吳小芳 段春紅
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們的審美要求不斷提高,光固化復(fù)合樹脂作為一種不可或缺的修復(fù)材料,在口腔治療中的地位越來越重要,與傳統(tǒng)的充填材料相比,光固化復(fù)合樹脂雖然具有美觀逼真、粘接性能良好、易于操作等優(yōu)點(diǎn),但其長期色澤穩(wěn)定性始終是學(xué)者們關(guān)注的問題。引起光固化復(fù)合樹脂色澤改變的因素很多,如飲食中的色素、乙醇和酸性物質(zhì)、醫(yī)生的不當(dāng)操作(如拋光、封閉、漂白和光固化程序等)以及樹脂自身成分的降解及老化等,均可導(dǎo)致樹脂顏色改變和光澤退化,影響美觀。現(xiàn)將光固化復(fù)合樹脂色澤穩(wěn)定性的影響因素綜述如下:
口腔常用的顏色及光澤度測(cè)量方法有視覺比色法和儀器測(cè)量法,視覺比色法是指觀測(cè)者通過主觀感知來確定顏色的方法,觀測(cè)者不同,感知的顏色略有差異。儀器測(cè)量法是使用儀器把材料的各項(xiàng)色彩指標(biāo)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,從而確定顏色的方法。與視覺比色法相比,該方法具有客觀、量化、迅速且抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
國際照明協(xié)會(huì)(CIE)于1976 年確定了L*a*b*為專門用于儀器測(cè)色的標(biāo)準(zhǔn)比色系統(tǒng),L*、a*、b*代表3 個(gè)顏色參數(shù),L*代表亮度坐標(biāo),從黑到白(0-100),變量a*和b*分別是與紅-綠和黃-藍(lán)軸上的顏色相關(guān)坐標(biāo)。該比色系統(tǒng)可以直接計(jì)算出兩種色彩的色差△E,△E值越低,色差越小,△E對(duì)于評(píng)估和選擇牙科材料及其臨床性能至關(guān)重要,應(yīng)與可感知性(PT) 和可接受性(AT) 閾值進(jìn)行比較,一篇關(guān)于牙科材料色差閾值的綜述顯示[1]:對(duì)于PT和AT閾值的界定結(jié)論不一,但一些學(xué)者支持Eab≤1.0 為人眼不易察覺水平,1.0<Eab<3.3 為可接受水平,而Eab>3.3時(shí)則出現(xiàn)臨床上不可接受的色差,也有學(xué)者認(rèn)為[2]:Eab≤1.2 為不可感知、1.2<ΔEab≤2.7 為可接受,2.7<ΔEab≤5.4為中度不可接受、5.4<Eab≤8.1為明顯不可接受、ΔEab>8.1為極不可接受。
常用的光澤度測(cè)量參數(shù)是透光性參數(shù)(TP)和透光性參數(shù)變化(△TP),TP是指穿過混濁介質(zhì)傳播的光的相對(duì)量或穿過混濁介質(zhì)在底物表面漫反射的光的相對(duì)量,與物體表面反射、內(nèi)部吸收、散射、透射等相關(guān),使用分光光度儀或色度計(jì)通過白色和黑色襯底的顏色可計(jì)算出材料的TP值。Salas M等[3]研究發(fā)現(xiàn),△TP≤0.62 時(shí),肉眼不易察,0.62<△TP<2.62時(shí),為臨床可接受的匹配,△TP>2.62時(shí),則為不可接受的匹配。
