酸蝕對乳牙玻璃離子窩溝封閉微滲漏和微拉伸強(qiáng)度的比較研究

武 潔，劉 茜，陳央蘭，周紅艷，梅予鋒

我國兒童乳牙齲齒患病率居高不下，已成為嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題，可導(dǎo)致患兒疼痛、咀嚼進(jìn)食能力下降、睡眠障礙、注意力不集中、生活質(zhì)量下降等問題。嚴(yán)重齲齒可能導(dǎo)致兒童體質(zhì)量減輕，生長遲緩，影響兒童的成長和發(fā)育[1]。

窩溝封閉劑已被證明是預(yù)防窩溝齲的有效方法[2]，封閉劑的物理屏障作用，可以防止口腔細(xì)菌和飲食碳水化合物在牙齒的窩溝點(diǎn)隙內(nèi)聚集，形成酸性環(huán)境，導(dǎo)致牙齒結(jié)構(gòu)的破壞。由于樹脂封閉劑操作過程需要完全隔濕，但是兒童口腔隔濕困難，尤其是欠合作兒童，因此玻璃離子封閉劑可以為兒童提供更好的替代辦法[3]，其緩慢釋放氟離子的特性有助于發(fā)揮對窩溝和光滑面防齲作用，并且可以促進(jìn)早期齲的再礦化[4-5]。有文獻(xiàn)報道酸蝕可提高玻璃離子與牙釉質(zhì)微拉伸強(qiáng)度[6]，本實(shí)驗(yàn)通過對酸蝕與配套液體為處理劑兩種不同釉質(zhì)處理方法，觀察乳牙玻璃離子窩溝封閉微滲漏和微拉伸強(qiáng)度的影響，為臨床開展兒童窩溝封閉防齲提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與主要實(shí)驗(yàn)儀器

1.1.1 窩溝封閉材料 Ketac?Molar Easymix 玻璃離子粉套裝(3M ESPE公司，美國)；35% 釉質(zhì)酸蝕劑(GLUMA公司，德國)；1% 亞甲藍(lán)溶液(雷根生物，中國)。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 體視顯微鏡(Nicon，SM10000，日本)；微拉伸測試儀(BISCO，MECMESIN,英國)；冷熱循壞儀(威爾，Tc-501F，中國)；醫(yī)用硬組織切片機(jī)(BUEHLER，ISOMET，德國)；電子顯微鏡(東芝，SU3500，日本)。

1.1.3 樣本選擇 收集臨床拔除滯留，無齲、窩溝點(diǎn)隙深[7]、冠部完整的第二乳磨牙共24顆，其中微滲漏、微拉伸實(shí)驗(yàn)各10顆，電鏡實(shí)驗(yàn)4顆。清洗后置入4 ℃生理鹽水中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 方法

1.2.1 窩溝封閉 10顆離體保存的第二乳磨牙，酸蝕組和處理劑組每組各5顆。兩組均遵循ART窩溝封閉程序操作[7]。①牙面處理，先用小毛刷低速清理窩溝表面10 s，三用槍吹干，酸蝕組采用35%磷酸酸蝕劑處理牙面窩溝40 s，然后三用槍沖洗10 s去除酸蝕劑，吹干。處理劑組僅用小棉球蘸Ketac?Molar Easymix 玻璃離子配套液體涂擦窩溝表面約15 s，然后用濕棉球擦干，避免過度干燥。②放置窩溝封閉劑，在戴手套的食指上涂上少量的凡士林，采用“指壓法”用食指將攪拌好的封閉劑壓入窩溝中，輕輕加力10～15 s后將手指側(cè)移。③待凝固后去除多余封閉劑。

1.2.2 微滲漏樣本制備 兩組樣本冷熱循環(huán)(4 ℃，37 ℃) 500次[8]，每個溫度停留30 s。之后將標(biāo)本取出吹干，每組5個標(biāo)本進(jìn)行微滲漏實(shí)驗(yàn)，采取浸蠟法封閉根尖孔及根方側(cè)支根管，并在距封閉劑邊緣1 mm外的牙冠均勻涂布兩層指甲油，晾干后把樣本在37 ℃ 1%亞甲藍(lán)溶液中浸泡24 h，蒸餾水徹底沖洗標(biāo)本殘留的染料，截根，固定醫(yī)用硬組織切割機(jī)上，沿中央溝及近、遠(yuǎn)中點(diǎn)隙3點(diǎn)連線相應(yīng)的位置片切標(biāo)本，每個標(biāo)本得到2個剖面，共計(jì)20個剖面。

