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临床常用树脂的辨别

来源:牙大师口腔医学网 作者:牙大师 时间:2021/5/20 访问:184次

临床常用树脂的辨别

复合树脂是一种由有机树脂基质和经过表面处理的无机填料以及引发体系组合而成的牙体修复材料。广泛用于各类牙体缺损的直接和间接修复。

牙用复合树脂起源于20世纪50年代,发展极为迅速,其研究和应用已取得很大的进展,在树脂基质、填料、固化方式等诸多方面进行了不断改进与提高,其物理机械性能和操作性能已得到很大提高,应用范围也逐渐扩大。特别是随着酸蚀技术和粘接材料的发展,使有机树脂与牙釉质粘接性增加,极大地扩展了复合树脂的应用领域。复合树脂是目前较为理想的牙用修复材料。其最突出的优点是美观、操作简单、经济有效,洞型制备较银汞合金简单,从而减少了对牙体组织的损伤和破坏。但聚合过程中产生的微渗漏及刺激性等,仍然是有待进一步解决的问题。

一、种类

复合树脂品种繁多,归纳起来大致可有以下几种分类方法:

(一)按填料粒度大小分类

1.传统型或大颗粒型复合树脂 填料粒径范围为3~75μm,典型材料是EB复合树脂。该材料压缩强度大,聚合过程中体积收缩,抛光效果差,表面粗糙,容易粘附菌斑、色素等,易磨损,对X线无阻射性。

2.超细填料复合树脂 填料粒径范围为0.1~3.0μm,由于填料粒度减小,耐磨损性能及可抛光性能明显改善,机械性能保持较高水平。常见产品有Z100(3M)。

3.超微填料复合树脂 属于纳米填料复合树脂,填料粒度极细,粒径范围为0.04μm以下。聚合收缩较小,机械性能与传统型相当。具有优异的抛光性能和保持表面光滑性能。适用于牙齿非承担咬合力部位的缺损修复,如Ⅲ类洞、Ⅴ类洞、牙贴面修复等。常见产品有:Durafill、Silux Plus(3M)等。

4.混合填料型复合树脂 大多数为微混合填料或超细混合填料,微混合填料由粒度0.6~0.8μm的超细填料和平均粒度0.04μm超微填料组成,此类复合树脂填料含量高达85%质量分数。此类树脂是目前应用较广的一种,具有良好的机械性能及抛光性能,聚合收缩、热膨胀系数、吸水率均较小。可用于前后牙修复。

(二)按固化方式分类

1.化学固化复合树脂 又称自凝复合树脂,多为粉、液剂或双糊剂,一组分含有过氧化物引发剂,另一组分含有促进剂,使用时两组分混合,室温下2~5分钟树脂聚合固化。该材料时间长易变黄色。

2.光固化复合树脂 采用光照射引发树脂聚合固化,又分为紫外光固化和可见光固化型,目前紫外光固化复合树脂已被淘汰。该材料为单一糊剂,固化后质地致密,颜色稳定性好。

3.双重固化复合树脂 多为双糊剂型,材料中既含有氧化还原引发体系,又含有光引发体系,使用时需要混合两组分。充填后可用光固化即刻进行固化,快速定形,然后材料内部继续进行氧化还原反应引发的自凝固化。临床常见制作冠核的复合树脂。

(三)按操作性能分类

1.流动性复合树脂 与一般复合树脂相比,该材料含无机填料较少,有良好的柔韧性,且呈现较好的流动性。容易充填较小的窝洞及倒凹。

2.可压实复合树脂 该材料含有较多的无机填料(70%~87%),填料堆积密度大,充填压紧时材料不易挤出,不粘器械,容易压实。塑型后不易变形,特别容易形成良好的后牙邻面接触点。临床主要用于后牙较大缺损的修复。

此外,按应用部位还可分为前牙和后牙用复合树脂、冠核复合树脂,按剂型可分为单糊剂、双糊剂和粉液型复合树脂,按临床修复过程可分为直接充填和间接修复及通用型复合树脂。

纤维增强型复合树脂常用来制作树脂纤维桩,一般由纤维增强的环氧树脂复合材料组成,也有用玻璃或石英纤维增强。该类材料具有坚韧的强度,弹性模量和牙本质接近,可减少牙折发生,并且具有重量轻、美观、操作方便等优点。

