剂完全渗透到脱矿牙本质基质中，形成高质量的混合层，就能有效防止微渗漏的发生，保证粘接界面的完整性，提高粘接强度。若粘接剂渗透不充分，粘接界面容易产生裂隙，水和微生物可以渗透，使胶原纤维降解，粘接强度下降。

不同部位的牙本质小管，其密度、直径不同，对牙本质粘接影响明显[5]。随着“微创治疗”理念的深入，临床上的粘接基底多由正常牙本质和龋坏内层脱矿牙本质共同构成。脱矿牙本质表面矿化程度较高，牙本质小管中大量矿物盐沉积，酸蚀的过程不能使堵塞的牙本质小管有效开放，阻碍了粘接剂的渗透，不易形成树脂突[8]。与正常牙本质相比，脱矿牙本质形成的混合层较厚、多孔疏松、树脂突较少、无侧枝、胶原纤维和混合层强度均较弱，粘接强度明显降低[9]。所以，如何有效提升粘接剂渗透功能，对牙本质粘接意义重大，目前的研究主要从材料本身的改进以及材料使用过程的改良来进行。

3  改善牙本质粘接剂渗透作用

3.1 改进粘接剂的成分

3.1.1 有机溶剂的运用：1991年，Kancal[10]对AI-Bond粘接系统研究时发现，在润湿的牙本质表面会产生更好的粘接效果，明显增强了牙本质即刻粘接强度[11-12]，由此提出了牙本质“湿粘接”的概念。但牙本质残存水量过高也会导致粘接强度和粘接耐久性降低。为保持牙本质界面良好润湿度的同时减少残存水量，丙酮、乙醇等有机溶剂被运用到粘接剂中。溶剂在固化前挥发，减少了牙本质小管内及粘接界面表面的水分残留，引导粘接基质充分渗透。丙酮挥发性较强，有效清除水分的同时，提高了渗透作用[13]。但在有效期内多次使用后，剩余粘接剂内溶剂因挥发浓度下降，对粘接界面的渗透性减弱，最终影响到粘接强度。乙醇基粘接剂效前挥发较丙酮基粘接剂少，在有效带走多余水分的同时，仍能保持相对稳定的粘接性能，所以，乙醇基粘接剂在目前粘接系统中运用广泛，取得了较好的粘接效果[14]。

3.1.2 亲水性单体的运用：混合层牙本质基质为亲水性，而粘接剂基本成分是疏水性的，因此，牙本质基质与粘接剂单体之间是不相容的。为了帮助疏水组分的渗透，获得良好的粘接效果，甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）等亲水性单体常用在粘接剂中[15]。HEMA的一个优点是在室温下使用可见光照射，可以在10～20 s内实现高转化率。然而，甲基丙烯酸酯基粘接剂中的酯键本质上易于水解，在低pH值和高温下水解会加速。酯键水解导致粘接剂降解和复合材料/牙齿界面密闭性下降。且Bis-GMA/HEMA系统在无水条件下比较稳定，接触水后，亲水组分和疏水组分会发生分离，使粘接界面破坏。因此，如何提高粘接剂的稳定性还需进一步研究。

3.1.3 多功能单体及新型填料的运用：为提高粘接剂的稳定性，有学者对粘接剂Bis-GMA/HEMA系统进行改性，增强稳定性的同时也部分取代了疏水组分。比如：改用甲硅烷基官能化的甲基丙烯酸酯（BiSCMa）和平衡的两性氨基硅烷官能化的甲基丙烯酸酯（ASMA）作为多功能单体，既作为引发剂又作为交联剂，同时还能提高粘接剂抵抗水解的能力，有很好的运用前景[16-17]。疏水性组分在固化后主要对粘接剂的机械强度起作用，为了保持高渗透性，树脂粘接剂通常不含有无机填料，在口腔功能运动过程中，由于没有良好的机械性能，容易发生蠕变或循环疲劳，从而导致粘接修复的失败。为提高粘接剂的稳定性，有学者将纳米填料加入到粘接剂中，起到一定的纳米增强作用，可有效减少边缘微渗漏和内应力[18]。目前，二氧化硅是粘接剂中最常用的无机填料之一，但其是亲水性的，与疏水性树脂间的亲和力受到一定限制。因此，有研究在粘接剂中加入新型填料（如：硅烷偶联化的二氧化硅、氮化硼等）[19-20]，通过使用硅烷偶联剂进行表面处理，填料与疏水性组分之间的相互作用得以改善，从而促进粘接剂疏水成分的有效渗透，并增加了其表面的矿物沉积，增强了树脂-牙本质界面的稳定性。

