龋病、外伤和其他各种因素所导致的牙体缺损,以及因牙髓病、根尖周病做过完善根管治疗的患牙牙体缺损,都需要进行严密而永久的充填,以恢复患牙的外观和功能,促进口腔颌面部健康。牙体缺损所用的充填材料主要有水门汀类、复合树脂、银汞合金,其中水门汀因其强度及耐磨性较差,主要用于修复体的黏结和充填时的盖髓、衬洞、垫底及暂封,复合树脂、银汞合金为永久性修复材料。
水门汀
水门汀(cement)通常是指由金属盐或其氧化物作为粉剂与专用液体调和后能够发生凝固的一类具有黏结作用的材料,口腔临床亦称黏固粉或黏固剂,主要用于各种修复体的黏结、乳牙和前恒牙的充填、暂封、衬层、垫底、盖髓、保髓、根管充填等,目前已有多种水门汀应用于临床中。
一、水门汀的种类
水门汀按其组成主要有磷酸锌水门汀(zinc phosphate cement)、聚羧酸锌水门汀(zinc polycarbox-ylate cement)、玻璃离子水门汀(glass ionomer cement)、氧化锌丁香酚水门汀(zinc oxide-eugenol cement)及氢氧化钙水门汀(calcium hydroxide cement)。
按其用途可分为盖髓用水门汀、黏结用水门汀、充填用水门汀和衬层及垫底用水门汀。
二、临床常用水门汀
(一)盖髓用水门汀
盖髓(pulp capping)是一种保存活髓的方法,即在接近牙髓的牙本质表面或已暴露的牙髓创面上,覆盖具有使牙髓病变恢复的制剂,以保护牙髓,消除病变。
1.氢氧化钙水门汀(calcuim hydroxide cement)1930年,Hermann首先使用氢氧化钙水门汀成功地进行了盖髓治疗,并指出用氢氧化钙覆盖活髓可以诱导形成修复性牙本质。
氢氧化钙水门汀主要由氢氧化钙和螯合剂组成,常配成双糊剂,多用于衬层或垫底盖髓,故又称氢氧化钙糊剂或盖髓剂。此外,氢氧化钙在甲乙酮或乙醇有机溶剂中形成悬浮液并可加入其他成分而作为洞衬剂使用。
(1)组成常用产品组成。
(2)性能氢氧化钙水门汀凝固速度受湿度影响较大,有水分存在时会很快凝固,氢氧化钙水门汀强度较低,压缩强度为20MPa。它在口腔水环境中有较大的溶解性,析出氢氧化钙而使材料周围呈碱性,pH为9~12,可中和炎症所产生的酸性产物,杀灭细菌和抑制细菌生长,有利于消除炎症和减轻疼痛,直接接触牙髓组织后,牙髓组织发生凝固性坏死,坏死下方出现炎症反应,并在此界面上形成牙本质桥。牙髓组织中的细胞分化为成牙本质细胞样细胞,分泌牙本质基质,由牙髓血运供给的钙离子进入牙本质基质,钙化后形成修复性牙本质。
(3)应用该材料溶解性大、强度低、不宜用作黏结,但其生物性能良好,特别适于作深龋保髓和盖髓,还可用于根管消毒、根管充填和牙本质的脱敏。
目前,临床有时可加入消毒药物或麻醉剂,组成复方氢氧化钙糊剂,例如Dycal, Life, Calvital及Nu-Cap等。
2.氧化锌丁香酚水门汀(zinc oxide-eugenol cement)
(1)组成
氧化锌丁香酚水门汀根据不同用途通常可分为Ⅰ~Ⅳ种类型,各型之间除少量增强剂和改性剂不同外,均是以氧化锌为主要成分的粉剂,与丁香酚或其改性物为主要成分的液剂反应而成的水门汀。
(2)性能
1)凝固反应
氧化锌丁香酚水门汀中的丁香酚与氧化锌反应可生成一种硬质的螯合物丁香酸锌而凝固,这一凝固反应必须在有水存在的情况下,才能顺利进行,水分越多凝固越快,调和物中含水2%(质量分数)在1d后固化,含5%可在15min内固化,临床使用时,不必将组织面完全干燥,可用小棉球蘸水加压充填。
2)黏结性能
其黏结力主要是机械嵌合力,黏结强度较低。
3)理化性能
粉液调和后在口腔内4~10min内固化,粉液比越大,凝固速度越快。其压缩强度因不同类型而低至3~4MPa或高达50~55MPa。该水门汀可阻止热传导,其导热系数近似于牙本质,并有一定的X射线阻射作用。它易溶于水和唾液,在蒸馏水中24h后溶解率为2.5%质量分数,与唾液长时间接触也将被逐渐溶解破坏。含丁香酚的水门汀对复合树脂有阻聚作用,并会减弱牙本质黏结剂的黏结效果,改性的无丁香酚的水门汀则没有这些不利影响。
4)生物性能
丁香油酚是一种酚的衍生物,具有麻醉作用,可以安抚缓解牙髓疼痛症状,硬固前呈酸性,能够抑制细菌生长,并且能够与牙本质紧密贴合,提供良好的边缘密封性能。
