7种树脂基充填材料的颜色性能评价

　　作者：谢海峰 张莘 朱晔 章非敏 何峰 作者单位：南京医科大学 口腔医学研究所，江苏 南京 210029;南京市口腔医院 口腔修复科，江苏 南京 210008

　　【摘要】 目的 探讨紫外线照射对光固化树脂基充填材料颜色及不透光度的影响。方法 采用7种光固化树脂基充填材料(Aelite Flo、Filtek Z350 Flowable、Clearfil AP-X、Dyract AP、Z100、Durafill VS、Filtek Z350 Universal)各制作5个树脂试件。用色度计测量颜色参数L*、a*、b*(CIE 1976 L*a*b*系统)及Y刺激值(CIE 1931 XYZ系统)，然后将7种试件经紫外线照射老化8、16、24 h后再次测量颜色参数及Y刺激值，计算7种试件经紫外线照射后的色差及不透光度。结果 紫外线照射后试件均发生了一定程度的颜色变化，色差变化范围从8 h的1.85~3.21到24 h时的2.88~4.55;不透光度出现了一定程度的升高，变化范围从照射前的0.75~0.82到照射24 h后的0.80~0.98。其中，Z100和Filtek Z350 Flowable试件的色差值较大，Filtek Z350 Universal试件的不透光度较大。结论 紫外线老化能够引起树脂基充填材料发生颜色改变和不透光度升高，不同产品的颜色稳定性有所差异。

　　【关键词】 口腔，光固化，树脂， 颜色，不透光度

　　Color property evaluation of 7 kinds of resin-based composite products

　　XIE Hai-feng, ZHANG Xin, ZHU Ye, ZHANG Fei-min, HE Feng.

　　(Institute of Stomatology, Nanjing Medical University, Nanjing 210029, China; Dept. of Prosthodontics, Nanjing Stomatology Hospital, Nanjing 210008, China)

　　[Abstract] Objective To investigate the color stability and opacity of seven resin-based composite products after ultraviolet irradiation. Methods Seven kinds of light-cured resin-based composite products(Aelite Flo, Filtek Z350Flowable, Clearfil AP-X, Dyract AP, Z100, Durafill VS, Filtek Z350 Universal) were tested in the study(five for each group). Changes in color and opacity of test samples were determined before and after 8, 16 and 24 h ultraviolet irradiation using the CIE 1976 L*a*b* system and CIE 1931 XYZ system by a colorimeter. Results The color of resin disks suffering ultraviolet irradiation was different in differdnt irradiating time. Color difference values ranged from 1.85-3.21 for 8 h ultraviolet irradiation to 2.88-4.55 for 24 h ultraviolet irradiation. Opacity values ranged from 0.75-0.82 before ultraviolet irradiation to 0.80-0.98 after 24 h ultraviolet irradiation. Among all the groups, Z100 and Filtek Z350 Flowable showed the biggest color change, while Filtek Z350 Universal showed the highest opacity. Conclusion It can be concluded that for some products, ultraviolet irradiation leads to color instability and opacity vari-ation.

　　[Key words] light-cured; resin; color; opacity

　　光固化树脂基充填材料是Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类牙体缺损修复最常用的材料之一，具有可配色、操作方便、颜色美观等优点。然而，由于老化变色现象的存在，故临床上因为影响美观而去除树脂充填物的情况时有发生。树脂材料的变色原因包括内在因素和外在因素，外部着色如饮料、药物等染色及吸烟、菌斑等造成的着色可通过打磨抛光改善光洁度等方式来预防或去除，内染色主要受到材料性质、结构和聚合程度等的影响，是由材料内部发生的化学改变所引发，染色难以改变。本实验的目的是对近年来临床常用的7种光固化树脂基充填材料进行紫外线照射，以评价材料的老化和不透光度的变化。

　　1 材料和方法

　　1.1 主要材料和仪器

　　7种光固化树脂基充填材料：Aelite Flo(Bisco公司，美国)，Clearfil AP-X(Kuraray公司，日本)，Dyract AP(Dentsply DeTrey公司，德国)，Durafill VS(Heraeus公司，德国)，Z100、Filtek Z350 Flow-able、Filtek Z350 Universal(3M ESPE公司，美国)。

