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將支架粘接到復(fù)合樹脂修復(fù)體上時(shí)，是否應(yīng)使用硅烷偶聯(lián)劑？

這項(xiàng)體外研究的目的是確定一種安全有效的方法，用于將托架粘結(jié)到樹脂復(fù)合材料 (RC)，使托架能夠承受剪切力，并在移除托架時(shí)不會(huì)對(duì)美觀的修復(fù)體表面造成損害。我們比較了 60 個(gè)托槽與硅烷化和非硅烷化 RC 表面的剪切粘接強(qiáng)度（SBS）。使用含有 Bis-GMA 的正畸粘合劑系統(tǒng)將不銹鋼上側(cè)切牙托槽粘結(jié)到 60 個(gè)復(fù)合材料圓盤上，其中一半的圓盤表面經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理。使用 Instron 萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行 SBS 測(cè)試。剝離后，在體視顯微鏡下檢查托槽底座和相應(yīng)的 RC 盤，并使用粘合劑殘留指數(shù) (ARI) 進(jìn)行分析。

非參數(shù)檢驗(yàn)（Mann-Whitney U）表明兩組之間存在顯著差異（P < 0.009）。硅烷化組的粘接強(qiáng)度較低，這意味著硅烷劑可能是一個(gè)不必要的步驟。不過，兩組的平均 SBS 值在臨床上都是可以接受的[硅烷化組 = 13.1 兆帕 (Mpa)，非硅烷化組 = 19.4 兆帕]。兩組的粘接失敗都發(fā)生在托槽與粘接界面處。在將金屬正畸托槽粘接到填充 RC 時(shí)，使用硅烷偶聯(lián)劑似乎沒有什么優(yōu)勢(shì)。

簡(jiǎn)介

將正畸附著體粘結(jié)到樹脂復(fù)合材料 (RC) 上已成為一種常見的程序，尤其是因?yàn)槌赡耆苏颊颊叩暮艽笠徊糠郑℅ottlieb 等人，1991 年；Salonen 等人，1992 年；Nattrass 和 Sandy，1995 年；Roeters，2001 年；Lilja-Karlander 等人，2003 年；Mizrahi，2004 年）。許多研究表明，一旦 RC 受到污染、拋光、實(shí)驗(yàn)室加工或老化，RC 與該表面的結(jié)合強(qiáng)度就會(huì)大大降低（Boyer 等人，1984 年；Dhuru 和 Lloyd，1986 年；Kao 等人，1988 年；Chiba 等人，1989 年；Crumpler 等人，1989 年；Roeters，2001 年；Mizrahi，2004 年）。為了最大限度地提高兩個(gè) RC 之間的粘接強(qiáng)度或增加復(fù)合材料的修復(fù)強(qiáng)度，文獻(xiàn)中報(bào)道了許多技術(shù)，如酸蝕處理、微蝕和使用化學(xué)（硅烷）劑（Livaditis 和 Thompson，1982 年；Newman 等人，1984 年，1995 年；Livaditis，1986 年）。

在牙科中，硅烷通常用于促進(jìn)不同材料之間的粘合，因此被廣泛推薦使用。硅烷偶聯(lián)劑通常用于牙科修復(fù)中的烤瓷修復(fù)（Kupiec 等人，1996 年），最近還用于間接 RC 的表面處理，以在粘結(jié)劑和固化 RC 之間形成持久的粘結(jié)（Tam 和 McComb，1991 年；Swift 等人，1992 年；DeSchepper 等人，1993 年；Stokes 等人，1993 年；Tate 等人，1993 年；Hummel 等人，1997 年；Yoshida 等人，2001 年）。然而，與牙科修復(fù)不同的是，牙齒矯正中的持久粘接并不是永久性的。相反，與表面（如 RC 修復(fù)體）的最佳粘結(jié)力應(yīng)該允許正畸治療而不會(huì)出現(xiàn)粘結(jié)失敗，但也不應(yīng)該在脫粘后危及美觀修復(fù)體的完整性（Newman 等人，1995 年）。有人認(rèn)為 6-10 兆帕斯卡（MPa）的粘接強(qiáng)度足以滿足正畸粘接的要求（Gillis 和 Redlich，1998 年）。

許多研究表明，無論是否噴砂，在陶瓷表面使用硅烷劑都能產(chǎn)生更高的粘接強(qiáng)度（Newman 等人，1984 年；Wood 等人，1986 年；Major 等人，1995 年；Gillis 和 Redlich，1998 年；Schmage 等人，2003 年；Ozcan 等人，2004 年）。硅烷的雙重反應(yīng)性被激活，即硅烷偶聯(lián)劑分子一端的可水解基團(tuán)與無機(jī)牙瓷發(fā)生反應(yīng)，另一端的有機(jī)官能團(tuán)與樹脂發(fā)生反應(yīng)并增強(qiáng)粘附性（Newman 等人，1995 年；Ajlouni 等人，2005 年）。

