牙本质底涂剂的研究进展

发布时间:2021-09-21 04:43:32


  牙体缺损是口腔修复常见的疾病,粘接剂是修复过程中必不可少的材料之一,粘接技术、粘接材料的发展推动了微创牙体保存技术的进步,在恢复牙体形态功能的同时最大限度地保存牙体组织。目前,牙釉质粘接剂已能够获得良好的粘接持久性,但由于牙本质结构、位置的特殊性,牙本质的粘接还有很大的发展空间。

  临床牙本质粘接剂分为酸蚀-冲洗类和自酸蚀类,无论使用哪一类粘接剂,牙本质底涂剂都发挥着重要作用。酸蚀-冲洗类粘接剂中的底涂剂一般由亲水性单体、交联剂、光固化引发剂以及挥发性溶剂组成,挥发性溶剂能够携带水分挥发,有利于疏水性粘接剂进一步渗透入胶原纤维网中;自酸蚀粘接剂中的底涂剂的主要成分为酸性粘接性单体、挥发性溶剂以及光敏引发剂,此类底涂剂具有一定的酸性以及亲水性,能够溶解玷污层,并使玷污层下的牙本质脱矿。

  总之,底涂剂的使用有利于粘接剂与牙本质形成紧密粘接。因此,本文对近年牙本质底涂剂的研究进展进行综述。

  水和乙醇是常用的底涂剂溶剂。水能够使酸性单体离子化、引发牙体硬组织脱矿,当底涂剂中含水量增高时,酸性单体的电离率增高、酸蚀性增强;乙醇既能溶解亲水单体也能溶解疏水单体,并且可以通过挥发带走多余水分。当二者之间的比例发生改变时,自酸蚀粘接剂的粘接效果受到影响。当溶剂中乙醇与水含量不同时(分别为仅含乙醇、质量分数之比为7∶1、3∶1和1∶1,以及仅含水),各组混合层形成的树脂突形态、粘接强度、粘接失效的模式均不相同。

  扫描电镜观察发现,后4组混合层内形成的树脂突呈锥形或圆柱形,而仅含乙醇组形成的树脂突形态不规则。另外,含水量较高的实验组在6个月内的粘接强度较高;但由于含水量增加,乙醇与水形成的混合物蒸汽压降低,导致部分水分残留,加速混合层水解,因此在12个月后各组粘接强度之间没有显著差异,说明乙醇与水的比例在一定时间内影响粘接强度,但对结合模式不产生影响。

  自酸蚀粘接中底涂剂中的酸性粘接单体可与羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HAp)发生化学反应改善底涂剂与牙体硬组织的粘接强度。因此,具有代表性的酸性粘接单体10-甲基丙烯酰氧基磷酸二氢钙(10-methacryloyloxydecyldihydrogenphosphate,MDP)得到广泛应用。在“一步法”自酸蚀粘接中MDP与HAp通过稳定的化学键结合,形成有机-无机纳米结构,纳米层的厚度随着底涂剂中MDP浓度的升高而增加。此纳米结构能够显著提高拉伸粘接强度(tensilebondstrength,TBS)、粘接耐久性,并具有达到改善修复体的边缘密合性以及防止混合层降解的作用。但是当MDP被加入含有2-羟乙基甲基丙烯酸乙酯(2-hydroxyethylmethacrylate,HEMA)的“一步法”自酸蚀粘接中时,所形成的纳米结构明显变薄甚至消失。

  HEMA是一种可以提高粘接剂润湿性、增强基质渗透性、防止粘接剂相分离的极性单体。含有8%HEMA加入MDP底涂剂中作用于HAp后,无论采用X-ray或核磁共振检测,在HAp表面都未能发现纳米层的存在,即同时含有HEMA、MDP的“一步法”自酸蚀粘接剂在树脂-牙本质之间很难形成纳米层。因此,在树脂-牙本质之间形成稳定的纳米层的前提下如何保证底涂剂的润湿性仍需进一步研究。在MDP底涂剂加入无定型磷酸钙纳米粒子(amorphouscalciumphosphate,ACP)后,二者间可发挥协同作用,增强牙本质粘接强度。