二、组成

复合材料树脂主要由树脂基质、稀释剂、有机或无机填料、引发体系、阻聚剂、着色剂及其他微量助剂组成。各成分的种类及含量因材料不同而不同。

(一)树脂基质

树脂基质是复合树脂可聚合部分的主体,主要作用是将复合树脂的各组成粘附结合在一起,具有可塑性、固化特性,它是决定复合树脂物理机械性能的主要成分。其含量为15%~50%质量分数。

树脂基质由含两个或两个以上的甲基丙烯酸酯官能团的单体构成,其分子结构通式可表示为:
图片
式中R代表有机基团。树脂基质应用最多的是双酚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。由于这些单体粘度很大,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。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

复合树脂主要用于修复牙体缺损,这就要求修复材料具有足够的机械强度,能够承受巨大的咀嚼力而不发生变形或破坏,必须加入较高强度的无机填料才能满足要求。

1.填料的作用

(1)改善复合树脂的物理机械性能,特别是压缩强度、弹性模量、硬度和耐磨性。

(2)树脂基质在固化时伴有较大的体积收缩,固化物的热膨胀系数也较大,加入填料后,使复合树脂的树脂基质的体积分数降低,从而减少复合树脂的体积收缩,降低热膨胀系数。

(3)降低复合树脂的吸水性,改善其耐老化性。

(4)加入适量的含钡离子、钨离子、锶离子填料,可提高复合树脂X线阻射性,便于用X线检查充填物的充填效果。

2.填料的种类 目前常用的无机填料有石英粉、玻璃微球、玻璃纤维粉、硅酸铝锂以及含有钡、锶、锆的玻璃粉和陶瓷粉。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。

3.填料的含量 为了获得良好的物理机械性能,复合树脂中应含有尽可能多的无机填料,通常占35%~90%质量分数和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。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,从而确保加入尽可能多的填料。根据不同的种类,填料粒度分布从0.02~100μm不等。粒度大小对色泽、抛光、固化深度也有重要影响。

4.填料表面处理 无机填料与树脂基质是两种截然不同的物质,其机械性能也相差较大。当将未经表面处理的无机填料与基质树脂相混合,所形成的复合树脂的机械性能较差,这是因为填料与树脂基质之间在界面处无结合力。为了提高填料与树脂间的结合力,常用一种称作偶联剂(coupling agent)的物质包覆填料的表面进行表面处理,偶联剂分子的一端能与填料表面形成化学结合,另一端又能与树脂发生化学反应,这样可以使树脂基质与填料牢固连接在一起。能将无机填料与树脂基质结合在一起的物质称为偶联剂。目前,最常用的偶联剂是有机硅烷,如γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷,简称KH-570。

5.几种复合树脂填料

(1)传统型复合树脂:多采用研磨石英粉,含量为70%~80%质量分数或60%~70%体积分数,填料平均粒度为8~12μm,粒度分布较宽,从1~100μm不等。

(2)小颗粒型复合树脂:多采用含有重金属的研磨玻璃粉,部分产品采用石英粉,通常在填料中加入5%质量分数的气相二氧化硅以调节树脂的粘度,填料总含量为80%~90%质量分数和65%~77%体积分数。填料平均粒度为1~5μm,粒度分布也较宽。由于填料粒度小,复合树脂在性能方面显示出较好的综合性能。

(3)超微型复合树脂:通常采用0.04~0.4μm的气相二氧化硅超微细粉。由于这类填料粒度极小,甚至小于光的波长,所以含有这类填料的材料能高度抛光,而且有透明性,但是因填料粒度极细,表面积大,填料的加入量受到了限制,所形成的复合树脂的弹性模量较低,强度也较差。

(4)混合型复合树脂:采用两种混合填料,即20%质量分数左右的气相二氧化硅(粒度为0.04~0.4μm)和80%质量分数左右的含重金属的研磨玻璃粉(粒度为0.6~1.0μm),其填料总含量为75%~80%质量分数。由于较大颗粒填料与小颗粒填料混杂在一起,小颗粒填料分散于大颗粒填料之间,使得填料间的空隙减小,可增加无机填料的加入量,复合树脂的机械强度及耐磨性得到了提高,它既可用于前牙修复,也可用于后牙修复。