2.1 組成 光固化復(fù)合樹脂主要由基質(zhì)、無機(jī)填料、光固化引發(fā)體系和其他成分組成,基質(zhì)是其主體成分,它的作用是將樹脂的各部分包裹粘接在一起,賦予材料一定的強(qiáng)度和形狀,目前臨床上常用的基質(zhì)是甲基丙烯酸脂類,其單體多為雙酚A-二甲基丙烯酸縮水甘油酯(Bis-GMA)和三甘醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA),近年來許多光固化復(fù)合樹脂采用低黏度、大分子量的雙酚A 聚氧乙烯醚雙甲基丙烯酸酯(Bis-EMA)、乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯(UDMA)取代部分TEGDMA;此外還有一些單體如環(huán)氧硅氧烷等,它是由硅氧烷和環(huán)氧乙烷分子反應(yīng)而成的,環(huán)氧基在固化過程中經(jīng)歷開環(huán)聚合,聚合收縮明顯小于甲基丙烯酸脂類,有利于提高修復(fù)體的邊緣密合性。無機(jī)填料主要有:石英粉、氣化硅石粉、含鋇、鍶的玻璃粉、陶瓷粉等,根據(jù)顆粒大小可分為超微填料、納米填料及混合填料,其中混合填料又包括超細(xì)混合填料、細(xì)混合填料、微混合填料及納米混合填料。
關(guān)于光固化復(fù)合樹脂色澤穩(wěn)定性與其組成成分的關(guān)系,學(xué)者們進(jìn)行了大量的研究,Karaman E等[4]研究顯示,基質(zhì)為硅氧烷的光固化復(fù)合樹脂比甲基丙烯酸脂者具有更高的抗染性,這可能與硅氧烷基樹脂的疏水特性有關(guān)。但趙信義卻認(rèn)為[5],疏水性硅氧烷基材料,與具有強(qiáng)烈親水性的牙齒硬組織缺乏親和力,不利于粘接,因此該材料長期的色澤穩(wěn)定性仍有待驗(yàn)證。
光固化復(fù)合樹脂中無機(jī)填料的種類及含量也會(huì)影響其美學(xué)性能,Khosravi M 等[6]比較了七種漱口水對(duì)微混合填料和納米填料兩種填料的光固化復(fù)合樹脂抗染性能的影響,發(fā)現(xiàn)填料粒徑最小的納米填料樹脂抗染性能最好,Kumar MS等[7]也得出了相似的結(jié)論,即填料顆粒越小,含量越多,內(nèi)部結(jié)構(gòu)越緊密,越易于拋光,抗染性能越好。楊琳等[8]研究也證實(shí),材料的組成成分與其TP值也密切相關(guān),填料不同,TP 值不同,混合填料光固化復(fù)合樹脂TP 值最大,其次是微混合填料,納米填料最??;微混合填料樹脂的TP值接近于天然牙牙釉質(zhì),因此臨床上采用單色修復(fù)方案恢復(fù)釉質(zhì)較厚的唇面中、切1/3 區(qū)域時(shí),優(yōu)先考慮這種材料;而納米填料復(fù)合樹脂TP值接近牙本質(zhì),常用在唇面頸1/3 區(qū)的修復(fù)。
2.2 老化 老化是指樹脂在長期使用中出現(xiàn)的顏色變黃、質(zhì)地發(fā)脆,強(qiáng)度及表面光澤度下降等一系列的理化性能的改變。有研究指出[9-11],在樹脂老化過程中,水的存在對(duì)色澤變化有很大影響,樹脂的吸水性可導(dǎo)致填料和有機(jī)基質(zhì)之間的硅烷層降解、基質(zhì)軟化而增加易染性,基質(zhì)、無機(jī)填料的種類和含量等均會(huì)影響樹脂的吸水性,其中基質(zhì)是主要因素。而劉暢等[12]卻發(fā)現(xiàn),盡管硅氧烷基樹脂具有疏水性,但在水老化和熱老化實(shí)驗(yàn)中,其顏色和透光性均變化明顯,表現(xiàn)出較差的抗老化性能,分析原因可能是由于填料構(gòu)成比的影響。Rocha RS 等[13]比較了人工老化對(duì)3 種不同填料光固化復(fù)合樹脂(微混合填料、納米混合填料、納米填料)光澤度的影響后發(fā)現(xiàn):老化對(duì)表面光澤度有負(fù)面影響,影響程度與材料和老化強(qiáng)度有關(guān);微混合填料樹脂在所有老化程序中光澤度均明顯降低,這可能與其剛性低、拋光性差以及Bis-GMA和TEGDMA基質(zhì)中的親水基團(tuán)有關(guān);納米填料復(fù)合樹脂在熱老化過程中光澤度無明顯改變,這可能與其表面降解較少有關(guān)。