(3)应用Ⅰ型
用作暂时黏结;Ⅱ型用作修复体的长期黏结;Ⅲ型用作暂时充填和隔热垫底;Ⅳ型用作洞衬剂。此外,也可与牙胶尖或银尖一起作根管充填,加入纤维素、鞣酸和花生油等调和后可作牙周塞治剂。必须注意,由于丁香酚对复合树脂有阻聚作用,并会减弱牙本质黏结剂的黏结效果,当用复合树脂充填窝洞时,不宜用氧化锌丁香酚水门汀垫底,而应选择不含丁香酚的改性水门汀,若要用含丁香酚的水门汀,则必须再衬一层材料,如用氢氧化钙水门汀。
临床使用时首先按需要量将粉和液分别放于清洁消毒的玻璃板上,然后用水门汀调拌刀将粉加入液中,采用旋转调和法加入粉剂调和,直至呈膏状或所需的稠度为止。
(二)黏结、垫底用水门汀
垫底(basing)指在窝洞底部垫一层足够厚度的材料,隔绝外界及修复材料对牙髓的温度、化学、电流及机械刺激,同时有垫平洞底,形成充填洞形,承受充填压力和咀嚼力的作用。
1.磷酸锌水门汀(zinc phosphate cement)
(1)组成磷酸锌水门汀由粉剂和液剂两组分构成。
(2)性能
1)凝固反应
当粉液混合后,生成不溶于水的磷酸锌以及被包裹的残留氧化物而凝固,反应放热并伴体积收缩。
2)黏结性能
磷酸锌水门汀在凝固前为具有一定流动性的糊状物,可渗入牙体和修复体表面的细微结构中而形成一定的机械嵌合力,这种黏结力通常较低,对牙釉质和牙本质的黏结强度一般为2MPa和1.5MPa左右。
3)理化性能
磷酸锌水门汀调和时的稠度与其用途有关,即在应用于衬层及垫底、修复体黏结和正畸带环黏结时的稠度各有差异。稠度越大,膜厚度越大,并影响黏结强度。该水门汀粉液调和后在5~8min内凝固,此时即具有适当的强度,可承受一定的咀嚼力。在调和过程中,若粉液比例不当、调和速度过快以及被水和杂质污染,均会导致强度下降。在凝固初期有轻微的体积膨胀,2~3h后发生收缩。最大的体积收缩率为0.04%~0.06%。该材料基本不导热,也不导电,是一种很好的绝缘物质。
磷酸锌水门汀几乎不溶于水,但可被酸性物质所溶解。通常唾液略带酸性,同时食物残渣的分解也将产生乳酸或醋酸。因此,长期在口腔环境中它将逐渐被溶解,在人工唾液中的溶解率为1.38%。这种溶解性将使水门汀本身的强度下降,体积发生改变,出现微渗漏,黏结力亦随时间延长而逐渐减弱。
4)生物学性能磷酸锌水门汀在凝固时及凝固后将释放出游离磷酸,对牙髓及牙龈有刺激作用,在粉液调和后的短时间内其酸性较强(调和3min后其pH为3.5),此时可使牙髓产生炎性反应,1~2天后酸性减弱,接近中性。但该水门汀引起的牙髓反应一般是可逆的,通常在5~8周后即可恢复正常。
(3)应用磷酸锌水门汀可用于牙体缺损的暂时性和较长期充填修复,黏结嵌体、冠、桥和正畸附件,还可用于深龋洞的间接衬层及垫底以及中龋洞的直接衬层及垫底。必须注意,充填深龋洞时,不宜直接用作衬洞或垫底,而应先用其他低刺激性的材料,如氧化锌丁香酚水门汀衬层或垫底。口腔临床使用该材料作充填和衬层垫底时,通常按每3g粉配1ml液的比例进行调和,作黏结时可适当加大液剂的用量,以获得较好的流动性。但粉液调和比越低,材料的溶解性和刺激性就越大,理化性能也越差。
2.聚羧酸锌水门汀聚羧酸锌水门汀(zinc polycarbox-ylate cement)是一种含氧化锌的粉剂,与含聚丙烯酸的液剂反应而成的水门汀。
(1)组成
(2)性能
1)凝固反应
当粉液调和后,碱性的氧化锌与碳性的聚丙烯酸发生中和反应,通过Zn2+与聚丙烯酸链上的—COOH反应生成聚丙烯酸锌,形成交联的网状结构而凝固。
2)黏结性能
该水门汀除了能与牙和修复体形成机械嵌合力外,还能够与牙中的Ca2+发生一定程度的络合反应,未反应完的—COOH还可与牙表面的—OH形成氢键,而已离解的COO-可与牙中的Ca2+产生一定的正负离子吸引力,因此,黏结力高于磷酸锌水门汀,对人牙釉质和牙本质的黏结强度分别为3~10MPa
和2~6MPa。
3)理化性能
该水门汀在调拌后5~8min凝固,固化物的机械强度不高,1天后压缩强度约为80MPa,拉伸强度约为7MPa,表面硬度为20HV,在人工唾液中的溶解率为1.42%质量分数。因为聚丙烯酸中—COOH基团的离解常数较低,溶出物的酸性较低,在唾液中,该黏结剂还可释放出氟,从而具有防龋的作用。
