不同表面處理方式影響牙骨質粘接效果的研究進展*

馮杭都 陳建治

齲病是口腔常見病，為牙體硬組織在以細菌為主的多種因素作用下發生的慢性進行性破壞的感染性疾病。其中，齦下齲及根面齲好發于老年人群，據全國第四次口腔健康流行病學調查顯示，我國65～74歲年齡段人群患齲率為12.8%，其中根面齲占比高達39.4%［1］。目前，臨床治療該類疾病的主要方式為復合樹脂粘接修復，其粘接質量及遠期穩定性與牙骨質-粘接劑間的牢固粘接密切相關［2］。牙骨質作為牙體基質，不同于根部主體牙本質［3］和近端表面牙本質，因缺少牙本質小管口［4］且含有大量的膠原纖維，易產生大量玷污層并阻礙粘接劑均勻滲透，致粘接性能處于劣勢，成為不可預知的粘接表面［5］。而牙骨質作為齦下齲與根面齲中的頸部邊緣，為避免微滲漏形成和細菌侵入底部牙本質［6］，其與修復體形成牢固粘接則尤為重要。因此，進一步明確牙骨質組成結構、粘接機制及增強粘接性能的處理方式成為國內外研究熱點。當前，已有大量文獻對牙骨質組成結構進行系統性總結，而牙骨質表面處理方式的相關研究則多停留于表面形貌改變，形成的表面形態能否明確增強牙骨質粘接性能則鮮有報道。因此，本文就牙骨質的理化特征、不同處理方法、粘接劑的選擇三方面對粘接性能的影響做一綜述，為后續進一步探索牙骨質表面最佳處理方式提供參考。

1.牙骨質的組織特征及對粘接的影響

牙骨質為一層覆蓋在牙根面的不均勻礦化硬結締組織［7］，其厚度達20～200 μm［8］，頸部薄，根尖部和根分叉部較厚，因終生不斷形成，成層沉積，故呈層板狀結構。牙骨質組成中，無機成分以羥基磷灰石為主，占干重的45%～50%，有機物和水占50%～55%，其中有機基質以膠原蛋白為主，起維持牙骨質的結構和形態并為礦化晶體提供框架作用［7］。

以往，牙骨質的分類根據有無包含牙骨質細胞被分為細胞性牙骨質和非細胞性牙骨質兩大類。近年來隨著牙骨質內在纖維及外在（Sharpey）纖維的發現，牙骨質依據細胞分布和纖維來源的不同進行再次分類，其中無細胞、外源性纖維牙骨質為主體，占40%～70%，其覆蓋牙根頸1/3～2/3 的區域［9，10］，是根面修復的主要類型。

不同于牙釉質，牙骨質脫礦臨界pH值較高，約為6.7，菌斑液pH的輕微下降都易導致牙根的硬組織脫礦和根面齲的發生［11］，Ogaard B等［12］研究發現牙根表面的缺損病變進展及礦物質流失速率高達牙釉質的2.5倍。同時由于Sharpey纖維的插入，牙骨質整體礦化程度較低，約45%～60%［7，13］，約23%為膠原蛋白為主的有機成分，遠超僅含2%的膠原蛋白的牙釉質［14］，因此牙骨質硬度明顯低于牙釉質。另一方面，與牙本質相比，牙骨質因較低的礦物質含量和較高的孔隙率［15，16］，使得牙骨質的脫礦深度在同等酸蝕濃度下比牙本質更深；因牙骨質結構中缺乏牙本質小管口［4］使其無法形成高質量的樹脂突，且內含的粗大膠原纖維阻礙樹脂單體的均勻滲透，均致其粘接強度低于牙本質［13，17］；同時粗大膠原纖維的存在易產生更多更厚具有多孔結構的玷污層，亦使牙骨質的納米滲漏大于牙本質［13］。

2.牙骨質表面的不同預處理方式

目前，臨床以機械打磨及酸蝕處理牙面后進行復合樹脂充填修復為常規方法。研究發現機械打磨可在病損表面形成頑固的抗酸性玷污層，進而阻礙粘接劑擴散，不利粘接［18］。對此，學者們提出不同 的 表 面 預 處 理 方 式 如 激 光 粗 化［19，20］、檸 檬酸［21，22］、乙 二 胺 四 乙 酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）處理［23，24］，期待通過改變粘接面表面形貌的方式，增大粘接面積，促進微機械鎖合結構形成及增強膠原纖維的穩定性，形成利于粘接的表面，從而進一步提高牙骨質的粘接性能，增強后期穩定性。

