玻璃离子水门汀(glass inomer cement GIC)因有着缓慢的释氟性、良好的生物相容性及与牙釉质、牙本质的粘结性,在临床广泛用作牙体修复材料、洞衬剂、粘结剂等。在口腔固定修复领域,玻璃离子粘结剂已渐渐取代传统的磷酸锌粘结剂,但玻璃离子粘结剂的一大缺陷,即凝固初期遇水影响其后来的溶解性,继而影响其粘结强度。近年来,国内外对此现象均有研究报道,并对有关因素进行分析,现综述如下。
1.玻璃离子粘结剂的回顾
玻璃离子水门汀是硅酸盐水门汀和聚羧酸盐水门汀的衍生物,自20世纪70年代早期,作为粘结剂用于口腔临床。通常由粉剂和液剂组成,粉剂多为钙氟铝硅酸盐玻璃,液剂常为弱酸如甲基丁二酸、顺丁烯酸(马来酸)或丙烯酸的聚合物。使用时将粉剂与液剂按适当的比例混合凋拌均匀,两者发生酸性反应凝固而成。因为在凝固反应早期,液剂中未完全反应的羧基集团(—COOH)与牙齿组织羟基磷灰石上的钙离子,结合而形成粘结力。所以与磷酸锌水门汀相比,其边缘封闭性较优,且有着高的抗压强度(90—230Mpa),但还无体外研究表明在固位潜力方面,玻璃离子粘结剂确实优于磷酸锌粘固剂。
玻璃离子粘结剂在临床深受欢迎,主要是该材料具有释氟性,能够预防继发龋。其机理主要有两方面:(1)氟促进再矿化,(2)氟的直接抑菌作用—对酶的抑制作用,抑制致龋菌的生长。目前氟对再矿化的作用已得到充分论证,机制也已清楚,主要通过羟磷灰石摄入氟化物,使其溶解性降低并能改进晶体结构,使用显微放射技术观察微硬度和放射密度发现,即使仅增加少量的氟化物,也能加速再矿化过程。但氟对细菌是否有直接抑菌作用,以及粘结剂中释放的氟必须达到多大浓度才能产生抑菌作用,目前尚不清楚。然而可以明确的是,玻璃离子的凝固过程是酸性反应,该反应可以在没有氟对细菌直接作用的情况下,也有抑菌现象的发生。
玻璃离子虽已广泛用作牙体修复材料、洞衬剂、粘结剂等,但早期的玻璃离子还存在着耐磨性低、脆性大、抗压强度低、美观差、对水污染及脱水敏感等不良性能。为了克服以上缺点,Mathis等研制出树脂化玻璃离子粘结剂(resin-modified GIC),即树脂与玻璃离子的复合物。与普通型玻璃离于相比,其抗压强度及抗张强度略高,对牙釉质、牙本质粘结力及氟释放模式相似。另外,在凝固期间,遇水有较强的耐受性,溶解度低于普通玻璃离子粘结剂。
2.玻璃离子粘结剂凝固初期溶解性的影响因素
溶解性足评价垫底、洞衬、粘结、修复等材料性质的重要因素之一,在这些牙科材料中,粘结剂需要更多的时间来凝固,因此更易受到口腔唾液的污染。凝固过程中接触唾液可使粘结剂性能改变,直接影响粘结强度,进而影响义齿的粘结固位。玻璃离子粘结剂综合了砖酸盐水门汀强度,进而影响义齿的粘结固位。玻璃离子粘固剂,综合了硅酸盐水门汀及聚羧酸锌水门汀的优点,机械性能优于磷酸锌水门汀及聚羧酸水门汀。然而,玻璃离子粘结后冠边缘封闭缺陷,出现时间要早于磷酸锌,这可能与玻璃离子凝固初期对水污染敏感性;调制过程中粉液比不当等因素有关。
2.1 凝固初期遇水时间对溶解性的影响玻璃离子粘结剂凝固早期遇水敏感,原因是:(1)玻璃离子所含的钠离子,可与基质中的阴离子形成可溶性的化合物。(2)粘结剂酸性反应初期,存在游离的钙离子及铝离子,而铝离子与基质中阴离子反应速度较慢,在铝离子与阴离子结合前,易吸附水,随着凝固的进行,粘结剂变得越来越牢固,便阻止水渗入并能减少阴离子的向外转运。