3.1 醫(yī)源性因素
3.1.1 拋光及封閉劑 多數(shù)學(xué)者認(rèn)為[14-16],拋光可提高樹脂表面光澤度、光滑度,降低易染性。研究顯示[17],光固化復(fù)合樹脂填料顆粒越小,含量越高,結(jié)構(gòu)越緊密,其拋光性能也越好。此外,不同的拋光系統(tǒng)對(duì)其拋光效果也不盡相同,Dhananjaya KM[18]對(duì)比了Sof-Lex、Shofu超快速拋光盤和Astropol三種拋光系統(tǒng)對(duì)納米混合填料光固化復(fù)合樹脂的拋光效果,結(jié)果顯示Sof-Lex 系統(tǒng)拋光后具有更好的色澤穩(wěn)定性。Teo KF等[19]認(rèn)為使用與光固化復(fù)合樹脂同公司生產(chǎn)的、同系列的拋光系統(tǒng),拋光效果最好。
光固化復(fù)合樹脂由于光照聚合收縮,在表面可形成微裂紋而易于著色。有學(xué)者建議在樹脂充填后,使用低粘度的樹脂基類材料對(duì)充填體邊緣進(jìn)行封閉。DedeD O等[20]評(píng)估了封閉劑對(duì)四種納米混合填料樹脂粗糙度和顏色穩(wěn)定性的影響,認(rèn)為封閉劑可降低復(fù)合樹脂的粗糙度,且與傳統(tǒng)拋光相比,可使樹脂保持更好的顏色穩(wěn)定性,Rizzante FAP等[21]也得出相似的結(jié)論。但Khalaj K 等[22]將使用封閉劑的納米填料復(fù)合樹脂浸入55°C 的咖啡溶液進(jìn)行熱循環(huán)后,卻得出相反的結(jié)論,即表面封閉劑不能有效地防止樹脂著色,甚至著色率高于未封閉組,這可能是由于實(shí)驗(yàn)中咖啡的高溫影響了材料的表面性能,使有機(jī)基質(zhì)降解、封閉劑脫落而致。
3.1.2 光固化程序(光固化時(shí)間及強(qiáng)度) 光固化過程中光照強(qiáng)度及時(shí)間不足可使樹脂不能充分聚合,出現(xiàn)化學(xué)降解,影響顏色穩(wěn)定性,而導(dǎo)光板污染、光纖束損壞、反復(fù)消毒后光輸出減少以及電池電量減少均會(huì)造成光強(qiáng)度不足[23]。Strazzi-Sahyon HB 等[24]分別使用光強(qiáng)度為1431 mW/cm2和101 mW/cm2的光固化燈,固化TPH Spectrum C3樹脂后,發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)度較低的裝置固化后顏色變化更大(△E=4.3±2.2)。此外,光激活距離也是色澤穩(wěn)定性的相關(guān)因素,Sayna S等[25]認(rèn)為,光固化復(fù)合樹脂厚度較大時(shí),光激活可能不起作用,使聚合物轉(zhuǎn)化率降低,而樹脂厚度越大,光激活距離越遠(yuǎn),其顏色變化越大。Backes CN等[26]則認(rèn)為光激活距離對(duì)不同光固化復(fù)合樹脂的染色敏感性無顯著差異(P>0.05),相關(guān)結(jié)論的差異可能由于實(shí)驗(yàn)中使用的樹脂成分不同引起的。