(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类化合物,如N,N-二羟乙基对甲苯胺(DHET)。

化学固化复合树脂有粉液型或双糊剂型,在一组中含引发剂,另一组中含有还原剂,使用时将两组分等量混合均匀,引发剂与还原剂发生反应,产生活性自由基,引发聚合交联而固化。室温下3~5分钟固化,同时产生聚合热。

2.可见光固化引发体系 由光敏剂和还原剂构成,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。用作活化剂的氨有多种,如N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)。光敏剂和还原剂与复合树脂的其他成分混合在一起形成单一糊剂,使用时在400~500nm的高亮度蓝光照射30~90秒后聚合固化,同时产生聚合热。

可见光固化复合树脂需配套专门的光固化灯,一般采用钨卤灯作为光源,所产生的白光为通过过滤器滤掉红外光和波长在500nm以上的可见光,再用光导纤维将蓝光导入口腔中。

3.光化学固化引发体系 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时的剂量,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

为了防止复合树脂的自身聚合,常在树脂中加入2,6-二叔丁基对甲酚(BHT或264)、对羟基苯甲醚(MEHQ)等作为阻聚剂,阻止单体聚合而获得足够的有效保质期。

(五)其他助剂

为了获得复合树脂的色泽与天然牙颜色相匹配,需要在复合树脂中加入一定的着色剂和遮色剂,如钛白、氧化铝、铬黄等。为防止复合树脂光照射老化、变色,需加入紫外线吸收剂,如UV-327等。

三、性能

(一)固化特性

1.固化时间 我国相关标准规定化学固化复合树脂的固化时间在室温下不大于5分钟,不小于90秒。固化时间受温度及材料调和比例的影响较大。气温高则固化快,气温低则固化慢;粉液型复合树脂,液多粉少固化慢;双糊剂型复合树脂,催化糊剂比例大则固化快,基质糊剂比例大则固化慢。

2.固化深度 光固化复合树脂在接近光源的表层,固化程度较高。光线在材料投射时强度逐渐减弱,故深层树脂往往聚合不完全,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,这一临界深度就称为“固化深度”。我国相关标准规定照射20秒复合树脂的固化深度应不小于1.5mm,大多数光固化复合树脂的固化深度为2.0~3.0mm。

影响固化深度的因素有以下几个方面:

(1)照射时间:适当延长照射时间,固化深度也有所增加,但是当照射时间超过60秒,固化深度增加变得不明显。一般光照时间20~60秒。

(2)有效波长的光强度:固化深度与固化灯的有效波长、光线强度等密切相关,强度大则固化深。

(3)复合树脂的颜色:树脂色泽浅,透明程度好,固化就深;材料透明性差,光线穿透能力差,则固化浅。

(4)光源位置:光源顶部离树脂表面的距离越近,固化深度就越大。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,需要延长光照时间。光源离材料表面的距离应该为1~2mm。

3.聚合程度 复合树脂聚合程度一般用固化后材料中双键转化率表示。一般双键转化率为55%~70%,未转化的一部分是未聚合的残留单体双键,一部分是只聚合了一端单体侧链上的双键,但整个分子已经聚合到交联网络中。

光固化复合树脂在光照聚合后的最初10分钟固化程度占总固化程度的70%,光照停止后固化仍可持续24小时,进一步固化。

复合树脂的聚合程度受许多因素影响。影响固化深度的因素均影响固化程度。

4.聚合收缩 复合树脂均有一定的聚合体积收缩,复合树脂的体积收缩率一般为1.7%~3.7%。体积收缩的结果导致复合树脂与牙体之间形成数微米的边缘缝隙,并产生7~13MPa的收缩应力,各种微生物和食物残渣等向裂缝中渗透,即形成边缘微渗漏,将导致树脂修复体与牙体组织之间不密合,容易发生继发龋,造成修复体的松动脱落。这是复合树脂的一个主要缺陷。

聚合体积收缩的大小与复合树脂的种类没有明显关系,但聚合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。应用酸蚀技术和粘接技术,树脂则向洞壁方向收缩,可以提高修复体边缘密合度。