在大多數(shù)情況下，將托槽粘結(jié)在舊的復(fù)合樹脂修復(fù)體新的、粗糙的表面上似乎在臨床上是成功的。然而，一些作者建議也使用中間底漆，即使粘接不是像粘接瓷那樣在兩種不同的材料之間進(jìn)行（Zachrisson 和 Buyukyilmaz，2005 年）。在這種情況下，是否需要在粘接正畸托槽之前使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行 RC 預(yù)處理，目前還不清楚。Newman 等人（1995 年）發(fā)現(xiàn)，使用或不使用硅烷偶聯(lián)劑粘接的正畸托槽與美觀修復(fù)體（RC）的剪切粘接強(qiáng)度（SBS）沒有明顯差異。另一方面，Schwartz 等人（1990 年）報(bào)告說，與使用非混合粘合劑（Contacto）相比，使用硅烷（Scotch prime）或牙本質(zhì)粘合劑（Scotch bond-2）粘結(jié)不銹鋼托槽與 RC（Silux plus）時(shí)，平均拉伸粘結(jié)強(qiáng)度更大。

由于文獻(xiàn)中發(fā)表的研究數(shù)量有限，而且在這種情況下使用硅烷耦合劑的臨床經(jīng)驗(yàn)并不令人鼓舞，因此我們進(jìn)行了一項(xiàng)調(diào)查，以評(píng)估在 RC 表面使用硅烷耦合劑時(shí)不銹鋼托架的 SBS 情況，并確定粘接失敗的模式。零假設(shè)是，耦合劑將加強(qiáng)托架與修復(fù)的 RC 表面之間的粘結(jié)力

材料和方法

使用塑料模具制備 60 個(gè)直徑為 6 毫米、厚度為 4 毫米的牙盤。將由甲基丙烯酸二甲酯聚氨酯-甲基丙烯酸雙酚乙二醇酯組成的微填充光固化不透射線 RC（Heliomolar，Vivadent，Lichtenstein）分 2 毫米層注入塑料模具，并通過光固化裝置（Carlo de Giorgi，意大利米蘭）進(jìn)行固化，每層固化 20 秒。以 2 毫米為單位，樹脂表面和深度的聚合度相同（Yearn，1985 年；Wang 和 Meng，1992 年）。

將 RC 盤插入冷固化丙烯酸圓筒中，用碳化硅研磨至 800 目，直到露出平整的表面。試樣在自來水中存放一周。然后用 37% 的磷酸蝕刻表面 30 秒鐘，再用水沖洗并用無油空氣吹干。用硬幣法將試樣隨機(jī)分為兩組，每組 30 個(gè)。

第一組將硅烷溶液（3M Espe，美國(guó)明尼蘇達(dá)州圣保羅市）涂抹在支架表面，并按照生產(chǎn)商的說明讓其干燥。在支架表面涂上粘合劑（Resilience，Confidental Products Co. 將圓盤放在樣本圓柱體上，用去垢器去除多余的復(fù)合材料，讓復(fù)合材料通過光固化聚合，然后在自來水中存放一周。

第二組不使用硅烷，支架使用彈性粘合劑粘接，樣品在自來水中存放一周。

剪切粘接測(cè)試使用 Instron 萬能試驗(yàn)機(jī)（型號(hào) 1195，Instron 公司，美國(guó)馬薩諸塞州坎頓）進(jìn)行，十字頭速度為 0.5 毫米/分鐘，載荷傳感器為 100 千克力。剪切力垂直施加在支架和 RC 接口上。以牛頓為單位記錄剪切支架所需的力，并通過將力與支架表面的橫截面積相除，以兆帕斯卡（Mpa）為單位計(jì)算粘接強(qiáng)度。托槽表面積是用體視顯微鏡測(cè)量的，與生產(chǎn)商提供的數(shù)據(jù)一致（8.4 平方毫米側(cè)墊，標(biāo)準(zhǔn)邊緣，槽尺寸 0.018 × 0.022 英寸，美國(guó)加利福尼亞州蒙羅維亞美國(guó)正畸公司）。

結(jié)果采用非參數(shù)法（曼-惠特尼 U 檢驗(yàn)）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