3.1.3 光固化復(fù)合樹脂的預(yù)熱 一項(xiàng)關(guān)于預(yù)熱對(duì)光固化復(fù)合樹脂性能影響的綜述顯示[27],預(yù)熱可增加光固化復(fù)合樹脂的流動(dòng)性、降低邊緣微滲漏、提高單體轉(zhuǎn)化率、改善機(jī)械性能,但是預(yù)熱可能會(huì)導(dǎo)致色澤改變。關(guān)于預(yù)熱對(duì)樹脂色澤穩(wěn)定性的影響,研究結(jié)論不盡相同,Abed KM 等[28]對(duì)Filtek P90 和Filtek Z250光固化復(fù)合樹脂進(jìn)行40次、最高溫度達(dá)60°C的預(yù)熱循環(huán)后,發(fā)現(xiàn)加熱組的顏色變化更明顯(P<0.05)。而Mundim FM 等[29]用Calset 裝置對(duì)納米混合填料復(fù)合樹脂預(yù)熱至60℃后卻顯示,溫度變化并不影響其色澤穩(wěn)定性,以上兩項(xiàng)研究結(jié)果的差異,可能是由于熱循環(huán)次數(shù)及使用的樹脂材料成分不同所致。盡管預(yù)熱可以改善樹脂的性能,但臨床操作中重復(fù)的熱循環(huán)也會(huì)影響光固化復(fù)合樹脂的色澤穩(wěn)定性,建議在臨床操作中盡量避免反復(fù)加熱樹脂。
3.1.4 漂白劑 牙齒漂白是使用漂白劑提高牙齒美學(xué)效果的一種安全有效的治療方法。漂白劑通常含有過氧化物(過氧化氫、過氧化脲或過硼酸鈉),它主要通過將過氧化物分解成穩(wěn)定的自由基來顯示漂白效果,但在漂白過程中,原有的修復(fù)材料也會(huì)因長時(shí)間暴露在漂白劑中而引起色澤改變。
與陶瓷和金屬等修復(fù)材料相比,光固化復(fù)合樹脂更容易發(fā)生色澤變化,這主要是由于樹脂中含有有機(jī)基質(zhì),易受到漂白劑中酸性成分的影響,從而引起化學(xué)變化[30]。Kurtulmus-Yilmaz S 等[31]使用10%過氧化脲(CP)和10%過氧化氫(HP)對(duì)五種光固化復(fù)合樹脂進(jìn)行漂白后,樣品全部出現(xiàn)了顯著的、臨床上不可接受的顏色變化(△E>3.3),而其TP值的變化無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但Rodrigues CS 等[32]用16%CP和35%HP對(duì)光固化復(fù)合樹脂進(jìn)行漂白后卻發(fā)現(xiàn),樹脂固有顏色變化不大(△E<1),染色敏感性降低,上述兩項(xiàng)結(jié)果的差異可能與漂白劑濃度、漂白時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)材料的不同有關(guān),后者染色敏感性降低可能是由于一部分漂白劑殘留在標(biāo)本的孔隙中,導(dǎo)致剩余的氧氣釋放使樹脂褪色。另有研究顯示[33],對(duì)于已著色的光固化復(fù)合樹脂,漂白可以改善材料表面的一些染色效果,但卻不能將顏色恢復(fù)到染色前。
3.2 飲食
