硅涂层，MEPS, 固位微球对镍铬合金与Artglass剪切粘结强度的影响
作者：伊元夫 陈吉华 曲晓莉
单位：西安第四军医大学口腔医学院 710032
关键词：牙粘合；牙用合金；复合树脂类；偶联剂
实用口腔医学杂志990214
〔摘要〕 目的:观察硅涂层,含硫代磷酰基团偶联剂及固位微球对NiCr合金与Artglass的剪切粘结强度的影响。方法：将32个NiCr合金试件分为4组，每组8个试件分别按上述三种方法处理表面，单纯喷砂组作对照，然后与Artgalss树脂粘结，测定其剪切强度。结果：与对照组相比，三种表面处理方法均显著提高了NiCr合金与复合树脂的剪切强度(p<0.01),且固位微球组获得最大的剪切强度，而硅涂层与偶联剂组强度上无明显差别(P>0.05)。结论：三种表面处理方法所得强度均可为临床应用所接受，但各有优缺点，临床应用时应综合考虑。
, 百拇医药
Shear bond strength between a nickel-chromium alloy and Artglass:Effect of silicoating,MEPS,and bead retention.
Yi Yuanfu,Chen Jihua,Qu Xiaoli.
Stomatological College,Fourth Military Medical University,Xi'an 710032
〔Abstract〕 Objective:To evaluate the effects of silicoating,MEPS and bead attachment on the shear bond strength between a NiCr alloy and Artglass.Methods:Thirty-two standard specimens were cast with a NiCr alloy and were grouped equally into four. The specimens were prepared with silicoating, MEPS and bead attachment respectively in each group for surface treatments according to the instructions,the eight sandblasted specimens were used as control,then all of them were bonded with Artglass.Shear bond strength of each specimen was measured.Results:All three different methods significantly increased the bond strength (p<0.01).Bead attachment gave the highest bond strength,while the two chemical bonding systems showed similar effects (P>0.05). Conclusion:The three different methods can be acceptible for clinic use and the shortcomings and advantages of each method should be considered in clinical application.
, 百拇医药
Key words Dental bonding;Dental alloys;Composite resins; Coupling agent
近十年来，随着多种新型硬质冠桥复合树脂的问世，以金属为基底的树脂贴面固定义齿修复技术已成为除金属烤瓷修复外的另一种占主导地位的美容性修复技术。它具有美观性好，耐磨性与牙体组织接近，强度高，易修补等优点。但金属与树脂之间相对较弱的粘结强度仍是其在临床应用中的一个关键问题〔1,2〕。除传统机械固位方法外，近十几年来先后出现了许多化学粘结体系，如硅涂层(silicoater),含酸性基团的活性单体(4-META, MDP, MEPS)等〔1，3，6～8〕。这些方法均不同程度地提高了金属-树脂的粘结强度，而且可以免去添加机械固位装置的麻烦，降低因材料聚合收缩以及金-塑热膨胀系数不同而产生的微漏〔1〕。本研究的目的就是要观察硅涂层，含硫代磷酰单体偶联剂及传统固位微球对牙用镍铬合金与复合树脂之间剪切粘结强度的影响。
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1 材料与方法
1.1 试验材料
牙用镍铬铸造合金(软质，北京)；Metal Primer[yyf1]Ⅱ(GC Corporation,Tokyo,Japan) 含MEPS; Retention Beads(Shofu Inc,PN1587,Kyoto,Japan)D150 μm, 含专用喷洒笔及粘结剂；Artglass Paste Dentine DD3及Opaque OA3(Kulzer Co.Germany)。
1.2 试验方法
1.2.1 金属试件制备 采用滴蜡法将蜡滴入不锈钢模具，制备直径10 mm，高3 mm的圆柱状蜡型共12个，表面以光滑玻璃板压平，取8个表面待作固位微球处理的蜡型，先于表面均匀涂布一薄层粘结剂，再用专用笔向表面均匀喷洒直径为150 μm的固位微球。限定粘结面积(D5 mm)后计数，平均每个试件表面约180-240个固位微球，振动除去未粘住微球。正硅酸乙酯包埋，铸造。将24个平面试件粘结面以水砂纸由粗至细打磨至600号。所有试件以水蒸气清洗(Steamer,AMANN,Germany)20 s,以80～100目(约177～150 μm)新白色氧化铝砂粒，在0.5 MPa下喷砂15 s(G5833双笔式喷砂机，天津精工医疗设备公司)，喷嘴距试件表面10 mm,角度为90°。以无油空气清洁表面。Primer组8个试件用专用毛笔于喷砂表面均匀涂布一层Primer,待自然挥发；Siloc组8个试件用Silocpre于喷砂面均匀涂一层，自然干燥2 min后放入Siloc金属活化机内4 min，取出冷却至室温，再Siloc Bond,待自然干燥5 min。固位微球组不再作处理，单纯喷砂组作为对照。