3.2 临床操作方法改进

3.2.1 不同酸蚀体系的选择：目前，牙本质粘接系统分为酸蚀-冲洗型和自酸蚀型。酸蚀-冲洗型粘接系统用磷酸同时处理牙釉质和牙本质，玷污层被完全去除，小管周围和管间牙本质的矿化组织被酸性作用溶解，增加了微机械固位。但研究发现[21]，粘接剂在渗透过程中不能够完全进入至脱矿全层，暴露的牙本质胶原纤维网不能完全封闭。自酸蚀粘接系统对牙本质同时进行脱矿和渗透，由于牙本质小管液流动的因素，单体和水的替换受到影响，牙本质的脱矿深度和粘接剂的渗入深度往往不一致[22]。所以，无论是酸蚀-冲洗型还是自酸蚀型粘接系统，粘接界面都会出现老化，导致粘接强度下降[23]。经典的三步法酸蚀-冲洗型粘接系统至今仍被认为是牙本质粘接系统的金标准，其次是两步自酸蚀粘接剂，一步法自酸蚀粘接剂持久性最低，但由于其操作时间短和低技术敏感性，可能具有最佳的未来前景[24]。

3.2.2 酸蚀剂浓度及酸蚀时间选择：酸蚀剂的浓度高低对牙本质的脱矿深度有一定影响，决定了粘接剂能否渗入脱矿全层。较高浓度的酸蚀剂，使牙本质脱矿过深，导致深层的胶原纤维不能被粘接单体所包裹;而使用低浓度的酸蚀剂可能存在牙本质脱矿深度不够，从而影响牙本质粘接强度。在临床上，推荐使用30%～40%的磷酸进行酸蚀，以获得最佳粘接效果。

酸蚀时间的不同，对牙本质粘接的强度和持久性影响很大。通常认为，酸蚀时间过短，牙本质表面不能够充分脱矿，而延长酸蚀时间，牙本质脱矿深度增加，粘接剂不能渗入牙本质脱矿全层，使界面破坏。研究证明，粘接剂在酸蚀15 s后，便取得了较高的牙本质粘接强度[25]。酸蚀时间也受牙齿矿化程度、酸蚀剂种类等影响，有研究表明，氟斑牙的釉质矿化不良影响酸蚀效果，适当延长酸蚀时间可提高粘接强度。而乳牙的矿化程度低，与恒牙相比，乳牙在同等酸蚀时间下脱矿深度较深，所以，过长时间的酸蚀会影响乳牙牙本质的粘效果[26]。

3.2.3 乙醇“湿粘接”：Pashley等提出了乙醇“湿粘接”技术，即运用乙醇預处理牙本质表面，通过挥发作用置换出水分，破坏胶原纤维间的蛋白聚糖水凝胶，形成疏水性的粘接界面，使疏水性粘接剂更易于渗入混合层中，与胶原纤维包裹在一起，减少基质金属蛋白酶（Matrix metalloproteinase，MMPs）的产生，从而提高粘接强度和耐久性[12，27]。目前大量研究[28-29]显示，应用乙醇“湿粘接”技术可提高树脂牙本质的粘接强度，魏裕等[30]研究发现梯度乙醇预处理牙本质表面可补偿粘接剂效前挥发效应，丙酮基和乙醇/水基粘接剂两种不同溶剂的粘接剂获得的粘接强度均较水湿粘接条件下明显提高。