剝離后，在體視顯微鏡（SZX-IL B 200 型，奧林巴斯光學(xué)公司，日本東京）下以 ×20 倍的放大率檢查支架底座和相應(yīng)的 RC 盤。在此過程中，可使用粘合劑殘留指數(shù)（ARI；?rtun 和 Bergland，1984 年）確定粘合失效部位。

為了評(píng)估殘留在 RC 和支架表面的粘合劑量，對(duì)試樣采用了 ARI（?rtun 和 Bergland，1984 年）。評(píng)分從 0 到 3。

結(jié)果

含硅烷偶聯(lián)劑和不含硅烷偶聯(lián)劑的平均 SBS 分別為 13.1 ± 2.7 MPa 和 19.4 ± 8.6 MPa（表 1）。

表 1

硅烷化組和非硅烷化組的剪切粘接強(qiáng)度值（兆帕）。

組別平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)偏差最小值 - 最大值中值

硅烷化 13.1 ± 2.7 8.91 - 18.45 15.47

非硅烷化 19.4 ± 8.6 8.33 - 34.52 13.09

Mann-Whitney U 檢驗(yàn)表明，兩組的平均粘接強(qiáng)度存在顯著差異（P < 0.05），與非硅烷化 RC 表面粘接的支架的 SBS 明顯高于硅烷化 RC 表面。

表 2 顯示了粘接失敗的部位。大部分粘接失效都發(fā)生在粘合劑-托架界面的結(jié)合處和粘合劑-托架界面處，即粘合劑失效并殘留在托架和 RC 上，或者托架表面沒有粘合劑殘留。也有一些與 RC 粘合失敗的情況。

表 2

硅烷化組和非硅烷化組的斷裂部位。

組別 A/B A/R COMB RCC 總計(jì)

硅烷化 47% (14) 0% 53% (16) 0% (30)

非硅烷化 33% (10) 0% 33% (10) 33% (10) (30)

A/B，粘合劑-支架界面，支架表面無粘合劑殘留；A/R，粘合劑-RC 界面，RC 表面無粘合劑殘留；COMB，組合失效，粘合劑失效且殘留在支架和 RC 上；RCC，內(nèi)聚復(fù)合材料斷裂，RC 表面不再保持完整。

分析類別為損壞或未損壞的 RC。硅烷組中沒有受損表面，而非硅烷組中有 33% 的表面受損。費(fèi)舍爾精確檢驗(yàn)顯示兩組之間存在顯著差異（P < 0.02）。

ARI 適用于未損壞的 RC 表面（硅烷組 30 個(gè)，非硅烷組 20 個(gè)；表 3）。Mann-Whitney U 檢驗(yàn)表明，兩組之間無明顯差異（P = 0.43）。得分 2 主要出現(xiàn)在兩組中，即一半以上的粘合劑殘留在 RC 表面。

表 3

托槽和未損壞樹脂復(fù)合材料 (RC) 表面的粘合劑殘留指數(shù) (ARI)。

ARI 分?jǐn)?shù) 0 分?jǐn)?shù) 1 分?jǐn)?shù) 2 分?jǐn)?shù) 3 總計(jì) 平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍中位數(shù)

未損壞的 RC 表面硅烷化 0 (0%) 6 (20%) 20 (66.7%) 4 (13.3%) 30 (100%) 2.73 ± 0.86 1-3 1

非硅烷化 1 (5%) 7 (35%) 9 (45%) 3 (15%) 20 (100%) 2.6 ± 0.86 0-3 1

括號(hào) 含硅 14 (46.7%) 10 (30%) 2 (7%) 4 (13.3%) 30 (100%) 1.73 ± 0.94 0-3 2

非硅烷化 12 (40%) 12 (40%) 4 (13.3%) 2 (6.7%) 30 (100%) 1.6 ± 0.89 0-3 2

0，RC 或支架表面沒有粘合劑殘留；1，不到一半的 RC 表面被粘合劑覆蓋；2，超過一半的 RC 表面被粘合劑覆蓋；3，所有粘合劑都?xì)埩粼?RC 表面。

當(dāng) ARI 應(yīng)用于括號(hào)時(shí)，兩組中主要觀察到 0 分和 1 分。兩組的 ARI 相似，統(tǒng)計(jì)分析未顯示任何顯著差異（P = 0.95；表 3）。