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1.2.2 粘结试件的制备以上各组处理完成的试件用带有5 mm直径大小圆孔的透明胶带覆盖表面，从而限定粘结面积半径为2.5 mm。Artglass OA3遮色树脂以短毛刷均匀涂布2层，每层厚度不超过75 μm，分别固化90 s(Delntacolor XS,Kulzer)， 将高2 mm，直径为6 mm的铜环放置在透明胶带的圆孔上，再向铜环内充填Artglass DD3树脂至铜环高，固化180 s，放置1 h后置于37 ℃恒温水浴中保存24 h。然后在拉力机(880 Material Test System,MTS System Corp.， USA)上测定其剪切强度，交叉头下降速度为0.5 mm/min。 测得数值换算成MPa后，进行单因素方差分析，用Student-Newman-Keuls作两两比较，p<0.01定为显著指标。断裂面置于体视显微镜(Nikon SMZ-10,Japan)下(×40)观察。
2 结 果
各处理组剪切粘结强度见表1。
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喷砂
硅涂层
偶联剂
固位微球
最小值
5.04
10.08
13.45
16.75
最大值
10.49
20.32
20.32
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27.04
均值
7.33
14.89
16.30
21.08
标准差
2.01
3.82
2.57
3.78
标准误
0.71
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1.35
0.91
1.34
Bartlett方差齐性检验 χ2=3.5801，自由度3，P值0.3105
方差分析结果显示各组间差异显著(p<0.01),SNK-q检验两两比较表明，3种处理组与对照组相比均有显著差别(p<0.01)，且固位微球组较硅涂层和偶联剂两组亦有明显差别(p<0.01),而偶联剂组与硅涂层组则无明显差别(P>0.05)。
体视显微镜下观察，对照组和硅涂层组几乎均为界面破坏，偶联剂组除3个 试件表面有部分遮色树脂残留外，其余均为粘结面破坏，固位微球组则大部分为遮色树脂内聚破坏，断裂面位于固位微球倒凹线以上水平，并可见嵌入倒凹区内的遮色树脂上有散在小气泡。
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3 讨 论
本实验比较研究了3种常用金属粘结系统对金属-树脂粘结强度的影响。硅涂层的粘结机理是通过加热的方式在合金表面形成一层硅酸盐层,再涂布硅烷偶联剂,起到键接硅酸盐层和树脂多聚链的作用。由于扫描电镜观察在硅涂层表面和单纯喷砂表面形貌并无明显区别，故有学者认为硅涂层是机械-化学结合共同作用的结果〔4〕。Kern〔5〕和Tulunoglu〔1〕等学者用硅涂层的方法采用拉伸强度获得较高的粘结强度，并观察到断裂方式大部分为树脂的内聚破坏，说明硅涂层是一种很有效的方法。本实验结果与最近Rothfuss〔6〕的结果相似，后者亦用剪切粘结强度测试NiCr合金与Artglass的粘结强度，平均为10.89 MPa，断裂面也是界面破坏。由于不同实验所采用的测试方法、树脂材料及合金成分的差异，使这些实验结果缺乏可比性。
MEPS是含硫代磷酰基团的活性单体，对合金表面氧化层有亲和性〔7〕。Matsumara〔8〕观察到涂用MEPS后的断裂方式均为树脂的内聚破坏，表明MEPS的作用使粘结强度已高过了树脂本身的内聚强度。本实验观察到3例为界面-内聚型断裂，说明在喷砂表面涂用MEPS后，局部出现了高强度粘结区，也可能和MEPS与合金表面氧化层发生化学作用有关。
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固位微球在各组中获得了最高的粘结强度。文献报道小固位微球较大固位微球效果好，且直径0.18 mm较为合适〔2〕。本实验的高强度与其直径较小和粘结剂较稀薄有关，稀薄的粘结剂有利于降低因粘结剂埋住微球倒凹所致的固位区损失〔2〕。采用专用笔喷洒微球，虽然会产生局部较密而树脂渗透不好的情况，但由于样本标准差不大，所以这种方法是可靠的。这组断裂方式基本上为树脂的内聚断裂和混合断裂，同时也观察到嵌入倒凹区的遮色树脂内有散在小气泡，这些小气泡可能会降低遮色树脂自身的强度〔3〕。
上述3种方法所获得的粘结强度均能为临床应用所接受。固位微球虽然强度较高，但有占用基牙预备空间，固位球附近形成气泡等缺点；硅涂层也有设备昂贵，不易口内修补等不足；而Primer却具有操作简单，易于口内修补等优点，但化学性结合界面有受外界和口内污染影响而大大降低其作用的可能。
4 结 论
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4.1 3种粘结系统均显著提高了喷砂NiCr合金表面与Artglass的粘结强度(p<0.01)，固位微球组获得最高粘结强度, 而硅涂层组与偶联剂组则无明显差别(P>0.05)。
4.2 3种粘结系统所获得的粘结强度均能为临床应用接受，不同处理方法各有优缺点，临床应用时应综合考虑。
参考文献
1Tulunoglu IF,Oktemer M. Tensile strength and microleakage of the bond between a nickel-chromium alloy and a visible light-cured resin composite: Effect of 4-META,silicoating,and bead retention. Quintessence Int ,1997,28:447
, http://www.100md.com