2.1 激光

2.1.1 Er， Cr： YSGG激光 摻餌鉻釔鈧鎵石榴石 激 光（Er-bium， Chromium： Yttrium-Scandium-Gallium-Garnet Laser，Er， Cr： YSGG激光）是現階段口腔科常用的一種新型水動力激光，因其2780 nm的波長與水的吸收峰值接近，故又稱水激光。

與酸蝕處理不同，Er， Cr： YSGG 激光去除組織機制并非脫礦，而是蝕刻過程中通過與水氣同軸輸出，提供的能量被水及羥基磷灰石迅速吸收，產生微爆破，致該部位壓力增大甚至超過其可承受的強度，進而切割牙體硬組織并形成無玷污層、不規則、底部膠原纖維暴露的粗糙表面。閆露等［19］發現1～5 W 不同能量的Er， Cr： YSGG 垂直照射牙根面，可有效去除牙骨質表面大部分玷污層，且根面粗糙程度隨能量增加而加深。經形貌分析，低能量（1～2 W）照射區域呈現平坦的凹陷形貌，牙骨質結構完整清晰，玷污層有效去除，底部膠原基質暴露。Kimura Y 等［25］使用5 W Er， Cr： YSGG激光照射根面，電鏡下呈現鋒利邊緣的隕石坑狀缺損形貌，牙骨質出現缺損但無碳化及熔融，兩者研究結果基本一致，皆證實Er， Cr： YSGG在一定范圍內具有良好的安全性，且照射后可明顯粗化牙骨質表面，有利牙骨質表面微機械鎖合結構的形成，同時暴露的底部膠原網則利于粘接劑的滲透，有助微樹脂突的形成，進而達到增強粘接強度的目的。

目前，Er， Cr： YSGG 激光照射對牙骨質表面粘接密合性的影響尚無定論。有學者認為Er，Cr： YSGG 激光可表現為積極作用。Arslan I等［26］使用自酸蝕粘接系統（Prime & Bond NT）對Ⅴ類洞進行樹脂充填修復時發現，Er， Cr： YSGG激光照射形成的蜂窩狀結構為牙體與修復材料的緊密結合提供良好的固位形，使其納米滲漏相比無處理組的42.7%±5.75%降至20.5%±5.19%。當實驗粘接系統采用酸蝕-沖洗系統時，多位學者進行激光、酸蝕、激光聯合酸蝕的對比實驗，其結論不一。Atalay C 等［27］認為酸蝕粘接前無論是否聯合Er， Cr： YSGG 激光進行預處理，Ⅴ類洞頸部邊緣微滲漏均無統計學差異，即Er， Cr： YSGG激光對牙體與修復體的緊密結合無促進作用。Shahabi S等［28］則發現單獨使用Er， Cr： YSGG 激光而不再進行額外酸蝕的方式更利于減少Ⅴ類洞頸部邊緣微滲漏。Heyder M 等［29］則持不同意見，其認為Er， Cr： YSGG 激光聯合酸蝕處理可達最佳效果。就原理而言，Er， Cr： YSGG 激光通過機械處理使牙骨質表面粗化，形成宏觀固位形，而酸蝕處理通過對化學脫礦使牙體組織形成微孔結構，形成微觀固位形，當粘接劑未充分滲透于牙體時，留有的間隙將致微滲漏的出現。然而何種固位形更利于牙骨質表面微滲漏的的減少目前尚未得知，上述實驗也因實驗設備、參數設置、檢測指標的不同使實驗結果呈現差異，因此Er， Cr： YSGG激光對牙骨質粘接密合性的影響及機制還需進一步研究。

2.1.2 Er： YAG 激光 鉺釔鋁石榴石激光（Er-bium： Yttrium-Aluminum-Garnet Laser， Er： YAG激光）作是一種低強度新型激光，其具有清除根面牙結石和感染牙骨質，避免碳化或凹坑產生［30］，對鄰近組織的熱損傷小，尤其在伴水冷卻條件下可使牙髓溫度無明顯升高［31］等優點。

對比Er， Cr： YSGG激光，雖兩者原理與作用相似但仍存差異：Er： YAG 激光2.94 μm 的波長與水和羥磷灰石的吸收峰值更為接近，其能量更易被水分子吸收，故表現出更高效能；此外，Er：YAG 激光照射根面呈現的彈坑基底呈現不規則和尖銳的表面［32］比Er， Cr： YSGG 激光形成的層狀外觀的彈坑基底［19］的平坦表面更為粗糙，有助于良好固位形的形成及粘接面的增大，進而提升粘接強度，更適用于修復治療。