4)生物学性能
聚羧酸锌凝固后,溶出的酸性物较少,对牙髓及牙龈的刺激较轻,但不能促进继发性牙本质的形成,对暴露的牙髓会引起不同程度的炎症,故不能用于直接盖髓。
(3)应用
由于该水门汀具有较好的黏结性能和生物学性能,常用于固定修复体如冠、嵌体、桥的黏结固位,还可作为深龋和银汞合金充填时的直接衬层及垫底,衬层及垫底后不必使用磷酸锌水门汀。该水门汀不宜在主要受力处使用,因它在应力作用下会逐渐变形,也不能直接用于盖髓或保髓,但适宜作为儿童龋洞的充填治疗。
临床使用时首先用水、酒精或过氧化氢溶液清洗牙体和修复体表面,经隔湿、干燥后进行黏结和充填。通常按粉液比1.5:1(质量比)进行调和,并在清洁、干燥的玻璃板或专用调和纸上进行。由于液剂黏稠度大,且在空气中水分易挥发而变得更稠,故应在30~40s的时间内,将粉逐份加入液剂中,迅速调和均匀。用作黏结时,为获得良好流动性可稍调稀。此外,应及时用湿棉球擦净残留在牙体、修复体、调和器皿表面的水门汀,否则待水门汀固化后很难除去。
3.玻璃离子水
门汀玻璃离子水门汀(glass ionomer cement)是由硅酸铝玻璃粉和聚丙烯酸液反应,生成的含离子键的聚合体。该类水门汀同时具备了硅酸盐玻璃粉的强度、刚性、氟释放性以及聚丙烯酸液体的生物性和黏结性。近年来,在传统的玻璃离子水门汀的基础上,开发出树脂改良性玻璃离子体,即玻璃离子复合体。
(1)组成该水门汀通常由两组分构成,即粉剂和液剂。
粉剂:玻璃离子水门汀的粉剂由SiO2-Al2O3-CaF2-AlPO4-Na3AlF6组成,近年来,粉剂的成分有了变化,增加了钠含量而减少了氟含量,目的在于获得半透明性和X射线阻射性以及避免氟过多症。
液剂:早期使用的液剂为聚丙烯酸水溶液,为获得良好的操作性能和固化性能,还加入了5%质量分数以下的酒石酸。为进一步得到更高分子量的聚合物且不发生凝胶,又采用丙烯酸与衣康酸或马来酸,形成共聚物。这样制得的共聚物水溶液不仅防止了液体凝胶,而且增加了反应活性,可获得更佳的物理机械性能。
近年来开发出几种新型的玻璃离子水门汀及其改性产品。
一类是单一的粉剂型,它由上述玻璃粉和经过真空干燥的丙烯酸共聚粉构成,使用时仅需用水或酒石酸溶液调和即可。采用分子量较高的丙烯酸类聚合物可改善水门汀的物理机械性能,但将聚合物制成溶液则容易发生凝胶,其溶液黏稠度大,不利于与粉剂调和,制成单一粉剂型则克服了上述不足,能够获得较好的理化性能和操作性能。
另一类是光固化玻璃离子水门汀,其优点是延长了操作时间。它也由粉和液组成,粉剂中加入具有光学活性的硅酸铝盐玻璃粉,液剂则由含有甲基丙烯酸酯支链的聚羧酸、2-甲基丙酸羟乙酯、光敏剂和水组成。当粉液混合时即发生一般玻璃离子水门汀所具有的凝固反应,但此时仅稠度增大,并不会凝固,需光照后发生自由基聚合反应才能固化,这两种凝固反应相互独立,互不干扰。
还有一类称为金属陶瓷水门汀,其液剂与一般玻璃离子水门汀相同,粉剂中加入贵金属细粉如银粉,同时加入5%质量分数的二氧化钛改善色泽。这类水门汀由于加入了金属微粉作为增强剂,其物理机械性能比传统的材料有了明显的提高。
树脂增强玻璃离子:在液剂中加入了18%~20%亲水性树脂成分,如甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)或BIS-GMA及相应的引发体系。一般是用树脂修饰羧酸的侧链接枝丙烯酸官能团使之既有与碱性玻璃反应的羧基,又有可以发生聚合反应的不饱和基团,聚合产物与聚羧酸盐水凝胶彼此缠绕形成互贯聚合物网络。树脂增强玻璃离子由于采用光固化,临床操作性能大大改善,材料的早期强度迅速增加,无须涂保护层,与牙体、复合树脂均有较好的黏结力,抗折性能和审美性都有所改观。
玻璃离子复合体:其实质是一种复合树脂,只是加入传统玻璃离子水门汀中的一些无机成分和聚羧酸,使用时表层吸收环境和牙体表面水分发生酸碱反应,整体仍以聚合反应为基础。该复合体可用于金属烤瓷修复体等的黏结,但不适用于全瓷冠、贴面等的黏结。
现有的传统玻璃离子水门汀主要有三种类型,主要用作黏结、充填和衬层及垫底,根据不同的用途和要求,材料的组成略有差异。
(2)性能