  ACP与MDP在乙醇溶液中以Ca∶MDP物质的量的比为0.12∶1相互作用时,ACP纳米颗粒逐渐形成串珠状、树枝状结构最终形成间距恒定的排列紧密的纳米网状结构,即形成ACP-MDP悬浮液。经此悬浮液处理后的牙本质表面覆盖了一层性质稳定、与牙本质弹性模量相似的ACP-MDP复合物。复合物与牙本质之间形成稳定的化学键,明显提高了牙本质微拉伸粘接强度(micro-tesnislbondstrengths,MTBS)。另外,对于牙釉质而言,经MDP溶液处理后粘接强度明显提高是因为其表面玷污层被溶解,形成可被冲洗掉的水溶性钙盐。对于牙本质,单纯用MDP溶液对其表面进行处理只能形成非水溶性钙盐,不能彻底除去玷污层。而用ACP-MDP悬浮液处理过的牙本质表面能够形成水溶性钙盐、溶解玷污层,提高粘接剂与牙本质的结合强度。同时,实验证明自酸蚀的酸蚀剂对ACP-MDP无影响。因此,使用ACPMDP悬浮液对牙本质表面进行处理可提高修复体的粘接强度,提高修复体性能。

  对于氧化锆而言,采用含有MDP的底涂剂作用于牙本质表面后粘接强度、耐久性并不理想。近年由于氧化锆具有稳定的化学性质、良好的生物相容性、适宜的挠曲强度等优点,其被广泛应用于口腔修复领域。但氧化锆不含二氧化硅相,因此氢氟酸的酸蚀效果不佳。人们希望应用底涂剂以提高其粘接强度,PanaviaF是目前常用的牙本质粘接剂之一,其中的底涂剂、粘接剂中都含有MDP,这导致MDP过饱和,反而不利于MDP与HAp之间形成化学键,并且使PanaviaF粘稠度过高、润湿性降低,从而导致粘接强度降低、粘接失败率增高。

  若牙本质在使用底涂剂前后受到唾液污染,其粘接强度会显著降低。因此,控制唾液等污染成为临床所面临的挑战之一。随着橡皮障的应用,牙本质受到污染的情况有所改善,但对于儿童、残疾患者等仍需要采取进一步措施解决这一问题。研究发现,利用水不敏感底涂剂(moisture-insensitiveprimers,MIPS)的耐水性可有效解决这一问题。由于MIPS包括双酚A二缩水甘油醚二甲基丙烯酸酯和由衣康酸和丙烯酸形成的共聚物,并且溶于乙醇等亲水性的溶液,因此MIPS具有极强的耐水性。

  当在唾液污染的牙本质或底涂剂表面使用MIPS再处理后,该牙本质的粘接强度与不受唾液污染的牙本质基本相当,进而避免进行重新酸蚀的过程,简化了临床操作过程。

  龋病是导致牙体缺损的重要病因之一,因龋坏而致牙体缺损的患牙在修复过程中需要去除相应的龋坏组织,但近年顺应微创理念的发展,受龋坏影响的周围牙体组织应尽量保留,这也导致许多细菌残留在剩余牙体组织中。抗菌材料得到了进一步的发展,而具有抗菌作用的底涂剂能够大幅度减少甚至消除残留细菌,因此日益受到重视。具有良好生物相容性的季铵盐,单体银(Ag)作为抗菌剂在口腔材料中广泛应用。当带正电荷的季铵盐与带负电荷的细菌细胞膜表面相接触时,细胞膜电平衡受到干扰,细菌在内外渗透压作用下破裂死亡。

  Ag具有良好的生物相容性,当其存在于生物体内时,Ag+可以缓释的形式逐步释放,与细菌DNA复制相关的酶结合,影响DNA复制,进而达到长期抗菌的作用。二者加入底涂剂中能够赋予底涂剂强大的抗菌能力。有实验将含季铵盐二甲基丙烯酸酯(quaternaryammoniumdimethacrylate,QADM)、纳米银(nanoparticlesofsilver,NAg)以及QADM+NAg底涂剂作用于浸泡过变形链球菌的牙本质块以评价各组底涂剂抗菌能力。

