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编号:11428956
不同底板结构及黏接剂对托槽粘接强度的影响
http://www.100md.com 《福建医科大学学报》 2006年第3期
     摘要: 目的 观察不同种类的底板结构及黏接剂对金属托槽粘接强度的影响。 方法选择因正畸治疗拔除的上颌双尖牙,随机分为A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2共8组,每组10颗牙齿、10个托槽。A、B组选用UniteTM非混合型自凝黏接剂,C、D组选用TransbondTMXT光固化黏接剂黏接托槽;其中A、C组采用网底托槽,B、D组采用沟底托槽。经37 ℃人工唾液恒温水浴24 h后,以微机万能材料实验机分别对A1、B1、C1、D1组托槽进行抗剪切强度(SBS)和A2、B2、C2、D2组托槽进行抗张强度(TBS)的测定,并分别统计每个托槽上的黏接剂残留量(ARI)。 结果 底板因素对托槽的粘接强度有影响,无论采用何种黏接剂网底托槽的SBS及TBS均大于沟底托槽,差别具有统计学意义(P<0.01);黏接剂因素、底板结构与黏接剂的交互作用对托槽粘接强度的影响均无统计学意义(P>0.05);托槽SBS与TBS具有相关性(P<0.01);SBS测试组与TBS测试组组内ARI积分的差别均无统计学意义(P>0.05)。 结论 托槽底板结构可影响托槽粘接强度,网底托槽经微酸蚀处理粘接强度大于沟底托槽。

    关键词: 牙粘合; 义齿基托; 正畸学,矫正; 正畸托糟; 双尖牙; 黏接剂; 黏接强度

    在正畸治疗过程中,由于各种原因常导致托槽脱落。为了加强托槽与牙面之间的粘接强度,学者们一方面不断改进托槽底板的设计,另一方面不断提高黏接剂的粘接性能。目前临床上较常用的托槽底板结构包括沟底、网底两种,这两种类型托槽的粘接强度相比较情况如何,不同种类黏接剂对其粘接强度是否有影响,是临床上正畸医师十分关注的问题[12]。笔者采用临床常用的化学固化型及光固化型黏接剂,对两种不同底板结构的托槽粘接强度进行比较研究,以期为临床上金属托槽的直接粘接技术提供参考。

     1 材料与方法

    1.1 材料

    1.1.1 牙齿的选择选取临床上因正畸治疗而拔除的上颌双尖牙,要求釉质完好、无龋坏、非四环素牙、非氟斑牙,且未经牙体牙髓治疗。收集的牙齿经高压灭菌器进行消毒(127 ℃,20 min)后[3],用不含氟的釉质抛光膏抛光釉质表面,冲洗干净置于蒸馏水中备用。

    1.1.2 主要材料及设备标准型沟底方丝弓托槽、迷你型网底(微酸蚀)直丝弓托槽(牙位均为上颌双尖牙)、UniteTM非混合型自凝黏接剂、TransbondTMXT光固化黏接剂及OrtholuxTM LED光固化灯(美国3M有限公司)。微机万能材料实验机(深圳瑞格尔仪器有限公司),扫描电镜(XL30型,荷兰飞利浦有限公司)。恒温水箱(上海跃进医疗器械厂),水浴采用人工唾液,成分如下[4](g/L):KCl 1.3,NaCl 0.1,MgCl2 0.05,CaCl2 0.1,NaF 2.5×10-5,KH2PO4 0.035,ZnSO4 0.162,蛋白胨0.5(去离子水配制);实验温度(36.5±0.5)℃,介质的pH为7.0。

    1.2 方法

    1.2.1 实验分组 采用完全随机分配原则,分8组,每组10个托槽、10颗离体牙。具体如下:(1)A1、A2组:迷你型网底直丝弓托槽+UniteTM非混合型自凝黏接剂;(2)B1、B2组:标准型沟底方丝弓托槽+UniteTM非混合型自凝黏接剂;(3)C1、C2组:迷你型网底直丝弓托槽+TransbondTMXT光固化黏接剂;(4)D1、D2组:标准型沟底方丝弓托槽+TransbondTMXT光固化黏接剂。A1、B1、C1、D1组检测并记录每次托槽脱落的抗剪切强度(SBS)及黏接剂残留指数(ARI),A2、B2、C2、D2组检测并记录每次托槽脱落的抗张强度(TBS)及ARI。