1)凝固反应当水门汀两组份调和后,聚丙烯酸及酒石酸中的—COOH基团与玻璃粉中所含的Al3+、Ca2+等离子进行配位络合,形成交联的网状结构,并将未反应的玻璃粉结合在一起,逐渐由糊状变为凝胶而固化。在固化过程中酒石酸起着重要的作用,在水门汀混合后,它在低pH的情况下优先与粉剂中的离子反应生成络合物。因聚丙烯酸盐络合物要在高pH时才能形成,这就防止了过早凝胶化,从而延长了水门汀的有效操作时间。
该水门汀在粉液混合后5min左右凝固,光固化型则在光照时才凝固,在凝固的早期阶段,生成聚羧酸钙凝胶,此时材料极易吸收水分,可被侵蚀和溶解。进一步反应生成聚羧酸铝后,水门汀才变得坚硬和不易溶解,这一过程至少需要30min。因此,在这段时间内一定要在水门汀表面涂布保护剂,防止水汽的侵蚀。
2)黏结性能在凝固的早期阶段,由于存在未完成反应的—COOH,材料呈现一定酸性。这些自由基团可与牙组织中羟基磷灰石的Ca2+结合而形成黏结力,其黏结边缘封闭性优于其他水门汀,玻璃离子水门汀与陶瓷和金属之间难以形成化学性结合,其结合主要是一种物理机械性黏结。陶瓷和贵金属表面经过适当处理后,才能与该水门汀产生较强的黏结力。
3)理化性能该水门汀的色泽与天然牙色接近,呈半透明状,能保持稳定,是一种热和电的不良导体,在人工唾液中有轻度溶解,固化24h后有较好的耐磨性,这些性能均优于其他水门汀,但其机械强度却低于复合树脂和银汞合金。加入金属微粉增强的金属陶瓷水门汀,其机械强度和耐磨性则有很大的改善。
玻璃离子水门汀固化后可持续释放氟,有一定的防龋作用,该水门汀在凝固过程中溶出物呈酸性,造成对牙髓的刺激。在这种由溶出的H+和食物所形成的酸性环境中,该水门汀的表面将会产生腐蚀,由于这种表面腐蚀,以及表面扩散和磨损,经一段时间后其表面将发生一定程度的分解,但这种分解均低于磷酸锌和聚羧酸锌水门汀。
4)生物学性能玻璃离子水门汀在凝固过程中,其溶出物的pH小于3,呈酸性。它对牙髓所产生的刺激性略强于改进的氧化锌丁香酚水门汀和聚羧酸锌水门汀,而明显低于磷酸锌水门汀。
(3)应用
1)应用范围
由于玻璃离子水门汀具有良好的黏结性、生物安全性、抗龋性和耐溶解性等特点,目前已广泛用于黏结、充填和衬层及垫底等方面。通常Ⅰ型用作黏结固位,Ⅱ型用作充填修复,Ⅲ型用作衬层及垫底。
传统型玻璃离子水门汀的机械强度较低,不能用于充填恒牙的 Ⅱ、Ⅳ类洞及受力较大部位,但可用于乳牙所有洞形的修复,对于恒牙的修复多用于 Ⅲ、Ⅴ类洞,尤其适宜作楔状缺损的修复。近年出现的金属陶瓷水门汀,其机械强度和耐磨性有了明显提高,它可以作为牙本质的替代物而广泛用于内冠(核)制作、Ⅱ类洞修复、乳牙修复、嵌体洞衬、根管治疗、金属冠和嵌体边缘破损的修补等方面。
玻璃离子对洞形的要求不严,不必预备特殊的洞形,但对较深的窝洞应作衬层及垫底,最好用硬质氢氧化钙衬层及垫底,当牙髓暴露时,不能用该材料作衬层垫底或盖髓,此外,该水门汀还可用作预防性充填和窝沟封闭,以防止龋蚀的发生。
2)使用方法
通常用作充填修复按粉液比3:1(质量比),作黏结用按粉液比(1.25~1.5):1(质量比)取适量的粉液放置于清洁、干燥、冷的玻璃板上,因为液剂中的水分容易挥发而改变酸/水比例,故一旦完成粉液的取量,必须尽快进行调和,且应在45s内完成调和。然后用塑料器械将水门汀充填或涂覆于所修复部位,最好采用成形片协助塑形和保护材料表面。一旦取下成形片且进行边缘修整时,必须立即采用配套的清漆或凡士林,甚至最好采用单组分的光固化树脂黏结剂涂抹在材料表面以提供保护,直至水门汀完全固化。
总之,临床使用玻璃离子水门汀时,必须严格按照调和程序,并在水门汀固化时提供仔细的表面保护,才能获得良好的修复效果。
银汞合金
银汞合金(silver amalgam)是历史最悠久的充填材料,在现有的充填材料中,银汞合金具有最大的抗压强度、硬度和耐磨性,且性能稳定,对牙髓无刺激,可塑性大,操作方便,由于银汞合金固有的优点和近年来的不断改进,目前,它仍是后牙的主要充填材料,因其颜色与牙体差别大,对牙体组织无黏结性,对窝洞的固位性及抗力性有较高的要求及汞的防护等问题限制了它的使用。
一、银汞合金的组成
银汞合金的产品,一般分为汞和银合金粉两个组分,临床使用时现场调制,立即进行充填,传统型银汞合金和新型银汞合金有许多不同,其差别在于银汞合金粉的组成各异。