  经提取剩余细菌并观察集落形成单位后发现,三组底涂剂都有抑菌的能力,其中QADM+NAg抑菌效果最好,QADM与NAg之间存在协同作用,并且当NAg含量提高时,单组分、双组分底涂剂抑菌效果都相应提高,证实NAg的抑菌能力与其浓度呈正相关。另外通过扫描电镜观察发现,三组底涂剂在牙本质表面都可形成形态良好的混合层,即QADM+Nag有利于底涂剂与牙本质的结合。同时研究发现在一段时间内光固化后的QADM+NAg底涂剂对残留细菌以及因微渗漏入侵的细菌仍然具有持续的抗菌作用,因此含双组份的底涂剂既发挥了窝洞消毒剂的作用,又发挥了维持抗菌效果的作用。

  在底涂剂中加入另外一种季铵盐——甲基丙烯酸二甲氨基异丙酯(dimethylaminododecylmethacrylate,DMAADM)同样也能提高底涂剂的抑菌作用。相对于QADM而言,DMAADM抗菌效果更加明显,并且杀菌能力随着DMAADM浓度的增加明显提高。研究表明只有在碳链足够长的情况下,季铵盐才可以发挥杀菌作用,并且杀菌效果随着碳链的长度增加而增加,DMAADM碳链长度较QADM更长,因此DMAADM杀菌效果更明显。因此,在底涂剂中引入季铵盐有利于提高底涂剂的杀菌作用、防止继发龋的形成,进而提高粘接修复体的耐久性。

  牙本质粘接的耐久性与粘接界面混合层的结构密切相关,结构致密的混合层在口腔环境中不易发生降解、破坏。部分胶原纤维由于脱矿和去纤维化而暴露胶原基质,同时因龋坏造成的酸性环境以及底涂剂、粘接剂中的酸性成分会激活牙本质中固有的基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMP)。在MMP的长期作用下,暴露的胶原纤维降解,混合层被破坏,进而影响粘接剂与牙齿之间的结合强度,降低粘接的耐久性。因此,研究者尝试在底涂剂中加入MMP抑制剂巴马司他以避免激活MMP。

  实验发现,含有巴马司他的底涂剂可明显抑制MMP活性,并且在混合层中树脂突的数量明显增加。这是由于巴马司他与MMP存在竞争性结合位点,MMP被不可逆的抑制,使底涂剂与胶原纤维紧密结合的同时,增强底涂剂的润湿性;与此同时,暴露的胶原基质受到保护,有利于粘接剂充分接触胶原基质,提高粘接强度和粘接耐久性。

  另一种MMP抑制剂唑来膦酸盐也可与MMP以及半胱氨酸组织蛋白酶产生化学结合,进而对MMP产生抑制作用。另外,在不影响MTBS的前提下,底涂剂中的唑来膦酸盐可与管状牙本质中的矿物质结合并堵塞牙本质小管,进而降低纳米渗漏的情况,进一步提高粘接耐久性。综上所述,牙本质底涂剂在提高牙本质粘接性能方面具有重要作用,如提高粘接剂对牙本质的粘接作用;具有抑菌作用,降低了修复后继发龋产生的可能性;当牙本质底涂剂中加入MMP抑制剂后,减少混合层的降解,有利于提高粘接剂的耐久性。所以拥有多种功效的底涂剂成为目前的研究方向。但底涂剂中多种成分共同存在,会相互影响各自发挥的作用,并且在临床操作中同时应用的其他制剂也可能影响自酸蚀底涂剂提高粘接强度。

  另外,伴随着牙本质脱矿,自酸蚀底涂剂中的酸性单体逐渐渗入并存留在牙本质内部持续发挥作用,甚至刺激牙髓导致牙髓暂时炎性改变。同时,底涂剂中某些成分会渗入牙髓腔内,与牙髓干细胞接触后抑制细胞生长,甚至发生细胞凋亡。因此还需对底涂剂的影响进行更加深入的研究,在简化临床操作的同时,平衡各成分之间影响,降低对外界因素的敏感性,使底涂剂最大限度提高粘接质量的长期稳定性。随着未来相关研究的不断深入,会有功能更多、效能更优、操作更简便的底涂剂被应用于临床,发挥更大的作用。

  来源:田子璐,于改改,王晗,刘昭影,李璇,朱松.牙本质底涂剂的研究进展[J].口腔医学,2020,40(02):161-164.