2 Lee CF,LOSRCS,Pierpont HP,et al. The effect of bead attachment systemson casting patterns and resultanttensile bond strength of composite resin veneer cast restorations. J Prosthet Dent,1991,66:623
3 Kourtis SG. Bond strength of resin-to-metal bonding system.. J Prosthet Dent ,1997,78:136
4 Kern M, Thompson VP. Sandblasting and silica-coating of dental alloys:Volume loss,morphology and changes in the surface composition. Dent Mater, 1993,9:155
, http://www.100md.com
5 Kern M, Thompson VP. Influence of prolonged thermal cycling and water storage on the tensile bond strength of composite to NiCr alloy. Dent Mater,1994,9:19
6 Rothfuss LG, Hokett SD, Honsrum SO, et al. Resin to metal bond strengths using two commercial systems. J Prosthet Dent,1998,79:270
7 Yoshida K, Taira Y, Sawase T, et al. Effect of adhesive primers on bond strength of self-curing resin to cobalt-chromium alloy. J Prosthet Dent,1997,77(6):617
8 Matsumura H, Tanaka T, Taira Y, et al. Bonding of a cobalt-cchromium alloy with acidic primers and tri-n-butylborane-initiated luting agents. J Prosthet Dent, 1996,76:194
(收稿：1998-12-25), 百拇医药
单位：西安第四军医大学口腔医学院 710032
关键词：牙粘合；牙用合金；复合树脂类；偶联剂
实用口腔医学杂志990214
〔摘要〕 目的:观察硅涂层,含硫代磷酰基团偶联剂及固位微球对NiCr合金与Artglass的剪切粘结强度的影响。方法：将32个NiCr合金试件分为4组，每组8个试件分别按上述三种方法处理表面，单纯喷砂组作对照，然后与Artgalss树脂粘结，测定其剪切强度。结果：与对照组相比，三种表面处理方法均显著提高了NiCr合金与复合树脂的剪切强度(p<0.01),且固位微球组获得最大的剪切强度，而硅涂层与偶联剂组强度上无明显差别(P>0.05)。结论：三种表面处理方法所得强度均可为临床应用所接受，但各有优缺点，临床应用时应综合考虑。
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Shear bond strength between a nickel-chromium alloy and Artglass:Effect of silicoating,MEPS,and bead retention.
Yi Yuanfu,Chen Jihua,Qu Xiaoli.
Stomatological College,Fourth Military Medical University,Xi'an 710032
〔Abstract〕 Objective:To evaluate the effects of silicoating,MEPS and bead attachment on the shear bond strength between a NiCr alloy and Artglass.Methods:Thirty-two standard specimens were cast with a NiCr alloy and were grouped equally into four. The specimens were prepared with silicoating, MEPS and bead attachment respectively in each group for surface treatments according to the instructions,the eight sandblasted specimens were used as control,then all of them were bonded with Artglass.Shear bond strength of each specimen was measured.Results:All three different methods significantly increased the bond strength (p<0.01).Bead attachment gave the highest bond strength,while the two chemical bonding systems showed similar effects (P>0.05). Conclusion:The three different methods can be acceptible for clinic use and the shortcomings and advantages of each method should be considered in clinical application.