银汞合金大多含有银、汞、锡、铜、锌,这些组分按一定比例混合调制后,产生汞齐化,形成稳定坚硬的合金。
二、银汞合金的汞齐化
当调拌银汞合金时,不是合金粉熔于汞中,而是汞熔于合金粉中,形成多种金属化合物,这个过程称为汞齐化,其反应均遵循下列过程:
Ag3Sn(γ2相)过量+Hg→Ag3Hg4(γ1相)+Sn8Hg(γ2相)+Ag3Sn(γ相)(未反应者)γ2相极不稳定,易被腐蚀,对合金的物理机械性能极为不利,为消除这个相,可以把合金中的铜含量增加,这种铜含量高达10%~30%的银合金粉,称为高铜合金,高铜合金在口腔内还要发生第二个固化反应,持续几天。
Sn8Hg(γ2相)+Ag3Cu2→Ag3Hg4(γ1相)+Cu6Sn5由于足够量的Ag3Cu2与Sn8Hg(γ2相)反应,所以γ2相就大为减少,甚至消失,这样银汞合金的蠕变和腐蚀性都很小,机械性能得以增强。
应当指出的是,银汞合金的固化是逐步的,强度也是逐步增强的,充填20min强度仅有6%,8h达70%~90%,24h以后变化极小,完全固化要一周以上,所以,银汞合金充填后24h内不能用患侧咀嚼。
三、银汞合金的性质
(一)强度
银汞合金的强度是当今临床应用的各种充填修复材料中强度最大的一种。但是银汞合金的弹性模量较小,受到冲击应力时,应力倾向于集中在体积较小的部位。因此,银汞合金修复体的边缘区域较脆弱并常常易断裂和破碎,这种边缘区域的脆弱是银汞合金本身固有的,不可能完全消除,临床应用时应尽量将这种缺陷减少到最低限度。
(二)体积变化
银汞合金调和好后,早期20min内体积有收缩,此后即有膨胀,6~8h后渐趋于零,24h后就基本稳定,含锌银汞合金可能发生迟缓性膨胀,高铜银汞合金体积变化最小,银汞合金的体积变化,对临床应用有很重要的关系,少许膨胀,可使充填物与洞壁密合得更好,不易出现边缘微漏,膨胀过大,充填物胀出,可将压力传至牙髓腔,引起疼痛,银汞合金在咀嚼压力的作用下可发生一种缓慢而微小的体积变化,称为蠕变,可导致修复体边缘折裂。
(三)腐蚀性
银汞合金中存在多种不同金属元素及不同的相结构,这些不同的金属元素和不同的相都有不同的电极电位,在口腔特定的环境中以唾液为电解质,构成许多原电池,在正极和负极间产生电化学反应,这被认为是银汞合金发生腐蚀的主要原因。
银汞合金的腐蚀有两种表现形式,一种称失泽(tarnish),主要由口腔中的细菌、食物及硫化物、氯化物、氧化物等造成,表现为充填体表面失去光泽、发暗或变色,但无实质性缺损。另一种表现为表面晦暗且有实质性缺损,称腐蚀(corrosion),临床可见明显的小凹坑或表层片状剥脱,大多由电化学腐蚀所致。为了增加银汞合金充填物在口腔内抵御腐蚀的能力,充填物固化后应抛光,抛光后的银汞合金抗腐蚀能力增强。
(四)可塑性
调和后的银汞合金为膏状物,表面银灰色,在调和后15~20min内可塑性好,可塑成各种形状,20min后可塑性逐渐减小,不易填满窝洞各部。此时再加汞,虽可改善其可塑性,但其成球性增加,合金难与洞壁形成良好结合。
(五)传导性
银汞合金为良好的导电导热体,能将冷热和口腔内产生的微电流传导到牙髓,引起疼痛,因此对深的窝洞用银汞合金充填时应先作窝洞衬层。
(六)耐热性
银汞合金耐热性较差,固化后的银汞合金加热至60~80℃,则汞游离出来,冷却后汞又合金化而消失,因此在食用温度高的食物和饮料时,可导致汞从合金内溶出。
(七)毒性
银汞合金对牙髓没有明显毒性和生物致敏性,但银汞合金未固化之前的汞蒸气,对操作者有不可忽视的毒害作用。
Stock对汞中毒的描述
如下:①头痛与眩晕逐渐加重,视觉混乱,视物呈双影;②引起鼻炎、喉炎、耳痛、重听、易流口水,眼及口腔黏膜发生炎症;③内脏障碍,下痢及闭尿等;④晚期产生神经系统的障碍。
近些年来,对银汞合金中加氟进行研究,以期减少继发性龋的产生。迄今加入的氟化物有氟化钙、氟化钠、氟化胺、氟化亚锡等。一般认为含氟银汞合金修复体有抑制继发性龋的发生及促进釉质再矿化的作用。含氟银汞合金尤其适用于乳牙,因乳牙对压缩强度及耐久性要求较低,而继发性龋的发生率却较高。
四、银汞合金的应用
银汞合金尤其适用于后牙充填,在应用时要注意调和比,充填完毕注意磨光。