當前部分學者就Er： YAG 激光對牙骨質表面粘接性能的影響進行探索。因牙骨質由薄層鈣化組織和垂直嵌入于牙根長軸的膠原纖維的特殊結構組成，故其在Er： YAG 激光照射后可呈現特殊形貌，Sasaki KM 等［20］發現其表現為均勻分布、尖銳、細長的突起及不規則的草狀外觀形貌。Phanombualert J 等［33］探 索 不 同 能 量 密 度（3.77-7.53 J/cm2）的Er： YAG 激光對牙骨質表面的影響時亦發現類似不規則的粗糙表面形貌，且此形貌促進了牙骨質微機械鎖合結構的形成，為粘接時提供了更為合適的形態學表面，使得微滲漏有效降低。González Bahillo J 等［34］則進一步對比磷酸、Er： YAG 激光、Er： YAG 激光聯合磷酸三種不同處理方式，結果顯示單獨Er： YAG 激光處理可實現最小的微滲漏，推測原因為相比磷酸酸蝕后光滑表面提供的薄弱固位形，Er： YAG 激光處理通過消融形成的谷和峰致照射表面極粗糙且不規則，更易獲得利于粘接的微固位形結構，利于粘接劑與牙骨質形成緊密粘接，減少微滲漏的發生。亦有學者［35］持相反意見，其認為Er： YAG 激光處理后產生的不規則的輪廓常伴隨著孔狀結構，在粘接過程中易導致微間隙的殘留，從而形成更大的微滲漏，對邊緣密封性產生不利影響。因此Er： YAG 激光照射形成的表面形貌對減少牙骨質微滲漏是否有利仍無定論，需進一步探索。

綜上所述，目前研究對Er： YAG 激光、Er，Cr： YSGG 激光照射后牙骨質可形成無玷污層、粗糙、不規則的表面形貌予以肯定，而形貌改變對牙骨質表面微滲漏的影響仍存爭議，同時缺乏粘接強度、長期穩定性的探索，因此對牙骨質粘接性能影響的研究仍缺系統性評價。

2.2 檸檬酸 檸檬酸又稱枸椽酸，為包含三個羧基和一個羥基的三元羧酸，其通過羧酸與羥基磷灰石進行絡合作用，生成可溶性的的檸檬酸鈣鹽，進而對牙體組織產生脫礦［36］，作為弱螯合劑，其對周圍組織刺激較小。

早年便有學者［37］發現檸檬酸具有脫礦作用，相比無處理組，檸檬酸處理后的根面平整光滑且較為潔凈，無玷污層附著，板層樣牙骨質上可見酸蝕留下的直徑為2～3 μm 的管樣開口的孔穴，周圍膠原纖維明顯暴露，皆為后續粘接提供了有利條件。同時，檸檬酸脫礦作用與pH 值、作用時間、使用方式等因素密切相關，高pH值、短時間處理均不利于檸檬酸脫礦。Ding QW 等［21］使用 檸檬酸（pH2.5）處理根面30～40分鐘時，牙根表面呈現豐富的纖維，形成“植被”地貌，當處理時間延長至1 小時，纖維面積可顯著增加至86%。同時，擦拭法比浸泡法更利于玷污層的去除及膠原纖維的暴露，朱文婷等［22］認為30%的檸檬酸擦拭5分鐘即可達最佳效果。然而就表面粗糙度而言，檸檬酸的化學處理雖有一定粗化效果，但明顯弱于Er， Cr： YSGG 激光、Er： YAG 激光等機械處理通過爆破力進行組織切割而產生的不規則形態，在表面粗化上呈現一定的弱勢，且其脫礦時間較長，在臨床使用過程中存有一定的局限性。因此，目前相關實驗仍處于表面形貌影響的研究，對牙骨質表面粘接性能影響的研究則鮮見報道。

2.3 EDTA EDTA 為有機四元酸，作為一種螯合脫鈣劑，其通過絡合羥基磷灰石中的Ca2+形成可溶性絡合物使牙體脫礦［38］，進而暴露底部的膠原纖維的微孔支架，形成利于后續粘接劑的滲透的處理表面。此外，EDTA 最大特點為可選擇性的溶解礦物質，保留膠原纖維內礦物質，正因這些起結構支撐作用的礦物質未流失，增加了有機基質的穩定性，因此受脫水的影響較少，不僅利于粘接強度的提高，并且有助于增強粘接的長期穩定性［39-41］。