1.2.3 微滲漏測定 采用單盲法，由兩位進(jìn)行過標(biāo)準(zhǔn)一致性檢驗(yàn)的檢查者在體視顯微鏡( ×30)下，對每個切片進(jìn)行檢測，并采用0～4五級計(jì)分[9](圖1)。微滲漏指數(shù)計(jì)分：0=無染色滲透；1=近中或遠(yuǎn)中的一側(cè)窩溝壁染色滲透；2=近中和遠(yuǎn)中側(cè)窩溝壁均染色滲透；3=近中和遠(yuǎn)中側(cè)窩溝壁封閉劑下方染色滲透；4=整個封閉劑周圍均染色滲透。每個切片經(jīng)過2位評估者共2次評分，以2個評分中的最高分記錄。

A：微滲漏計(jì)分1；B:微滲漏計(jì)分2；C:微滲漏計(jì)分3；D:微滲漏計(jì)分4圖1 微滲漏計(jì)分Fig.1 The grade scale of micro-leakage score

1.2.4 微拉伸實(shí)驗(yàn) 將10顆離體牙平牙頸部截取牙冠,取平坦的頰面釉質(zhì)約5 mm×5 mm，800 目碳化硅砂紙打磨40 s，將內(nèi)徑3 mm、高5 mm的圓柱形模具垂直置于制備好的牙面上,用蠟封閉模具邊緣。離體牙隨機(jī)分成2組，每組5顆。酸蝕組：35%磷酸酸蝕40 s，沖洗20 s,徹底干燥；處理劑組：采用配套的液體涂擦牙面，氣槍輕吹10 s。兩組樣本表面處理后，均填入調(diào)拌好Ketac?Molar Easymix玻璃離子，指壓固化后取下模具，每個受試釉質(zhì)面上形成一個窩溝封閉劑小柱。樣本再經(jīng)硬組織切割機(jī)切成1 mm×1 mm×10 mm試件,封閉劑小柱與牙齒各5 mm長。每個樣本得到2個完整試件。

1.2.5 微拉伸測定 用游標(biāo)卡尺測量每個試件粘結(jié)面的實(shí)際面積，再將試件用ZAPIT膠固定于微拉伸儀上檢測其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度，加載速度為0.5 mm/min，直至窩溝封閉劑與牙面斷裂,記錄每個試件的微拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。每顆牙齒的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度取其兩個小試件的平均值。計(jì)算公式：微拉伸粘結(jié)強(qiáng)度(N/mm2)=斷裂時最大載荷/粘結(jié)面積。

1.2.6 掃描電鏡觀察 選取4顆離體第二乳磨牙，隨機(jī)分酸蝕和處理劑處理兩組。每組各取1顆并按以上方法進(jìn)行窩溝封閉后標(biāo)本，用慢速金剛砂片截除牙根，并用硬組織切割機(jī)，沿近、遠(yuǎn)中窩溝片切樣本，水磨砂紙拋光，沖洗，干燥，固定于樣品臺上，噴金鍍膜，用掃描電鏡觀察窩溝封閉劑與牙面結(jié)合情況，采用Image-Pro Plus 6.0圖形處理軟件，對1 000、2 000倍電鏡照片測量封閉材料與釉質(zhì)之間的微間隙(μm)，取兩側(cè)窩溝壁，每側(cè)從小到大取5個測量點(diǎn)，每組10個測量點(diǎn)。余下每組各1個樣本不做窩溝封閉，僅用掃描電鏡觀察牙合面窩溝表面釉質(zhì)經(jīng)不同方法處理后的結(jié)構(gòu)變化。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件對資料作整理與分析，微滲漏兩組間的測試數(shù)據(jù)比較采用Mann-WhitneyU秩和檢驗(yàn)，微拉伸兩組間的測試數(shù)據(jù)比較采用t檢驗(yàn)，所有檢驗(yàn)水平均設(shè)為ɑ=0.05 。

2 結(jié) 果

2.1 微滲漏情況比較

兩位觀察者對各組微滲漏評分經(jīng)Kappa一致性檢驗(yàn)，Kappa值為0.79，顯示兩者一致性優(yōu)。酸蝕組微滲漏評分低于處理劑組，經(jīng)Mann-WhitneyU秩和檢驗(yàn)兩組間有顯著性差異，Z=2.50，P=0.012，見表1。

表1 酸蝕與處理劑兩組乳磨牙微滲漏計(jì)分比較Tab.1 Distribution of micro-leakage between two groups with acid etching and liquid in primary molars

2.2 微拉伸情況比較

酸蝕組微拉伸結(jié)合強(qiáng)度高于處理劑組，有顯著性差異(P<0.05)，見表2。

表2 酸蝕與處理劑兩組乳磨牙微拉伸強(qiáng)度比較Tab.2 Comparison of microtensile bond strength between two groups with acid etching and liquid in primary molars

2.3 掃描電鏡觀察

2.3.1 酸蝕與處理劑兩組乳磨牙電鏡照片 乳磨牙牙合面、剖面釉質(zhì)酸蝕和液體處理后的電鏡照片見圖2～3。

2.3.2 電鏡照片圖形軟件測量 結(jié)果顯示酸蝕組微間隙寬度為(0.90±0.25)μm，處理劑組為(1.90 ± 0.65)μm，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理t=4.97，P<0.01，有顯著性差異(圖4)。