银汞合金充填时窝洞预备特点:①要有一定的深度和宽度,使其有足够强度和固位;②窝洞应为典型的盒状洞形,必要时应增加辅助固位形,以使修复体具有良好的固位;③洞面角应成直角,不在釉质壁作短斜面。
将银汞合金充填入制备好的窝洞中时必须严格隔湿,可用橡皮障、吸唾器及棉球纱布隔离唾液。不要用手接触银汞合金调和物,应用银汞合金输送器将其输入窝洞内,然后用银汞合金充填器加压充填,充填时的压力应大些,这样能提高固化后银汞合金的抗压强度和抗腐蚀性。操作时必须避免气泡产生。充填后3~5min即可雕刻成形,塑形应在20min内完成。银汞合金充填后,一般在24h后进行磨光。光滑的表面可防止食物滞留,提高耐腐蚀性,减少孔隙、增加强度,延长修复体的寿命。
五、汞的污染与防护
汞对人体是有害的。汞的污染,对患者来说,主要是通过消化道而受到影响,对医务人员来说,则主要是通过汞的蒸汽从呼吸道或通过皮肤直接接触而受到影响。此外,从口腔内清除的银汞合金残渣或压出的汞,被排入下水道,可使附近的水源受到污染。
临床在应用银汞合金时应注意防护,如汞应保存在不易破损的密闭容器中,且远离热源,最好采用胶囊包装。调拌最好在密闭的调拌箱内进行,不要用手直接接触汞。应保持诊疗室内通风良好,地面、墙壁保持光洁,如有可能的话可涂防汞涂料。从口腔内清除的银汞合金碎屑应保存在装有水的容器中集中回收处理。决不可对银汞合金或汞加热,对医务人员进行体内汞蓄积量的测定。
复合树脂
复合树脂(resin composites)是一类由有机树脂基质(resin matrix)和经过表面处理的无机填料(inorganic filler)以及引发体系(initiating system)等成分组合而成的高分子牙体修复材料,广泛用于各类牙体缺损的直接和间接修复。
由于银汞合金充填材料存在汞毒害、色泽不好等特点,人们一直在寻求一种安全有效的牙体修复材料以取代银汞合金,1962年Bowen成功地合成出一种具有特殊结构和性能的树脂单体BIS-GMA,从此以BIS-GMA及其酸性化合物为树脂基质,并加入无机填料的复合树脂进入了口腔医学领域。近年来,复合树脂在基质、无机填料、固化方式等方面作了许多改进,其物理机械性能和操作性能已得到很大提高,它不仅可作为前牙牙体缺损的充填和覆盖,而且可作后牙缺损的充填修复,而且由于复合树脂与牙体之间具有较好的黏结性能,为获得固位而进行的牙体制备,已由传统的机械制备而逐渐转向符合口腔生理特点的生物性制备,从而使复合树脂成为牙体缺损修复治疗中一类重要材料。
一、复合树脂的分类
复合树脂在树脂基质、填料、剂型和固化方式等方面经历了不断的更新,现已有多种类型的产品用于临床。根据不同的分类方法,复合树脂可分为以下几类。
二、复合树脂的组成
(一)树脂基质
树脂基质是复合树脂的主体成分,主要作用是将无机填料等复合树脂的各组分黏附结合在一起,赋予其可塑型、固化特性和强度,其含量为15%~50%质量分数。
树脂基质由含有两个或两个以上的甲基丙烯酸酯的单体构成,基质中应用最多的是双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯、氨基甲酸酯双甲基丙烯酸酯等单体。由于这些单体黏度很大,不能混入足够量的无机填料,难以获得所需的增强效果和可塑性。加入部分低黏度稀释单体共同组成树脂基质,即可满足要求。使用最多的稀释单体是双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯。
树脂基质将无机填料等组分结合起来形成可塑型的糊剂,从而赋予材料良好的操作性。进一步通过交联反应由糊状物变成不溶的坚硬固体,使复合树脂具有优良的物理化学性能。但是,目前所采用的甲基丙烯酸酯单体在固化时所发生的聚合收缩是复合树脂的一大缺陷。
(二)无机填料
无机填料的作用是赋予复合树脂良好的物理机械性能,减少树脂的聚合收缩,减小线胀系数,某些填料还具有遮色和X射线阻射的作用。无机填料的种类、所占的体积分数、粒度大小和分布、折射率、X射线阻射性以及硬度等因素对复合树脂的物理力学性能和临床应用有重要影响。
1.填料种类