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Key words Dental bonding;Dental alloys;Composite resins; Coupling agent
近十年来，随着多种新型硬质冠桥复合树脂的问世，以金属为基底的树脂贴面固定义齿修复技术已成为除金属烤瓷修复外的另一种占主导地位的美容性修复技术。它具有美观性好，耐磨性与牙体组织接近，强度高，易修补等优点。但金属与树脂之间相对较弱的粘结强度仍是其在临床应用中的一个关键问题〔1,2〕。除传统机械固位方法外，近十几年来先后出现了许多化学粘结体系，如硅涂层(silicoater),含酸性基团的活性单体(4-META, MDP, MEPS)等〔1，3，6～8〕。这些方法均不同程度地提高了金属-树脂的粘结强度，而且可以免去添加机械固位装置的麻烦，降低因材料聚合收缩以及金-塑热膨胀系数不同而产生的微漏〔1〕。本研究的目的就是要观察硅涂层，含硫代磷酰单体偶联剂及传统固位微球对牙用镍铬合金与复合树脂之间剪切粘结强度的影响。
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1 材料与方法
1.1 试验材料
牙用镍铬铸造合金(软质，北京)；Metal Primer[yyf1]Ⅱ(GC Corporation,Tokyo,Japan) 含MEPS; Retention Beads(Shofu Inc,PN1587,Kyoto,Japan)D150 μm, 含专用喷洒笔及粘结剂；Artglass Paste Dentine DD3及Opaque OA3(Kulzer Co.Germany)。
1.2 试验方法
1.2.1 金属试件制备 采用滴蜡法将蜡滴入不锈钢模具，制备直径10 mm，高3 mm的圆柱状蜡型共12个，表面以光滑玻璃板压平，取8个表面待作固位微球处理的蜡型，先于表面均匀涂布一薄层粘结剂，再用专用笔向表面均匀喷洒直径为150 μm的固位微球。限定粘结面积(D5 mm)后计数，平均每个试件表面约180-240个固位微球，振动除去未粘住微球。正硅酸乙酯包埋，铸造。将24个平面试件粘结面以水砂纸由粗至细打磨至600号。所有试件以水蒸气清洗(Steamer,AMANN,Germany)20 s,以80～100目(约177～150 μm)新白色氧化铝砂粒，在0.5 MPa下喷砂15 s(G5833双笔式喷砂机，天津精工医疗设备公司)，喷嘴距试件表面10 mm,角度为90°。以无油空气清洁表面。Primer组8个试件用专用毛笔于喷砂表面均匀涂布一层Primer,待自然挥发；Siloc组8个试件用Silocpre于喷砂面均匀涂一层，自然干燥2 min后放入Siloc金属活化机内4 min，取出冷却至室温，再Siloc Bond,待自然干燥5 min。固位微球组不再作处理，单纯喷砂组作为对照。
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1.2.2 粘结试件的制备以上各组处理完成的试件用带有5 mm直径大小圆孔的透明胶带覆盖表面，从而限定粘结面积半径为2.5 mm。Artglass OA3遮色树脂以短毛刷均匀涂布2层，每层厚度不超过75 μm，分别固化90 s(Delntacolor XS,Kulzer)， 将高2 mm，直径为6 mm的铜环放置在透明胶带的圆孔上，再向铜环内充填Artglass DD3树脂至铜环高，固化180 s，放置1 h后置于37 ℃恒温水浴中保存24 h。然后在拉力机(880 Material Test System,MTS System Corp.， USA)上测定其剪切强度，交叉头下降速度为0.5 mm/min。 测得数值换算成MPa后，进行单因素方差分析，用Student-Newman-Keuls作两两比较，p<0.01定为显著指标。断裂面置于体视显微镜(Nikon SMZ-10,Japan)下(×40)观察。
2 结 果
各处理组剪切粘结强度见表1。
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喷砂
硅涂层
偶联剂
固位微球
最小值
5.04
10.08
13.45
16.75
最大值
10.49
20.32
20.32
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27.04
均值
7.33
14.89
16.30
21.08
标准差
2.01
3.82
2.57
3.78
标准误
0.71
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1.35
0.91
1.34
Bartlett方差齐性检验 χ2=3.5801，自由度3，P值0.3105
方差分析结果显示各组间差异显著(p<0.01),SNK-q检验两两比较表明，3种处理组与对照组相比均有显著差别(p<0.01)，且固位微球组较硅涂层和偶联剂两组亦有明显差别(p<0.01),而偶联剂组与硅涂层组则无明显差别(P>0.05)。
体视显微镜下观察，对照组和硅涂层组几乎均为界面破坏，偶联剂组除3个 试件表面有部分遮色树脂残留外，其余均为粘结面破坏，固位微球组则大部分为遮色树脂内聚破坏，断裂面位于固位微球倒凹线以上水平，并可见嵌入倒凹区内的遮色树脂上有散在小气泡。
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3 讨 论