(二)热膨胀系数

复合树脂的热膨胀系数明显大于牙体硬组织的热膨胀系数。尽管加入无机填料后,其热膨胀系数有所下降,仍大于天然牙。当口腔中遇到冰冷食物时,复合树脂修复体的收缩程度明显大于牙体硬组织,结合界面将产生破坏性收缩应力,口腔环境中反复作用材料粘接力下降,最后在粘接界面形成边缘微裂缝,导致微渗漏。

复合树脂的热膨胀系数与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,热膨胀系数越小。

(三)边缘密合性

边缘密合性是指修复体与牙体结合界面的密封性能,又称边缘适合性。复合树脂的边缘密合性较差是其一项主要缺陷,主要是聚合收缩应力和冷收缩应力造成的。当破坏应力大于界面结合力时,材料与牙体硬组织之间产生微裂隙,口腔中的食物残渣、色素、细菌及代谢产物进入缝隙中,形成微渗漏,导致修复体边缘变色、术后敏感及修复体松动脱落。

(四)美学性能

复合树脂的美学性能通常指表面色泽、透明度、可抛光性和表面光洁度。

1.色泽 复合树脂可以根据需要配制成与牙齿色泽相近的各种颜色,充填修复时根据患者牙齿色泽,挑选颜色最接近的复合树脂进行充填,使修复区域与相邻正常牙齿在色泽上相同或相近,从而达到美观的目的。这是复合树脂用于牙体缺损修复最大的优点。化学固化型只有一种通用色,而且长期使用后容易粘附色素导致复合树脂轻微变色;光固化复合树脂打磨、抛光后表面光滑无凹陷,不易粘附色素。所以,前牙修复一般不采用化学固化型树脂,而采用可见光固化型复合树脂修复。

2.表面光洁度 反映了复合树脂打磨、抛光后其表面的粗糙度,粗糙度越小,抛光后光洁度越佳。采用超微填料的复合树脂的表面光洁度最好,其次为超细填料型和混合型复合树脂,大颗粒填料型复合树脂的光洁度最差。化学固化型复合树脂在两组分调和时易夹带空气形成微小气泡,磨改抛光时一部分气泡会露出表面,使表面变粗糙。可见光固化型复合树脂不需调和,其中混杂的空气极少,表面较为光滑。

(五)化学性能

1.吸水性及溶解性 我国有关标准规定,复合树脂7日吸水值应不大于40μg/mm3,溶解值应不大于7.5μg/mm3。复合树脂吸水后容易使无机填料和有机树脂中可溶性成分析出,使树脂与无机填料间的化学键破坏,降低材料的强度和耐磨性能。另一方面,复合树脂吸水后体积有膨胀,可在一定程度上弥补因聚合体积收缩产生的边缘裂缝,但会影响树脂的机械性能。这种体积膨胀对提高充填物边缘封闭没有临床意义。

2.粘接性 复合树脂本身粘度大且呈疏水性,在亲水性的牙体表面难以顺利铺展和渗透,单独用复合树脂难以获得有效的固位和良好的边缘封闭,必须与粘接剂联合使用才能达到目的。通过酸蚀牙釉质或牙本质,可以提高复合树脂对它们的粘接强度。目前,随着各类粘接材料的发展,已有越来越多的粘接剂可供使用,大大改善了复合树脂对牙齿的粘接性能。粘接剂的使用,不仅明显提高了复合树脂与牙齿的粘接强度,而且还显著改善了复合树脂充填体边缘的密封性能,减小了边缘微渗漏。

(六)力学性能

复合树脂具有较好的力学性能,能承受一定的咀嚼力,质地坚韧而不易脆裂折断。无机填料的含量、填料与树脂基质的结合强度、填料粒度及分布等对材料的力学性能有较大的影响。填料含量越多,力学性能越好。修复材料的弹性模量应当与牙体组织相匹配,同时材料的压缩强度和弯曲强度是材料抵抗咀嚼压力的重要指标。不同种类复合树脂的力学性能差异较大。