    1.2.2 托槽粘接37%正磷酸酸蚀牙面30 s,冲洗、干燥后按照黏接剂的使用说明将托槽粘接到离体牙的颊面中心位置,托槽的轴与牙体长轴一致,探针去除托槽四周溢出的多余黏接剂,光固化黏接剂采用LED光固化灯固化。所有托槽粘接均由同一个操作熟练的正畸医师操作。粘接后样本置放约30 min,备用。

    1.2.3 试件水浴托槽粘接完毕后,将牙齿根部埋入方形自凝塑料基座,基座的顶部达牙体的釉牙骨质界,牙冠外露。包埋好的试件放入37 ℃的人工唾液中恒温水浴24 h后,取出晾干。

    1.2.4 托槽SBS检测参考文献[5]方法:将A1、B1、C1、D1组托槽置于微机万能材料实验机上,调整托槽位置使实验机剪切刀刃平行于托槽粘接面切面,并以0.5 mm/min速度对托槽施以剪切力,直至托槽脱落。记录最大剪切力值,根据托槽底板的面积,计算出SBS。

    1.2.5 托槽TBS检测参考文献[6]方法:用双股0.3 mm结扎丝将A2、B2、C2、D2组托槽栓扎后,置于微机万能材料实验机上,调整托槽的位置并使实验机以1 mm/min的速度对托槽施以垂直于黏接面切面的持续拉力,直至托槽脱落。记录最大拉力值,根据托槽底板的面积,计算出SBS。

    1.2.6 ARI评价分别统计每个托槽脱落后底板上的ARI,换算成积分,换算方法如下[7]:5分为残留量100%,即黏接剂全部覆盖于托槽底板上;4分为90%<残留量<100%;3分为10%<残留量<90%;2分为残留量<10%;1分为残留量0,即没有黏接剂在托槽底板上托槽上。

    1.3 统计学处理检测数据以x±s表示,采用SPSS 11.5 for windows进行统计学处理。SBS与TBS均采用两因素两水平析因设计的方差分析。SBS与TBS之间相关分析采用Pearson相关分析。ARI积分采用KruskalWallis H检验。P<0.05为差别有统计学意义。

     2 结果

    2.1 两种托槽底板在电镜下的表面形貌网底托槽底板上焊接的网丝纵横交错形成一定规格的网孔,为底板与黏接剂的结合提供了机械固位,底板的边缘为网丝末端或网丝交接焊接的部位,较不规则(图1)。沟底托槽为整体铸造,底板上压轧的沟槽较开放,底板边缘规整(图2)。

    2.2 托槽SBS与TBS的实验结果使用自凝黏接剂的两种托槽SBS均大于光固化黏接剂组,而TBS均小于光固化黏接剂组,但差别无统计学意义(P>0.05)。网底托槽分别采用2种黏接剂粘接的SBS及TBS均大于沟底托槽,差别具有统计学意义(SBS:F=15.563,TBS:F=32.601,P<0.01)。托槽底板结构与黏接剂的交互作用对托槽SBS及TBS影响均无统计学意义(P>0.05)(表1)。经Pearson相关分析,托槽SBS与TBS具有相关关系(P<0.01)。

    底板的边缘为网丝末端或网丝交接焊接的部位,较不规则

    图1 迷你型网底直丝弓托槽底板结构(SEM ×25)(略)

    底板上压轧的沟槽较开放,底板边缘规整

    图2 标准型沟底方丝弓托槽底板结构(SEM ×25)(略)

    表1 不同底板结构及黏接剂对托槽粘接强度的影响(略)

    n=10. SBS:抗剪切强度;TBS:抗张强度.与网底托槽比较,☆:P<0.01.

    2.3 ARI积分的统计分析A1、B1、C1、D1组托槽脱落后的ARI积分见表2,其中82.5%托槽的ARI积分≤3,经统计学KruskalWallis H检验各组间差别无统计学意义(P>0.05)。A2、B2、C2、D2组托槽脱落后的ARI积分见表2,其中70%托槽的ARI积分≤3,经统计学KruskalWallis H检验各组间差别无统计学意义(P>0.05)。

    表2 托槽抗剪切强度、抗张强度测试组的ARI积分(略)

    n=10. ARI:黏接剂残留量;SBS:抗剪切强度;TBS:抗张强度.