討論

與其他間接制作的修復(fù)體一樣，修復(fù)體最薄弱的部分是樹脂粘結(jié)劑層和鄰接面之間的粘結(jié)。在牙科修復(fù)中，為了提高粘接劑和固化 RC 之間的粘接強(qiáng)度，建議使用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)間接 RC 進(jìn)行表面處理（Tam 和 McComb，1991 年；Swift 等人，1992 年；Tate 等人，1993 年；DeSchepper 等人，1993 年；Stokes 等人，1993 年；Hummel 等人，1997 年）。Yoshida 等人（2001 年）報(bào)告說，使用硅烷劑可以增加 CAD/CAM 復(fù)合樹脂的 SBS，但根據(jù) Bouschlicher 等人（1997 年）的研究，使用硅烷偶聯(lián)劑時(shí)，粘接強(qiáng)度取決于粘接劑的類型（微填充型還是混合型）。這些作者指出，在用混合型修復(fù)混合型時(shí)，似乎有必要使用硅烷化劑，因?yàn)楣柰榛螳@得的 SBS 明顯更大。Bouschlicher 等人（1997 年）還建議，如果臨床醫(yī)生不確定基底復(fù)合材料（受損修復(fù)體）的性質(zhì)，最好使用硅烷，因?yàn)槲⑻畛洳牧虾突旌喜牧显谑褂霉柰闀r(shí)的粘接強(qiáng)度在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是相當(dāng)?shù)?，甚至更高?/span>

然而，在正畸學(xué)中，之前一些關(guān)于瓷表面化學(xué)調(diào)節(jié)的研究報(bào)告稱，硅烷劑單獨(dú)使用時(shí)無法提供臨床上足夠的粘接強(qiáng)度（Newman 等人，1984 年；Eustaquio 等人，1988 年；Zelos 等人，1994 年；Barbosa 等人，1995 年；Nebbe 和 Stein，1996 年；Zachrisson，2000 年；Pannes 等人，2003 年；Türkkahraman 和 Kücükesmen，2006 年；Türk 等人，2006 年）。許多學(xué)者建議，硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)與瓷的化學(xué)和機(jī)械粗化程序一起使用，以達(dá)到臨床上可接受的粘接強(qiáng)度（Wood 等人，1986 年；Gillis 和 Redlich，1998 年；Schmage 等人，2003 年；Ozcan 等人，2004 年）。

雖然在椅旁使用硅烷所需的時(shí)間很少，但本研究的結(jié)果表明，與烤瓷修復(fù)體不同，RC 的機(jī)械和化學(xué)表面處理似乎是不必要的，因?yàn)椴皇褂霉柰橐材苓_(dá)到類似的粘接強(qiáng)度。這支持了 Newman 等人（1984 年）的研究結(jié)果，即硅烷劑的使用對(duì)改善 SBS 沒有任何好處。由于使用傳統(tǒng)的復(fù)合粘結(jié)劑就可以達(dá)到與 RC 表面足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，而不需要硅烷處理，這樣也就省去了硅烷的成本和使用硅烷所需的時(shí)間。

該研究強(qiáng)調(diào)的一個(gè)重要問題是脫粘時(shí)可見的 RC 表面損傷發(fā)生率很高（33% 的非硅酸鹽樣本）。由于托槽與牙齒/修復(fù)體的粘接受許多環(huán)境因素的影響，因此將這一數(shù)值直接應(yīng)用于臨床情況并不被普遍接受（Zachrisson，2000 年），但從臨床角度來看，與烤瓷不同，RC 表面的重新修飾既簡(jiǎn)單又容易。然而，在粘接前告知患者 RC 表面受損的風(fēng)險(xiǎn)以及正畸治療后可能需要修復(fù)/更換的必要性似乎是謹(jǐn)慎之舉。

Harris 等人（1992 年）建議，在臨床實(shí)踐中，托槽-樹脂失效是可取的，因?yàn)闃渲?釉質(zhì)界面失效可能導(dǎo)致釉質(zhì)斷裂。在本研究中，粘接失效點(diǎn)主要位于托槽-樹脂界面，這與 Egan 等人（1996 年）的研究結(jié)果一致。

最后需要指出的是，本研究只考察了一種 RC 和金屬支架。影響 SBS 的其他因素包括粘接劑、RC 類型以及機(jī)械或化學(xué)表面處理；因此，應(yīng)該對(duì)不同的復(fù)合材料組合以及不同硅烷的襯墊劑進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

結(jié)論

使用或不使用硅烷偶聯(lián)劑粘接的金屬托槽的 SBS 都是可以接受的，盡管硅烷化組的 SBS 比非硅烷化組低。

因此，如果要獲得較高的 SBS，在將金屬正畸托槽粘接到填充復(fù)合樹脂上時(shí)使用硅烷粘接劑似乎沒有優(yōu)勢(shì)。