离子释放材料在矿化状态改变牙本质上粘接性能的评价

《Journal of Functional Biomaterials》:Adhesive Performance of Ion-Releasing Materials on Dentin with Altered Mineralization

【字体: 时间:2026年09月02日 来源:Journal of Functional Biomaterials 5.9

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  本研究旨在评估不同类别的直接修复材料对人工改变牙本质的耐受能力。研究人员将360个人类牙本质标本分配至18组(n=20)。将一种离子释放大块充填树脂基复合材料(Cention Forte/CF)、一种树脂改性玻璃离子水门汀(Fuji II LC/FJLC)和一

  
本研究旨在评估不同类别的直接修复材料对人工改变牙本质的耐受能力。研究人员将360个人类牙本质标本分配至18组(n=20)。将一种离子释放大块充填树脂基复合材料(Cention Forte/CF)、一种树脂改性玻璃离子水门汀(Fuji II LC/FJLC)和一种实验性常规玻璃离子水门汀(EXP)分别应用于健康、人工高矿化和脱矿牙本质。在储存1周和6个月后行剪切粘接强度(SBS)测试,随后进行断裂形貌分析。统计分析采用单因素和三因素方差分析、Games–Howell事后检验、独立t检验(α=0.05)及Weibull分析。在两种老化周期下,CF在健康和高矿化牙本质上的SBS及粘接可靠性均高于其他材料。在这两种基底上,除6个月时健康牙本质外,FJLC的SBS高于EXP。脱矿牙本质在两种老化条件下均显著降低所有材料的SBS,并伴随大量测试前失效。老化效应仅在脱矿牙本质上对所有材料显著。离子释放树脂基复合材料在健康和高矿化牙本质上粘接强度和可靠性最佳。人工脱矿牙本质严重损害所有材料的粘接性能和成熟过程。
研究背景方面,修复牙科学的最终目标是实现牙体结构与修复材料之间的持久粘接,同时维持健康牙体组织的完整性。临床中医生常遇到结构差异较大的牙体基底,如龋损相关的龋坏影响牙本质(矿物含量低、孔隙率高、胶原排列改变)和非龋性颈部病变常见的硬化牙本质(高矿化、小管闭塞)。传统树脂基复合材料(RBCs)虽为主流,但对操作敏感,在老年及低依从性患者中受限。功能性生物材料如玻璃离子水门汀(GICs)、树脂改性玻璃离子水门汀(RMGICs)及含生物活性填料的大块充填离子释放RBCs因具离子释放、再矿化潜力而受关注。然而不同材料在矿化改变牙本质上的粘接表现与老化行为尚缺乏系统比较,故研究人员开展本研究,以人工高矿化与脱矿模型模拟硬化与龋坏影响牙本质,评价三类离子释放材料在健康、高矿化及脱矿牙本质上经1周与6个月水储存后的剪切粘接强度(SBS)、可靠性(Weibull模量)及断裂机制。该研究发表于《Journal of Functional Biomaterials》,对简化修复方案下材料选择具直接指导价值。
关键技术方法上,研究人员以97颗无龋人类第三磨牙制备360个牙本质标本,经600目碳化硅砂纸打磨形成标准 smear layer;人工高矿化采用35%磷酸酸蚀5秒后于pH 7.0含钙磷钾溶液浸泡14天,人工脱矿采用pH 5.0/7.0循环14天模拟龋坏;三类材料分别为离子释放大块充填RBC(Cention Forte,配专用primer)、RMGIC(Fuji II LC,配polyacrylic acid conditioner)及实验性常规GIC(EXP,无预处理);标本于37℃蒸馏水储存1周或6个月,行SBS测试(ISO-29022改良,十字头速度0.5 mm/min),结合体视显微镜断裂形貌分析、SEM-EDX线扫验证脱矿深度,统计采用三因素ANOVA、Games–Howell、独立t检验与Weibull分析。
研究结果部分,按原文小节归纳如下。2.1标本制备:通过G*Power先验功效分析确定n=20/组,97颗第三磨牙获360标本,随机分18组,同牙标本分入不同组以控牙间变异。2.2实验流程:成功建立高矿化(小管变窄、表面矿沉积)与脱矿(小管扩大、平均脱矿深约100 μm,EDX证实Ca/P由表及里指数回升)人工模型。2.3 SBS测试:三因素ANOVA显示材料(ηp2=0.642)与基底(ηp2=0.607)影响极显著,老化影响较弱(ηp2=0.028);CF在健康与高矿化牙本质1周及6个月SBS最高(p<0.001),FJLC除6月健康牙本质外高于EXP;脱矿牙本质使所有材料SBS剧降,6月时FJLC全部测试前失效,CF降90.6%,EXP降88%。2.4断裂形貌:以界面 adhesive 失效为主;脱矿组6月可见材料与牙本质间独特疏松层,干缩脱离;CF偶见牙本质内聚失效,EXP多见材料内聚边缘断。2.5 SEM评估:高矿化表面小管狭窄,脱矿表面小管扩张,EDX线扫拟合证实脱矿梯度。2.6统计分析:Weibull分析(排除测试前失效)显示CF在健康与高矿化牙本质m值最高,可靠性最优;脱矿组因失效过多未做Weibull。
讨论部分总结:研究人员指出RBCs类CF因含MDP(methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate)的primer与牙本质羟基磷灰石化学结合及树脂机械嵌合,在健康/高矿化基底优于依赖羧基-钙离子的GIC/RMGIC离子交换层;脱矿牙本质因矿物耗竭、胶原暴露,离子交换层难成熟,且FJLC所用conditioner进一步溶出剩余矿物,致6月完全失效;CF虽初期最高但仍剧降,说明强脱矿下再矿化潜能不足以挽回界面。高矿化基底上CF因MDP与表矿结合反而SBS略升。Weibull模量印证CF离散度最低。讨论也承认人工模型不能完全等同天然龋坏/硬化组织,SBS本身非临床直接预测。
结论部分原文翻译:本研究表明材料类型与基底性质对SBS值具有强烈且相近的影响,而老化作用较小。相较于RMGIC与GIC,离子释放RBC在健康及高矿化牙本质上具有更优的粘接性能与可靠性。人工脱矿牙本质产生严重破坏作用,导致所有材料SBS极低;与健康牙本质不同,脱矿牙本质上粘接界面成熟后完整性无法保持。
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