     3 讨论

    众所周知,金属与黏接剂之间难以发生化学反应,金属托槽与黏接剂之间的粘接主要依靠机械固位。因此,底板的设计对金属托槽的粘接强度起着至关重要的作用。目前临床上较常用底板托槽有沟底(燕尾形)托槽、网底托槽。而评价托槽粘接性能主要是通过测试托槽粘接的SBS与TBS进行。早期研究认为网底托槽的TBS大于沟底托槽,而沟底托槽具有较强的SBS[1,8]。本实验结果网底托槽TBS明显大于沟底托槽。网底托槽TBS大于沟底托槽取决于底板结构的差别:扫描电镜下见网底托槽底板上的网丝纵横交错形成一定规格的网孔,使黏接剂渗入网孔后能与底板形成较强的机械嵌合结构,有利于其抗拉伸作用,而沟底托槽底板上的沟槽结构较网底托槽底板上的网孔结构开放,对抗拉伸能力不利。同时还观察到,网底托槽底板边缘为网丝末端或网丝交接焊接的部位,结构较不规则;而沟底托槽由于底板边缘规整,可与牙表面之间形成良好的封闭性,且水平向的沟槽与剪切力方向垂直,有利于托槽抗剪切作用,以上观察结果可能与早期研究结果沟底托槽具有较强的SBS有关[1,8]。笔者的实验结果与文献报道相反,即沟底托槽的SBS低于网底托槽,其原因可能与实验中网底托槽底板经过微酸蚀处理有关:即经过微酸蚀处理后托槽底板变得粗糙,不但增加了托槽的有效粘接面积同时也提高了底板的机械嵌合作用,使粘接强度明显增大[9]。因此,经过微酸蚀处理的网底托槽TBS与SBS均大于沟底托槽(P<0.01)。

    与金属托槽粘接性能有关的因素还有黏接剂的种类。Wendl等认为化学固化型较之光固化型的复合树脂具有较强的粘接强度[2]。笔者实验采用的UniteTM非混合型自凝黏接剂、TransbondTMXT光固化黏接剂分别属于目前临床上常用的化学固化型与可见光固化型黏接剂。以往光固化黏接剂常采用卤素光灯作为光源,该光源使用时产热高、易散失光能,影响黏接剂的完全固化。笔者实验采用的固化光源发出的光属于高强度的光,光源集中、连续性强,且波长为激活大多数复合物的最适波长;与传统的卤素光相比,该光源能在较短时间内使复合树脂黏接剂硬度更高,有助于黏接剂更快地获得较强的机械性能[10]。实验表明,TransbondTMXT光固化组中沟底托槽与网底托槽的TBS均大于UniteTM自凝黏接剂组中同种底板结构的托槽,尽管二者的SBS均小于UniteTM自凝黏接剂组,但这种差别不具有统计学意义(P>0.05)。因此,可以认为在本实验条件下TransbondTMXT光固化黏接剂与UniteTM自凝黏接剂对托槽粘接强度影响无明显差别。

    为了使实验更接近临床实际,本研究对托槽的SBS、TBS、ARI指数进行综合测试分析。ARI指数是国际上衡量托槽与黏接剂之间粘接效果的辅助指标。ARI指数越高代表黏接剂与托槽之间的粘接力越强;反之亦然[11]。笔者的实验结果显示,所有托槽ARI积分范围为2.7~3.2,其中SBS测试组与TBS测试组中分别有82.5%与70%的托槽ARI积分≤3,各测试组内小组间ARI积分的差别均无统计学意义(P>0.05)。提示:无论采用何种托槽或黏接剂,托槽脱落的断裂面形式相似,主要出现在托槽与黏接剂之间,托槽底板与黏接剂之间的粘接力较安全,从而减小了釉质剥脱的危险。

    影响托槽粘接强度的因素众多,除了底板设计、黏接剂种类因素外,还受牙釉质、酸蚀等其他许多因素的影响。此外,由于口腔生理环境的特殊性,牙齿及其粘接部位在咀嚼过程中会受到压力、张力、剪切力、扭力等的综合作用,临床上托槽所受的力难以用上述的任何一种来单独表示。实验中各组托槽的SBS和TBS也显示有相关关系(P<0.01)。因此,对托槽粘接性能的评价应尽可能的采取综合分析,不仅参考体外实验检测结果,特别还应充分考虑临床效果,尤其是对远期效果的追踪观察。

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    (编辑:常志卫)

    作者单位: 福建医科大学附属口腔医院正畸科,福州350002;

    福州大学 测试中心,福州350002;

    武汉大学口腔医学院,武汉430079, 百拇医药(陈玉玲, 张端强, 吴维青, 魏艳华, 郑玲, 骆凯)