　　Silagum重体硅橡胶印模材(DMG公司，德国)，LED光固化灯(波长430~480 nm，Elipar Freelight 2型，3M ESPE公司，美国)，接触式牙科色度计(第2代Shade Eye NCC，松风公司，日本)。

　　1.2 方法

　　用Silagum重体硅橡胶印模材制作孔径为10 mm、高1.5 mm的阴模，将阴模放置于洁净载玻片上。用塑料调刀将7种A2色光固化树脂基充填材料分别填入硅橡胶阴模圆孔中，每种材料各制作5个树脂试件。以聚乙烯薄膜覆盖顶部(防止氧阻聚层的形成)，用玻璃板压平至1.5 mm厚。去除加压玻璃板，用LED光固化灯在距离树脂表面1.0 mm处照射40 s。将树脂试件在干燥、黑暗环境下保存24 h后，使用接触式牙科色度计分别在白色和黑色背景下测量颜色参数L*、a*、b*(CIE 1976 L*a*b*系统)及Y刺激值(CIE 1931 XYZ系统)。测色时采用仪器预设的“分析”模式，测量前先用厂家提供的标准白板对色度计校正，每连续测量5次重新校正1次。

　　在暗室中于室温下将树脂试件暴露在距紫外光源(10 W，Sankyo Denki公司，日本)10 cm处接受紫外线照射老化，分别于照射8、16、24 h时再次测量颜色参数及Y刺激值。根据公式△E=[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2计算色差，根据公式Y黑背景/Y白背景计算不透光度。

　　1.3 统计分析

　　采用SPSS 11.5软件进行分析，以一元方差分析和LSD法对7种材料的色差和不透光度进行比较。

　　2 结果

　　2.1 颜色

　　7种试件经紫外线照射后的L*、a*、b*的变化趋势见图1～3。从图中可见，7种试件色差的变化主要由亮度L*的降低引起，在照射最初的8 h内，L*均发生了明显下降，随后16 h和24 h也发生了降低，但幅度较小，相对而言，a*和b*经紫外线照射后的变化趋势不明显。

　　7种试件经紫外线照射8、16、24 h后的色差见表1。

　　从表1可见，紫外线照射后试件均发生了一定程度的颜色变化，色差变化范围从8 h的1.85~3.21到24 h时的2.88~4.55。统计分析表明，照射8 h时，Z100的色差值最大(P<0.05)，Filtek Z350 Flowable的色差值其次(P<0.05)，其余组间无统计学差异(P>0.05);照射16 h时，Aelite Flo的色差值最小(P<0.05)，Durafill VS的色差值其次(P<0.05)，其余组间无统计学差异(P>0.05);照射24 h时，Z100的色差值最大(P<0.05)，Filtek Z350 Flowable的色差值其次(P<0.05)，其余组间无统计学差异(P>0.05)。

　　2.2 不透光度

　　7种试件紫外线照射前和照射后8、16、24 h后的不透光度见表2。从表2可见，7种试件不透光度的变化范围从照射前的0.75~0.82到照射24 h后的0.80~0.98。统计分析表明，紫外线照射24 h后试件的不透光度高于照射前(P<0.05)，但紫外线照射8 h和16 h时试件的不透光度与照射前无统计学差异(P>0.05)，3种不同照射时间之间试件的不透光度也无

　　统计学差异(P>0.05)。进一步对7种材料进行横向统计分析发现：1)紫外线照射前，Durifill VS的不透光度最低(P<0.05)，Filtek Z350 Universal的不透光度最高(P<0.05)，其余试件的不透光度间均无统计学差异(P>0.05);2)紫外线照射8 h时，7种试件不透光度间的差别与紫外线照射前一致;3)紫外线照射16 h时，Filtek Z350 Universal的不透光度高于Z100和 Durafill VS(P<0.05)，其他试件的不透光度间均无统计学差异(P>0.05);4)紫外线照射24 h时，FiltekZ350 Universal的不透光度最高(P<0.05)，其次为Durifill VS的不透光度(P<0.05)，其余试件的不透光度间均无统计学差异(P>0.05)。

