不同偶联剂对贵金属烤瓷基底瓷剥脱面与光固化树脂粘接强度的影响

　　作者：张军梅， 杨航， 周雪 作者单位：(贵阳医学院 口腔系， 贵州 贵阳 550004;贵阳市口腔医院， 贵州 贵阳 550004;贵州省人民医院 口腔科， 贵州 贵阳 550003) 贵州省优秀科技人才省长专项基金项目(黔省专合字2007-45号)。

　　【摘要】 目的： 研究偶联剂对贵金属烤瓷基底瓷剥脱面与树脂粘接强度的影响。方法： 制备人工模拟金属基底瓷剥脱面试件64个，32个试件使用40% 磷酸凝胶酸蚀，32个试件使用9.6% 氢氟酸凝胶酸蚀;64个试件分为4组，使用4种不同偶联剂分别对试件表面进行处理，制作粘接试件;试件经37 ℃恒温水浴24 h后,置于电子万能试验机上，测定金合金-树脂粘接抗剪强度,观察试件粘接断面情况。结果： 两种酸蚀条件下，使用的4种偶联剂对金合金-树脂粘接面的抗剪强度无差异(P>0.05)。结论： 偶联剂种类及酸蚀处理方式对金合金-树脂的粘接强度无显著影响。

　　【关键词】 金属烤瓷合金; 酸蚀，牙; 树脂粘固剂

　　20世纪50年代，金属烤瓷修复体问世，该修复体具备金属的强度及陶瓷的美观，能很好的恢复牙的形态和功能，在临床得到广泛应用[1]。根据是否含有贵金属元素，烤瓷合金大致分为贵金属烤瓷合金和非贵金属烤瓷合金，在此基础上又根据合金的具体元素组成分为金合金、银钯合金、镍铬合金、钴铬合金等。贵金属烤瓷冠最大的优点是颜色更自然、美观、真实、与天然牙相近，密合度、抗折裂强度等也都有优于非贵金属烤瓷冠。但由于陶瓷固有的脆性和金瓷材质不同而影响界面结合、及不良咬牙合习惯和修复体设计、制作等方面的缺陷，临床常发生瓷裂、瓷层剥脱等现象，这些现象称为崩瓷[2]。光固化复合树脂粘接修补是目前应用最广泛的崩瓷修补方式，有多种因素影响贵金属烤瓷合金基底瓷剥脱面与树脂之间的粘接。2007年12月～2009年12月观察贵金属烤瓷合金基底瓷剥脱面表面在不同酸蚀状态下，采用不同偶联剂与树脂粘接，测试金合金与树脂的粘接抗剪强度，为临床的实际应用提供参考。

　　1 材料和方法

　　1.1 材料

　　Vita VMK95 A2色体瓷瓷粉(Vita Zahnfabrik H.Rauter GmbHCo. Germany)，金合金 (Au：75%，Pt：4%，Pd：7.6%，Alldental公司，Sweden)，Polofil Supra A2色通用型光固化混合树脂(VOCO，Germany)，粘接剂(prime & Bond NT，USA)，9.6%氢氟酸凝胶(Pulpdent Corporation，USA)，牙釉质酸蚀凝胶(含40%磷酸，贺利氏古莎齿科有限公司)，A、B、C、D 4种商品硅烷偶联剂(见表1)，自凝塑料(上海齿科器材厂)。表1 实验所用硅烷偶联剂(略)

　　1.2 设备及测试仪器

　　剪切磨具一套(制作按照中华人民共和国YY02691995 标准[3])，牙釉质粘合树脂包(含牙杯、树脂充填分裂磨具、抛光块、试样制备装置和剪切加载装置)。INSTRON 8841型电子万能试验机(美国英斯特朗公司)，S3400N扫描电镜(HITACHI，Japan)，DK981型电热恒温水浴箱(天津泰斯特仪器公司)。

　　1.3 金属基底瓷剥脱面试件

　　用常规方法铸造直径5 mm，厚2 mm的金合金基底圆盘64个，表面按说明进行喷砂、氧化处理后，烤遮色瓷及体瓷厚1.5 mm，直径4 mm，然后将金属试件以牙杯为模具包埋于自凝塑料中，用工具以平行于金瓷界面的剪切力去掉全部瓷层，获得模拟的瓷剥脱后金属基底暴露面。

　　1.4 金合金表面处理

　　以200目金刚砂磨石将试件表面的灰黑色金瓷结合层磨去，并使之粗糙，取32个试件，使用40%磷酸凝胶(H2PO4)酸蚀瓷表面10 s，流水冲洗30 s，压缩空气吹干[3];另32个试件使用9.6% 氢氟酸凝胶(HF)酸蚀瓷表面30 s，流水冲洗30 s，压缩空气吹干。全部试件依据所使用偶联剂(表1)分为4组(每组包括磷酸酸蚀和氢氟酸酸蚀2个亚组各8个试件)，使用4种不同偶联剂分别对4组试件的金属表面处理60 s，压缩空气吹干。