3.2.4 增加涂布次数：有学者提出，自酸蚀粘接剂由于酸蚀作用降低，可通过增加粘接剂的涂布次数增强酸蚀作用，形成稳定的混合层，增加抗水解能力，提高粘接强度[31]。但也有人持相反态度。Fujiwara S等[32]实验发现，通用型和一步法自酸蚀粘接剂，在涂布2次后所取得的粘接强度高于涂布1次的，但对于两步法自酸蚀粘接剂，涂布1次的粘接效果最佳。另一研究发现，第5代全酸蚀粘接剂和第6、7代自酸蚀粘接剂，涂布次数如超过3次，粘接强度均会降低[33]。

3.2.5 气枪加压吹拂：陈吉华等[34]学者尝试通过物理方法来增加粘接剂的渗透性，认为通过气枪加压吹拂，能促进粘接剂的有效渗透，从而减少牙本质粘接界面纳米渗漏的发生，提高牙本质粘接的强度与耐久性。刘龚等[35]研究与其一致，但其认为强吹可能会导致粘接剂层过薄，影响到树脂与牙本质之间的粘接，在一定程度上会降低界面封闭性，涂布一层粘接剂强吹，再涂布一层粘接剂轻吹的方法在粘接强度与耐久性方面可能有优势。然而，这种方法临床操作复杂、技术敏感性高，长期稳定性有待进一步评估。

3.2.6 改进光固化方式：光固化灯是影响聚合效率的主要因素之一，临床中，使用光源的种类、光照的强度和方向、光照时间、光照距离等均会对单体转化产生影响，从而影响树脂与粘接系统的固化效果[36]。目前，发光二极管（Light emitting diode，LED）固化灯因其发射光的波长在470 nm附近，是光固化树脂凝固的敏感波长，在临床使用率极高。传统观点认为，具有较高强光的光固化灯对提高单体转化率具有重要意义，单体转化率越高，力学性能越好，但使用强光源照射时，单体会在短时间内急剧转化，产生较大的聚合收缩力，从而影响粘接材料与牙体组织的边缘密合性[37]。目前研究发现，软启动聚合（Soft-start polymerization）通过改变光照强度，能改善光固化复合树脂的边缘强度和力学性能。同时，光强在空气中随照射距离的增加而呈指数衰减，因此，为保证充分固化，必须尽量减少光照距离以及保证足够的光照时间。

虽然光固化灯的性能不断改善，但在临床使用中，受投照角度、投照距离及投照时间等影响较大，操作中技术敏感较强，且相应的应用指导或准则并不完善。因此，优化光固化灯的性能是未来的发展趋势。

3.3 其他：有研究发现，通过应用电流辅助仪（Electro Bond; Seti， Rome， Italy）来辅助涂布粘接剂，通过提高牙本质与粘接剂之间的电势差，改善树脂单体对牙本质的渗透性，减少粘接界面的纳米渗漏，提高粘接强度[38-39]。

牙本质粘接界面强度与混合层的质量密切相关，如何提高混合层的质量是关键[2，5]。牙本质粘接剂能否有效渗入牙本质胶原纤维网内，形成稳定的混合层，对取得即刻良好的粘接效果，以及与牙本质粘接的耐久性密切相关。混合层降解、水吸收、树脂水解及胶原纤维网塌陷等问题造成粘接界面老化，影响了长期粘接效果[40]。通过对粘接剂渗透作用的研究，可有效提高混合层质量，达到较好的粘接效果，为临床粘接剂的应用提供参考，能最大程度地保存健康的牙体组织，提高修复体与牙体硬组织的粘接强度，延长修复体的寿命。

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[收稿日期]2020-11-24

本文引用格式：马雪婷，吕长海，刘波.提高口腔粘接劑渗透作用的研究进展[J].中国美容医学，2022，31（6）：178-181.