　　3 讨论

　　紫外线是树脂材料发生整体颜色变化的最重要的诱导因素之一，它可以促使材料中的树脂基质和引发剂等成分发生化学改变而引发树脂整体的颜色变化。研究[1]表明，紫外线加速老化会导致树脂基材料L*降低，a*和b*增加，导致亮度变小和发生黄色、红色改变，从而导致色差的出现。树脂基材料的颜色不稳定性主要来源于聚合后树脂基质中残留单体的存在，这些未反应单体中的C=C键可以在富氧环境中(如基质中气泡的周围)或在紫外线照射下加速断裂，生成黄色的复合产物，从而导致树脂整体的颜色发生变化。紫外线照射的时间越长，C=C键的氧化就越多，生成的黄色产物的量就越大[2]。与之不同，本实验中多数材料的颜色改变主要归因于亮度的降低，并且亮度降低与紫外线照射时间之间有一定的正相关关系，但a*、b*的变化趋势却不明显，具体原因尚需进一步探讨。

　　关于人眼可察觉的色差阈值的研究结果不同，然而，多数学者[3-6]支持将低于3.3作为临床上可以接受的色差值限度。本实验中，除Z100在紫外线照射16 h时的色差值达到3.35，略高于3.3外，其余材料在紫外线照射16 h内均能够保持良好的颜色稳定性。当紫外线照射24 h时，Filtek Z350 Flowable、ClearfilAP-X、Dyract AP、Z100的色差值均超过3.3的阈值，而Aelite Flo、Durafill VS、Filtek Z350 Universal的颜色仍保持相对稳定，未出现肉眼可见的明显颜色改变。以上结果说明，随着紫外线老化时间的延长，某些树脂产品可能存在临床不可接受的颜色不稳定性。在这7种材料中，Filtek Z350 Flowable和Filtek Z350 Universal是近年来推出的2种纳米复合树脂。根据以往研究，由于纳米级颗粒尺寸的减小和分布范围的扩展，使得树脂中填料的含量进一步提高，从而降低了聚合收缩和改善了机械性能[7]，然而从本实验结果来看，纳米树脂在颜色稳定性方面并无明显优势。Dyract AP是一种多元酸改性的树脂基复合物，包含了二甲基丙烯酸氨基甲酸乙酯(urethane dimethacrylate，UDMT)和丁烷四羧酸酯(tetracar-boxylic butane，TCB)等树脂基质和氟硅玻璃填料，性质类似于复合树脂，多用于V类洞的修复。本研究表明，Dyract AP的不透光度与复合树脂无明显差别，这说明其颜色性能接近于复合树脂。

　　Y值是国际照明委员会定义的CIE 1931 XYZ系统的3个刺激值之一，用于表示人眼对亮度的响应。用材料在黑、白背景下测得的Y值的比值来评价不透光度已在许多文献中应用[5，8-9]，当二者比值为1时，可认为材料完全不透明，比值为0时可认为材料完全透明，材料的不透光度由0至1逐渐增大。对于牙体缺损的牙色修复材料来讲，材料适当的不透光度意味着修复后的外观可以同时具有更好的遮色作用、层次感和通透性，达到良好的美学效果。不透光度过低，牙体内层变色组织的颜色会过多地透过修复体而影响最终的外观;不透光度过高，则修复后的颜色又会显得呆板，缺乏生动性和逼真度。虽然目前尚未对树脂材料不透光度的范围进行统一规定，但从本实验的结果来看，在紫外线老化前，Aelite Flo、Filtek Z350 Flowable、Clearfil AP-X、Z100及Dyract AP的不透光度间均无明显差别，而Durifill VS和Filtek Z350 Universal则分别显示了最低(0.75)和最高(0.82)的不透光度，这可能与材料的填料含量有关。根据厂家的资料，这7种材料填料的含量分别：Aelite Flo为40%～70%，FiltekZ350 Flowable为55%，Clearfil AP-X为71%，Dyract AP为56%，Z100为66%，Durifill VS为40%，Filtek Z350 Universal为79%。较高的填料含量对应较高的不透光度，反之，填料含量低则不透光度较低。然而，Durifill VS和Filtek Z350 Universal的不透光度虽然与其他材料间存在统计学差别，但就数值来看差别甚小。另外，本研究同时表明，随着紫外线照射时间的延长，7种材料的不透光度整体呈现上升趋势，这也是临床上树脂基充填材料使用一段较长时间后外观逐渐被患者不可接受的重要原因之一。

　　【参考文献】

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