3.2.1 色素 外源性著色是導(dǎo)致光固化復(fù)合樹脂發(fā)生顏色改變的主要原因,飲食中的色素可吸附在樹脂表面形成污漬和斑塊,Valizadeh S 等[34]將3種光固化復(fù)合樹脂分別浸入咖啡、茶、蘇打水和人工唾液4種溶液中,樹脂表面均出現(xiàn)變色,且變化程度隨時(shí)間增加而增加,其中咖啡和茶葉引起的顏色變化最大。Arduous S等[35]比較了人工唾液、咖啡、可樂、茶、橙汁和紅酒6種溶液對(duì)光固化復(fù)合樹脂抗染性的影響,發(fā)現(xiàn)紅酒染色能力最強(qiáng)(△E 最大值達(dá)52.4),他們認(rèn)為紅酒的強(qiáng)染色力一方面與其低PH值和單寧酸成分有關(guān),另一方面,紅酒中的酒精可軟化復(fù)合樹脂的有機(jī)基質(zhì),使其易于著色;咖啡和茶的著色可能與所含的極性著色劑有關(guān)。有學(xué)者認(rèn)為[36],吸煙也會(huì)影響光固化復(fù)合樹脂的色澤,香煙煙霧不僅可使天然牙齒嚴(yán)重著色,還會(huì)導(dǎo)致樹脂固有顏色變化。
3.2.2 乙醇和pH 值 近年來,含有乙醇的各類飲品得到人們的青睞,相比其他浸泡介質(zhì),乙醇能輕易滲入復(fù)合樹脂內(nèi)部,促進(jìn)未反應(yīng)單體溶解、樹脂體積膨脹,加速氧化、水解及增塑反應(yīng)并降低材料的機(jī)械性能[37,38],同時(shí),樹脂中大量未反應(yīng)單體的浸出可導(dǎo)致其表面缺陷、粗糙度增加而易于著色。Hwang S 等[39]將光固化復(fù)合樹脂樣品分別浸泡在不同濃度乙醇的有色溶液中,發(fā)現(xiàn)乙醇含量越高,樹脂的色澤變化越大。Rocha等[13]通過乙醇老化實(shí)驗(yàn)也得出相似的結(jié)論,證實(shí)了乙醇老化可引起樹脂光澤度降低。
關(guān)于pH 值對(duì)光固化復(fù)合樹脂色澤穩(wěn)定性的影響,目前尚沒有定論,Moon JD等[40]將光固化復(fù)合樹脂浸入不同pH 值的水中,發(fā)現(xiàn)無論在酸性、中性還是堿性水中,樹脂都沒有出現(xiàn)色澤變化。而張煒[41]將光固化復(fù)合樹脂浸泡在不同pH 值的含有色素的運(yùn)動(dòng)飲料中,發(fā)現(xiàn)pH值較低(2.67)的運(yùn)動(dòng)飲料更易使樹脂著色,且隨浸入時(shí)間增加而增加。因此可以認(rèn)為溶液的pH值本身對(duì)樹脂色澤無明顯影響,但低pH值的溶液作用于樹脂,可使其表面粗糙而易于著色。
綜上所述,影響光固化復(fù)合樹脂色澤穩(wěn)定性的因素很多,樹脂的組成成分及自身性能是其內(nèi)在因素,而醫(yī)源性因素、患者的口腔環(huán)境及飲食習(xí)慣等是其外在因素。臨床工作中,為了保持樹脂的色澤穩(wěn)定性,首先,醫(yī)生應(yīng)規(guī)范操作,根據(jù)充填部位選擇適當(dāng)?shù)臉渲?,并進(jìn)行合理預(yù)熱、標(biāo)準(zhǔn)的光固化程序、必要的邊緣封閉及拋光,在牙齒美白治療中應(yīng)選擇合適的漂白劑,其次要囑咐患者盡量減少色素污染及酸性飲料和乙醇的刺激,保持口腔衛(wèi)生,并定期進(jìn)行修復(fù)體維護(hù)。
近年來,雖然光固化復(fù)合樹脂的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,美學(xué)性能也有了很大改進(jìn),但其長期的色澤穩(wěn)定性仍有待提升。本文綜述的文獻(xiàn)多為實(shí)驗(yàn)室研究,只是針對(duì)某些單一因素,不能完全模擬口腔真實(shí)環(huán)境,如唾液、溫度、酸性物質(zhì)和色素等的綜合作用,因此進(jìn)一步的研究應(yīng)結(jié)合臨床, 以評(píng)估光固化復(fù)合樹脂在口腔真實(shí)環(huán)境中的長期色澤穩(wěn)定性。