本实验比较研究了3种常用金属粘结系统对金属-树脂粘结强度的影响。硅涂层的粘结机理是通过加热的方式在合金表面形成一层硅酸盐层,再涂布硅烷偶联剂,起到键接硅酸盐层和树脂多聚链的作用。由于扫描电镜观察在硅涂层表面和单纯喷砂表面形貌并无明显区别，故有学者认为硅涂层是机械-化学结合共同作用的结果〔4〕。Kern〔5〕和Tulunoglu〔1〕等学者用硅涂层的方法采用拉伸强度获得较高的粘结强度，并观察到断裂方式大部分为树脂的内聚破坏，说明硅涂层是一种很有效的方法。本实验结果与最近Rothfuss〔6〕的结果相似，后者亦用剪切粘结强度测试NiCr合金与Artglass的粘结强度，平均为10.89 MPa，断裂面也是界面破坏。由于不同实验所采用的测试方法、树脂材料及合金成分的差异，使这些实验结果缺乏可比性。
MEPS是含硫代磷酰基团的活性单体，对合金表面氧化层有亲和性〔7〕。Matsumara〔8〕观察到涂用MEPS后的断裂方式均为树脂的内聚破坏，表明MEPS的作用使粘结强度已高过了树脂本身的内聚强度。本实验观察到3例为界面-内聚型断裂，说明在喷砂表面涂用MEPS后，局部出现了高强度粘结区，也可能和MEPS与合金表面氧化层发生化学作用有关。
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固位微球在各组中获得了最高的粘结强度。文献报道小固位微球较大固位微球效果好，且直径0.18 mm较为合适〔2〕。本实验的高强度与其直径较小和粘结剂较稀薄有关，稀薄的粘结剂有利于降低因粘结剂埋住微球倒凹所致的固位区损失〔2〕。采用专用笔喷洒微球，虽然会产生局部较密而树脂渗透不好的情况，但由于样本标准差不大，所以这种方法是可靠的。这组断裂方式基本上为树脂的内聚断裂和混合断裂，同时也观察到嵌入倒凹区的遮色树脂内有散在小气泡，这些小气泡可能会降低遮色树脂自身的强度〔3〕。
上述3种方法所获得的粘结强度均能为临床应用所接受。固位微球虽然强度较高，但有占用基牙预备空间，固位球附近形成气泡等缺点；硅涂层也有设备昂贵，不易口内修补等不足；而Primer却具有操作简单，易于口内修补等优点，但化学性结合界面有受外界和口内污染影响而大大降低其作用的可能。
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4.1 3种粘结系统均显著提高了喷砂NiCr合金表面与Artglass的粘结强度(p<0.01)，固位微球组获得最高粘结强度, 而硅涂层组与偶联剂组则无明显差别(P>0.05)。
4.2 3种粘结系统所获得的粘结强度均能为临床应用接受，不同处理方法各有优缺点，临床应用时应综合考虑。
参考文献
1Tulunoglu IF,Oktemer M. Tensile strength and microleakage of the bond between a nickel-chromium alloy and a visible light-cured resin composite: Effect of 4-META,silicoating,and bead retention. Quintessence Int ,1997,28:447
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2 Lee CF,LOSRCS,Pierpont HP,et al. The effect of bead attachment systemson casting patterns and resultanttensile bond strength of composite resin veneer cast restorations. J Prosthet Dent,1991,66:623
3 Kourtis SG. Bond strength of resin-to-metal bonding system.. J Prosthet Dent ,1997,78:136
4 Kern M, Thompson VP. Sandblasting and silica-coating of dental alloys:Volume loss,morphology and changes in the surface composition. Dent Mater, 1993,9:155
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5 Kern M, Thompson VP. Influence of prolonged thermal cycling and water storage on the tensile bond strength of composite to NiCr alloy. Dent Mater,1994,9:19
6 Rothfuss LG, Hokett SD, Honsrum SO, et al. Resin to metal bond strengths using two commercial systems. J Prosthet Dent,1998,79:270
7 Yoshida K, Taira Y, Sawase T, et al. Effect of adhesive primers on bond strength of self-curing resin to cobalt-chromium alloy. J Prosthet Dent,1997,77(6):617
8 Matsumura H, Tanaka T, Taira Y, et al. Bonding of a cobalt-cchromium alloy with acidic primers and tri-n-butylborane-initiated luting agents. J Prosthet Dent, 1996,76:194
(收稿：1998-12-25), 百拇医药