最常用的无机填料主要是石英、气相二氧化硅,以及含有钡、锶、锆的玻璃粉和陶瓷粉,此外还有氧化硅、羟基磷灰石等。为了使复合树脂具有天然牙的半透明性,填料与树脂基质的折射率应相互匹配。
2.填料含量
为获得良好的物理力学性能,复合树脂中应含有尽可能多的无机填料,通常占35%~90%质量分数或20%~77%体积分数。填料在树脂基质中的加入量主要受填料的表面积和粒度的影响。填料越细,表面积越大,加入量就越少,如气相二氧化硅,其表面积为50~300m2/g,即使加入少量也可使树脂变得很黏稠,通常在树脂中加入5%以下的气相二氧化硅以调节树脂糊剂的稠度。填料粒度的分布对加入量也有影响,较宽的粒度分布能有效地减少填料颗粒之间的空间,从而确保加入尽量多的填料。
3.填料的表面
处理无机填料在与树脂基质混合前,需要采用偶联剂进行表面处理,其目的在于使填料粒子与树脂基质能牢固连接在一起,使应力能够从塑性的聚合物传递到刚性的无机填料。能将无机填料与树脂基质结合在一起的物质称为偶联剂。钛酸酯、锆酸酯、有机硅烷等均可用作偶联剂,但最常用的是有机硅烷。
(三)引发体系
1.化学固化引发体系
由室温氧化还原引发体系引发树脂基质聚合,常用的氧化剂或引发剂是过氧化苯甲酰,常用的还原剂或促进剂为叔胺,如N, N-二羟乙基对甲苯胺、N, N-二羟乙基-3-4甲基苯胺。有些产品采用对甲苯亚磺酸或其钠盐作为还原剂,或采用三丁基硼与氧构成TBB-O引发体系,或用巴比妥酸及其衍生物与铜离子和氯离子构成TMTB引发体系。
化学固化型复合树脂由粉、液或双糊两组分构成,其中一组分含有约1%树脂单体质量分数的引发剂如BPO,另一组分含有0.4%~4.0%树脂单体质量分数的还原剂如DHET,使用时两组分等量调和后,室温下3~5min固化,同时产生聚合热。
2.可见光固化引发体系
由光敏剂或光引发剂加上胺活化剂构成可见光固化引发体系,在受到适当波长和能量的可见光照射时,两者发生反应形成自由基而引发单体聚合。常用的光敏剂是樟脑醌,含量约为树脂糊剂的0.25%质量分数。
可见光固化复合树脂需要专门配套的光固化灯,一般采用石英-钨-卤素灯作为光源,所产生的白光通过过滤器滤掉红外光和波长在500nm的可见光,再用光导纤维将蓝光导入口腔中。此外,采用固态发光二极管(LEDs)也可发出波长在450~490nm的蓝色光,且LEDs灯不需要滤色镜,寿命长,不产生明显的热。
3.光化学固化引发体系
其产品又称为双重固化复合树脂,即同时采用化学固化和可见光固化引发体系,但两者加入的浓度均低于单独使用的剂量,其目的在于利用两者的优点,既可增大固化深度,提高聚合转化率,又能保证充足的工作时间。
(四)阻聚剂
为防止复合树脂在生产、运输、贮存过程中的聚合,常用0.01%~0.05%树脂单体质量分数的2,6-二叔丁基对甲苯酚、对羟基苯甲醚等作为阻聚剂,阻止单体聚合而获得足够的有效贮存期。
(五)其他助剂
为获得复合树脂与天然牙色泽相匹配,需加入0.001%~0.007%质量分数的着色剂和遮色剂,如钛白、氧化铝、铬黄等。此外,为防止复合树脂的光老化,需加入UV-327等紫外线吸收剂。
三、复合树脂的性能
(一)物理性能
1.体积收缩复合树脂
聚合后均存在一定的体积收缩,收缩的结果导致复合树脂与牙体之间形成边缘微渗漏,继之产生继发龋及修复体松动脱落。聚合体积收缩与树脂基质单体的种类和填料的种类用量有关,采用预聚物单体,或用树脂单体将超微填料包裹制成大颗粒填料,以及对可见光固化型复合树脂进行分层固化,可在一定程度上减少聚合体积收缩。
聚合体积收缩的大小与复合树脂的种类没有明显关系,但收缩方向与复合树脂的种类有关,化学固化型向材料的中心收缩,而可见光固化型则向光源方向收缩。
2.线胀系数复合
树脂的线胀系数高于天然牙,复合树脂的线胀系数与树脂基质和无机填料的种类以及含量有关,在树脂基质相同的情况下,填料含量越多,线胀系数越小。
在口腔温度急剧变化时,复合树脂与牙体组织线胀系数的不匹配将产生较大的热应力而形成边缘裂缝,导致充填体松动脱落。
3.固化深度
可见光固化型复合树脂在接近光源的表层,聚合比较完全,当超过一定深度后,单体的聚合程度极小,树脂的强度非常低。