Deniz等在实验条件下将4种玻璃离子粘固剂混合后,分别于3、6、9min接触去离子水,采用重量分析法,结果发现3-6rain期间粘结剂降解显著,而凝固9min后遇水,材料降解则大大减少,该实验结果与Oilo总结的玻璃离子在混合4-8rain内遇水降解显著相—致。Mojon等比较早期唾液污染对磷酸锌和玻璃离子粘结剂的影响,发现玻璃离子所受影响较大。他们认为这是玻璃离子具有亲水性的缘故,吸水后化学凝固过程受阻。因此他们得出结沦:为使玻璃离子粘结剂降解发生最低,应尽量做到15min内免受唾液污染。然而需要强调的是,玻璃离子早期降解最敏感的阶段,为混合后的最初6min。医学教育网搜集整理
2.2 粘结剂粉液比对溶解性的影响目前,市场上所售玻璃离子粘结剂品牌较多,如Fuiil,Dvract.Vitremer,Ketac-Cem,FuiiIILC等,它们之间的组成、粉液配比要求均有差别。
Setchell等对4种组成不同的玻璃离子溶解性进行评价,认为聚丙烯酸材料(Chemfil和AquaCem)的溶解性低于聚顺丁烯二酸材料(Ketac-cemh和Chelon),Oilo还发现,玻璃离子早期降解较高,可能与其中加入酒石酸有关,适量的酒石酸可以加速玻璃离子粉中阳离子的溶解,从而提高凝固反应。然而过多的酒石酸。便会导致材料的聚合度降低,在一定时间内基质形成减少,而基质的缺乏,则导致玻璃离子工作时间粘结性的降低,溶解性增加。
早在1977年,Crisp等就指出:玻璃离子粘结剂的粉液比对溶解度有影响,而Deniz等的结论也证实了这一点,粉液比值小的玻璃离子,早期溶解值偏高。树脂化玻璃离子包括光固化型及暗固化型,其中暗固化型类似于普通玻璃离子,只要按适当的粉液比混合均匀后,置于自然光之下即可。Brettm等以—‘种暗固化的树脂化玻璃离子粘结剂(Vitremer⑧3M)为对象,分别按145mg粉:35rug液、145rug粉:70rug液、145mg粉:105rug液混合后进行溶解性实验,结果显示,随着液剂的增加,溶解度增加。
2.3 技术操作因素对溶解性的影响操作时未严格按照粉液比要求进行配制,粉少液多致使凝固时间延长、粘结性降低、溶解性升高。为了改善这种局面,制造商开发出水硬固型玻璃离子(water-hardening glassionomer),即将干燥的弱酸聚合体加入到钙铝氟硅酸玻璃粉中,使用时仅需用水调和即可。这样便可防止因粉液比不当所造成的凝固不良。虽有文献报道水硬固型玻璃离子对早期水污染不太敏感,但要证实此结论,仍需进一步的研究。
当然,也不能简单追求降低溶解性而加大粉液比,如果调拌过稠,流动性降低,凝固时间缩短,临床操作困难,且不易达到适当的被膜厚度(ADA规定最佳被膜厚度为25-30gm),被膜增厚反而会引起粘结强度下降。另外,调拌速度和时间也是影响因素之一,这需要依靠使用者的操作熟练程度来改善。传统的手调型玻璃离子水门汀,调拌过程中常形成大的气泡,导致粘结性能的降低,而胶囊型玻璃离子水门汀的出现,使该影响因素最大限度地减少。
3.玻璃离子粘结剂早期溶解性的预防
首先,严格按照使用说明调制玻璃离子粘结剂,使其达到最佳性能要求。
其次,Mojon等,认为,早期水接触及唾液污染,大大降低玻璃离子粘结剂的粘结强度及固位效果。临床上可在冠戴上后,于其边缘涂抹石腊油,防止凝固中的粘结剂受到唾液污染,当然还可以使用其它的表面保护剂,如漆保护剂Vanish等。Rodrigues Garcia等,采用2种玻璃离子表面保护剂(Vanish和glaze-resin resin)进行对照实验,发现使用保护剂后,玻璃离子溶解性降低,差别有显著性。在所用保护材料中,Vanish效果较好,而操作过程中使用橡皮障则是最佳选择。
另外,还可选用—些已经证实性能较好,操作较为方便的粘结剂,如树脂化玻璃离子粘结剂,水硬固型玻璃离子粘结剂。相信随着研究的深入及产品的更新,玻璃离子的缺陷可得到弥补。