同時，EDTA pH 偏中性，相比于酸性處理劑可更好地保護周圍牙周組織活力，被認為是良好的根面處理劑［42］。研究［23，43］證實，對比酸性根面處理劑如鹽酸四環素、枸櫞酸等對根面牙骨質纖維不同程度的破壞致纖維呈現團塊狀且無明顯空間構像，非酸性根面處理劑EDTA 使牙骨質膠原纖維得到較好保存，微孔支架的暴露，清晰的三維空間結構不僅利于粘接劑滲入且利于血凝塊的黏附，為粘接性能的提升提供有利條件且有助牙周組織再生。同時，EDTA 的脫礦作用呈濃度依賴性，一定范圍內濃度越高，脫礦作用越強［39］，張豐婧等［24］探討EDTA 對根面超微結構的影響時進一步證實了此觀點，其認為24%EDTA 溶液相比17%EDTA 溶液根面處理效果更佳，表現為更少的玷污層，更多利于混合層形成的三維膠原纖維得以暴露。目前國內外研究對EDTA 與牙體粘接性能的影響研究尚集中于牙釉質、牙本質表面，涉及牙骨質表面的研究鮮有報道，此空白領域有待進一步完善。

3.粘接系統的選擇

臨床粘接系統按酸蝕方法的不同分為酸蝕-沖洗系統、自酸蝕系統兩類。前者采用較強的無機酸作為酸蝕劑，可完全去除玷污層，并將底涂劑、粘接劑滲入到脫礦的膠原網中固化形成強度較高的混合層，提供一定的固位力［13，17］，但臨床中面臨表面濕度難以控制及術后敏感的問題［44］，致其技術敏感性較高。后者使用較弱的有機酸，樹脂滲透與牙體脫礦同期進行，避免了酸蝕-沖洗系統粘接過程可能存在的單體不能充分滲入到脫礦后的膠原纖維網的缺陷［45］，同時具有保護牙髓不受激惹，降低術后敏感等優點。

部分學者認為酸蝕-沖洗系統更適用于根面，Andermatt、Toledano 等［17，46］對頸緣1/3 牙骨質分別進行不同粘接系統處理，通過微拉伸、微剪切粘接強度檢測及納米級表面粗糙度檢測發現酸蝕-沖洗系統處理后表面粗化效果明顯，顯著增大表面粗糙度及粘接面積，可獲得最高的粘接強度。而部分研究則認為兩步自酸蝕更適合根面粘接，實驗［21，26］發現酸蝕-沖洗系統在頸牙骨質上雖表現為形成最厚的混合層，有利于提升粘接強度，但伴隨著較多的納米滲漏；自酸蝕粘接系統中一步-自酸蝕粘接劑雖總體呈現更少的納米滲漏，但增加了粘接層邊緣區域的納米滲漏的發生；而二步-自酸粘接劑的自酸底漆去除了牙骨質中的部分礦物成分，使其粘接劑的功能基團單體形成強而穩定的鈣鹽和殘留的礦物晶體，不僅表現出與牙骨質較佳的混合水平，使二步-自酸蝕法（40.78 MPa±12.6 MPa）相較于一步自酸蝕法（21.14 MPa±12.7 MPa）顯示了更高的粘接強度，同時在樹脂-牙骨質之間形成較少的納米滲漏，比一步自酸蝕粘合劑更有效地保護根表面免受酸蝕脫礦［13，16］，故推測兩步自酸蝕更適合根面粘接。近年來隨著粘接劑的不斷發展，材料性能不斷提高，粘接強度不再是粘接質量的唯一考量，微滲漏、防脫礦及粘接持久性等性能均成為評價指標，從總體性能而言，兩步自酸蝕粘接劑被認為更適用于根面粘接。

4.總結

綜上所述，牙骨質表面作為粘接修復過程中無法忽視的粘接區域，因其粘接性能不佳，粘接修復前予以不同處理方法以提高其粘接性能尤為必要?，F已證實二步法-自酸蝕粘接系統利于牙骨質粘接性能的提升，Er， Cr： YSGG 激光、Er： YAG 激光、檸檬酸及EDTA 預處理方式的運用可提供良好的粘接表面形貌，然而，此類形貌改變對粘接強度、邊緣密封性及粘接持久性等粘接性能的綜合性影響目前尚未明確，同時缺乏系統性的實驗研究，此空白有待進一步探索。