　　1.5 粘接试件制作

　　将表面处理好的试件置于牙杯中，使用小毛刷将光固化粘接剂均匀涂抹在金合金表面，静置20 s，吹薄，光固化20 s。再将试件放置于试样制备装置上，表面放置中央有直径为3 mm、厚3 mm圆孔的树脂充填分裂模具，并夹紧(使用试件制备装置和充填分裂模具，分别控制充填的垂直方向和水平方向，确保了试件与树脂结合面的准确)，加压充填树脂，光固化40 s。放置30 min后37 ℃水浴保存24 h[4]。

　　1.6 测试剪切粘结强度

　　试件置于INSTRON 8841型电子万能试验机上，测试杆的切刃对准树脂-金合金粘接界面正中，加载速度0.5 mm/min，用破坏时使用的最大载荷除以粘接面积计算粘接抗剪强度。计算公式为:剪切强度=4F/ЛD2(F为破坏时最大载荷，D为粘接面直径)。

　　1.7 统计学处理

　　用SPSS 17.0软件进行方差分析后，各相关组间进行两两比较。

　　2 结果

　　在两种酸蚀条件下，使用四种偶联剂将金合金与树脂之间粘接，测试粘接强度均无显著差异(P>0.05，见表2。双因素方差分析结果显示，偶联剂的种类及酸蚀处理方式对金合金与树脂之间的粘接强度均无显著影响(P>0.05)，偶联剂种类与酸蚀方式之间也不存在明显的交互效应(P>0.05)，见表3。金合金与复合树脂结合时的剪切断面均位于金属-复合树脂粘接界面,未发生复合树脂内聚断裂。表2 不同条件下复合树脂与金合金之间的剪切粘接强度，表3 不同表面处理的双因素方差分析结果(略)。

　　3 讨论

　　在贵金属烤瓷修复体崩瓷修补过程中，当瓷层剥脱致金属基底暴露时，瓷裂修补的成功依赖于足够而稳定的金属基底-树脂粘接强度，机械固位和化学结合是树脂与金属基底粘接的主要方式[4]。

　　一般认为，金属与陶瓷的结合存在着机械结合、物理结合、化学结合3种形式，其中化学结合发挥主导作用[5]。金瓷修复体在烧结过程中，金属基底表面形成的氧化膜与瓷成分中的氧化物通过共价键和离子化，互相扩散、固溶，在其交界面形成复合氧化物。陶瓷与金属形成牢固的化学结合[6]。贵金属合金具有铸造后的可操作性及良好的边缘适合性，但贵金属表面如果不作处理很难与树脂取得高强度的粘接。由于金属基底表面残余的瓷量有限，再加上金属表面的氧化层反应活性很弱，烤瓷合金很难与酸蚀剂发生反应，因此不能提供足够的机械固位作用。金属基底与树脂的化学结合方面，化学键的形成主要依赖于各种崩瓷修复系统的处理剂及粘结剂，一般都是含双功能基团的化学物质，起到偶联作用。用于口腔科的硅烷偶联剂的主要成分是γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(γMPS)，具有亲水基与憎水基双功能基团[7]，憎水端的甲基丙烯酸基团与树脂内基质发生共聚反应，还可与树脂的无机填料(SiO2)形成Si—Si键，成为二者之间的连接纽带。亲水端的甲氧基OH3基团与金属表面吸附的水分子发生水解反应，首先水解形成含活性SiOH基团的二聚体、三聚体等硅氧烷齐聚物，然后硅醇缩聚成低聚合度的含惰性Si0Si基团的硅氧烷醇，失去活性。一般认为，偶联剂水解后发挥偶联作用的是含硅醇基团SiOH齐聚物，该基团可与金属表面的酸性氧化物反应建立硅氧烷桥连接，与陶瓷表面的氢氧基发生硅醇缩合反应，生产稳定的SiOSi。随着齐聚度的加深，水解液的偶联作用越来越小[8]。

　　VOCO Cimara coupling silane(D组偶联剂)是一种二聚体、三聚体的硅氧烷齐聚物有机溶液，二聚体硅氧烷齐聚物一旦遇到空气中的水分子即发生水解反应，聚合度不断加深，化学分子链不断延长，偶联效果逐渐减弱，因此其效用的影响因素较多，如空气的湿度、基底面的干燥程度等，只有在空气的湿度、基底面的干燥程度保持在某一个相当低的水平下(2 min)才能达到最佳的偶联效果，如果空气湿度较大或基底面未完全干燥，则coupling silane会进一步水解减弱偶联效果[9，10]。本实验中，试件表面经过酸蚀处理后气枪冲洗吹干60 s，但金属表面可以紧密的吸附少量的水分子，二聚体、三聚体的硅氧烷齐聚物会进一步水解，偶联作用减弱。

　　本实验表明，以光固化复合树脂对金属基底瓷剥脱面进行修补时，应对剩余瓷和金属表面氧化层尽量保留，以取得理想的粘接效果。

　　【参考文献】

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　　[9]　卫彦，胡晓阳，邓旭亮.三种金属处理剂对金属与复合树脂间剪切粘接强度影响的研究[J].现代口腔医学杂志,2006(3)：294-297.

　　[10]　杨彦春，周继祥.后牙大面积残冠患者CEREC全瓷嵌体修复后牙周临床指数观察[J].实用临床医药杂志，2009(11)：16-18.