(七)耐磨性

耐磨性是复合树脂极其重要的指标。目前各类复合树脂的耐磨性均不够理想,基本能满足前牙缺损的修复,但后牙的修复若用复合树脂则其耐磨性能还不足够。复合树脂耐磨性差的主要原因:一是树脂基质和无机填料本身的耐磨性不足;二是树脂基质与无机填料之间的结合力不够牢固。复合树脂在使用过程中一般受到四种类型的磨耗:牙刷牙膏磨耗、食物磨耗、对颌磨耗和复合磨耗。复合树脂的磨耗与树脂基质的性能、填料的性能及填料与树脂基质之间的结合强度密切相关。部分树脂采用具有固位力外形的无机填料,能与树脂基质形成良好的机械嵌合力,可显著改善复合树脂的耐磨性。

(八)生物相容性

复合树脂完全聚合后具有良好的生物相容性,可以安全地用于牙体修复。但固化后的复合树脂仍有少量残余单体,在某些情况下对相邻的牙髓组织及牙龈产生轻微的刺激。

1.对牙髓的刺激 复合树脂在充填修复后一段时间内对牙髓有刺激作用,造成牙髓炎性反应。所以,在用做深龋充填时需先垫底。

2.继发龋 复合树脂充填后,由于复合树脂聚合收缩,热膨胀系数大,加之粘接力差,造成树脂与牙体组织之间出现边缘微漏,造成继发龋。

3.光损害 使用可见光固化树脂时,高能量短波长的蓝光可造成操作者视网膜的光化学损害。

(九)氟释放性

复合树脂是一种质地致密、吸水率低的材料,很难具有缓释氟性能。即使添加氟化物,也难以达到有效的缓释效果。

(十)射线阻射性

多数复合树脂具有射线阻射性,以利于X线检查。含有钡、锶、锆元素的无机填料可赋予复合树脂射线阻射性。

四、应用

(一)临床应用

目前的复合树脂日趋完善,各项性能不断提高,在临床上的应用也不断扩大,新的应用技术层出不穷。

1.超微填料复合树脂 主要用于非应力承受区牙体缺损的修复,尤其前牙的美观修复应用:①较小Ⅲ、Ⅴ类洞修复;②牙齿贴面修复;③制作牙周夹板;④瓷及复合树脂小缺损的修复。

2.混合填料型复合树脂 可用于前牙及后牙的大多数缺损的修复,用于Ⅰ、Ⅱ类洞修复时,主要用于中、小缺损修复。一般不用于后牙牙尖缺损修复。

3.后牙复合树脂 适用于后牙较大的Ⅰ、Ⅱ类洞缺损的修复,尤其适用于咬合面尖、咬合面嵴的缺损。可压实复合树脂特别适合后牙Ⅱ类洞及近邻面洞的修复。

4.流动复合树脂 适用于:①微小Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类洞的修复;②Ⅰ、Ⅱ类洞复合树脂修复时垫底,提高边缘密合性;③充填有倒凹窝洞;④美容性修复体小缺损的修复;⑤窝沟点隙封闭;⑥乳牙缺损修复。

(二)临床操作要点

1.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30秒内完成调和,注意防止空气的混入和调和器具的交叉污染。充填树脂后可用聚酯薄膜覆盖于材料表面,既可加压成型又能减小氧化的不利影响。

2.为确保可见光固化型复合树脂尽可能完全固化,应选用高强度光固化机,光照时间不得少于40~60秒,树脂层厚度不超过2.0~2.5mm,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。

3.当窝洞较深时,首先应用氢氧化钙水门汀或玻璃离子水门汀垫底,流动复合树脂洞衬,再用复合树脂充填。不能用氧化锌丁香酚水门汀垫底,否则影响树脂固化,并且不能用含酚的消毒剂处理窝洞。

4.可压实复合树脂属于高稠度材料,充填时应分层压实,使材料与洞壁紧密接触,提高边缘密合性。

5.粉液型及双固化复合树脂混合时应当用塑料棒调拌,不用金属调拌刀,其中的无机填料造成调拌刀磨损,金属成分进入材料造成复合树脂变色。

6.复合树脂充填完成后需要打磨、抛光。高抛光的复合树脂具有更好的耐磨性,表面光滑不利于菌斑粘附,有助于牙体卫生保持。

7.医护人员的防护很重要,避免裸手接触未固化材料,以免出现接触性皮肤过敏症。
 

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