影响固化深度的因素包括复合树脂的组成、光固化器和操作条件等。一般而言,光固化引发体系含量越少、填料颗粒越细、填料含量越多、树脂颜色越深,固化深度越小。不同品牌的光固化器输出的光波长和光强度有所差异,应尽量选择相匹配的光固化器和复合树脂,确保树脂接受最大的光能量而有最大的固化深度。临床上可采用增加光照时间及尽可能使光源贴近修复体增加固化深度。难以接近的部位,或被牙体组织遮挡的区域,均会减小固化深度,需要延长2~3倍光照时间。
4.审美性能
主要指复合树脂的表面色泽、透明度、可抛光性和表面光洁度。前两者主要有着色剂和填料的类型决定,而后两者取决于填料的粒度和抛光等手段。
复合树脂在固化后有近似于天然牙的色泽和半透明度,化学固化型色调单一,而可见光固化型有多种色泽可供患者选择。所用复合树脂在口腔中使用一段时间后都存在轻微的变色,主要原因是复合树脂被磨耗后表面变粗糙,易沉积菌斑、食物碎屑而着色,另一原因是复合树脂与牙体之间存在边缘裂缝,有色物沿边缘沉积,从而出现线条状染色。
复合树脂在固化后可进行磨改修整和表面抛光,其修整和抛光效果与研磨器械和方法、树脂的种类有关。通常填料粒度越小,磨改抛光效果越好,表面光洁度和审美性能越佳。
(二)化学性能
由于复合树脂在口腔环境中短时间聚合固化,可出现聚合不完全、材料内部存在尚未聚合的残留单体,单体量越大,复合树脂的机械性能越低,对牙髓的刺激性越大。
(三)机械性能
复合树脂具有较高的机械强度,能承受一定的咀嚼力,质韧而不易脆裂折断。复合树脂在固化后即具有足够的机械强度,随时间的延长,强度略有增加。无机填料含量较多、粒度较大的小颗粒型和混合型复合树脂的强度高于填料含量较小、粒度较小的超微型复合树脂。
现有各类复合树脂的耐磨性均不够理想,复合树脂耐磨性差的原因:一是树脂基质和无机填料本身的耐磨性不足,二是基质树脂与无机填料之间的结合力不够牢固。
(四)生物学性能
复合树脂充填窝洞后,由于其残存单体的溶出和聚合产热,对牙髓有刺激作用,造成术后过敏(postoperative sensitivity),其刺激性高于氧化锌丁香酚水门汀,而与磷酸锌水门汀类似。随时间的延长,炎性反应减轻直至消失。在用复合树脂进行深龋洞充填时,应进行护髓垫底保护,可以避免这种刺激。
复合树脂充填龋洞数年后,可能在洞缘再次形成龋环,即形成继发龋。产生继发龋的原因是由于聚合收缩、线胀系数不匹配和黏结力不足造成的边缘微漏。改善复合树脂与牙本质黏结性能、添加含氟成分等,已成为防止继发龋形成的有效手段。
(五)操作性能
复合树脂与银汞合金相比,在操作性能上有明显不足,复合树脂在固化前易出现形变,且须与黏结剂联合使用,才能保证固位和边缘封闭,而临床的黏结操作较为复杂,包括牙面处理、隔湿干燥、黏结剂的使用、复合树脂的充填等步骤,而目前要获得良好的黏结,尤其是与牙本质的黏结是比较困难的。
四、复合树脂的应用
复合树脂广泛用于多种牙体缺损的充填修复,也可用于嵌体(inlay)和高嵌体(onlay)、贴面等修复体的制作。
(一)窝洞预备特点
1.点、线、角应圆钝,倒凹宜呈圆弧形,以利于材料的填入和与洞壁密合。
2.只需磨除龋坏组织,不需作预防性扩展,在不承担咬力的部位可适当保留无基釉。
3.因其耐磨性差,Ⅰ、Ⅱ类洞应尽量避免置洞缘于咬接触处。
4.洞缘釉质壁应制成短斜面。
(二)临床操作要点
1.化学固化复合树脂
化学固化复合树脂的聚合反应程度主要依赖于两组分的比例和调和均匀性,因此两组分的取量应尽量准确,在30s内完成调和,注意防止空气的混入和调和器具的交叉污染,充填后用聚酯薄膜覆盖于材料表面,减少氧气的不利影响。
2.可见光固化复合树脂
为确保树脂尽可能完全固化,应采用高强度光固化器,光照时间不少于40~60s,树脂层厚度不超过2.0~2.5mm,分层固化,且工作头应尽量接近树脂表面,其距离不得超过3mm。当树脂太厚时,可分层固化,保证有足够的固化深度。
两类复合树脂在充填时,均应从底部向外采用增量充填法进行充填,并避免产生空洞和混入空气。另外,当窝洞较深接近牙髓时,首先应垫底,注意不能采用氧化锌丁香酚水门汀直接作垫底材料。
总之,由于复合树脂具有较好的生物安全性、良好的外观色泽和临床可接受的物理机械性能,尽管作为后牙修复材料在强度、耐磨性、防龋性和使用寿命方面不及银汞合金,但在口腔临床审美修复和部分后牙修复方面取得了很大的成功。
(刘党利;彭林红;程涛)