A：酸蝕組為柱間質(zhì)脫礦，釉質(zhì)呈典型蝕刻結(jié)構(gòu)；B：處理劑組為釉質(zhì)表面粗超呈細(xì)小的蜂窩微孔結(jié)構(gòu)圖2 乳磨牙牙合面釉質(zhì)酸蝕和液體處理后電鏡照片比較( ×1 000)Fig.2 SEM images of occlusions of primary second molars with acid-etched and liquid-conditioned enamel( ×1 000)

A：酸蝕組乳磨牙剖面顯示玻璃離子封閉材料與窩溝壁結(jié)合部位有細(xì)小斷續(xù)的縫隙( ×50)；B: 處理劑組乳磨牙剖面顯示玻璃離子封閉材料與窩溝壁結(jié)合部位細(xì)小斷續(xù)的縫隙( ×50)；C: 酸蝕處理后玻璃離子封閉材料與窩溝壁結(jié)合部位斷續(xù)的嵌合層、窄的縫隙( ×2 000)；D：處理劑組處理后乳磨牙剖面顯示玻璃離子封閉材料與窩溝壁結(jié)合部位少量嵌合點(diǎn)、寬而長的縫隙( ×2 000)圖3 乳磨牙剖面釉質(zhì)酸蝕和液體處理后電鏡照片F(xiàn)ig.3 Cross-section SEM images at interfaces of the enamel-GIC sealants

圖4 兩組封閉材料與窩溝微間隙比較Fig.4 Micro-fractures were measured at interfaces of the enamel-GIC sealants

3 討 論

窩溝點(diǎn)隙部位患齲風(fēng)險是光滑面的8倍[10]，學(xué)齡兒童約50%的齲齒位于咬合面[11]。Gawali等[12]報道兒童第二乳磨牙最容易發(fā)生窩溝齲齒。江蘇省3～5歲兒童齲病流行病學(xué)抽樣調(diào)查報告[13]顯示：乳牙患齲水平居高不下，且呈現(xiàn)上升趨勢，5歲兒童患齲率和齲均分別為71.43%和4.05。幼兒患齲情況不容樂觀，應(yīng)重點(diǎn)針對這一高危人群進(jìn)行防治[14]。因此，開展窩溝齲的預(yù)防具有十分重要的意義。

美國牙醫(yī)學(xué)會(ADA)發(fā)布的以循證為基礎(chǔ)的窩溝封閉指南指出窩溝封閉在預(yù)防和阻止兒童和青少年乳、恒磨牙的牙合面齲是有效的，是綜合防齲措施的一項(xiàng)重要部分，推薦在一級預(yù)防和二級預(yù)防對早期齲干預(yù)措施時采用窩溝封閉。由于證據(jù)有限，無法確定樹脂、玻璃離子、聚酸改性樹脂、樹脂改性玻璃離子類窩溝封閉劑哪一類更優(yōu)[15]。Prathibha等[16]臨床研究報道，樹脂基質(zhì)封閉劑保留率優(yōu)于玻璃離子封閉劑，在防齲方面沒有取得顯著的結(jié)果。玻璃離子水門汀具有良好的生物相容性、生物活性，能釋放氟，與牙體組織的粘附性好，即使在潮濕的條件下也易于處理，非常適合兒童使用，也是在兒牙和修復(fù)治療中廣泛應(yīng)用的原因[17-18]。

ART封閉技術(shù)(ART sealants)是指應(yīng)用高粘度玻璃離子如Ketac Molar Easy Mix(3M ESPE)和Fuji IX(GC)等[19]，在臨床操作時通過ART指壓技術(shù)將封閉劑填壓入窩溝點(diǎn)隙，加深滲入深度，提高材料保留率，窩溝封閉劑預(yù)防窩溝齲的能力與封閉劑的保留及其起到物理屏障作用密切[20]。樹脂類窩溝封閉需要對牙合面酸蝕[15]，清洗后去除釉質(zhì)表面溶解的礦物質(zhì)，形成微孔，有利于封閉劑材料在窩溝中的滲透[21]。較早時建議對乳牙的酸蝕時間比恒牙長一倍，有研究使用不同的酸蝕時間對封閉劑的保留沒有明顯差異，從兒童合作來考慮，酸蝕時間越短唾液污染的概率越低[19]，通常建議恒牙20～30 s，乳牙30～60 s[22]，本文實(shí)驗(yàn)采用酸蝕時間為40 s。

Liu等[23]24個月的臨床研究結(jié)果，ART玻璃離子窩溝封閉部分和完全脫落率高于樹脂類封閉劑。我們分析認(rèn)為，ART封閉術(shù)與ART充填術(shù)高粘度玻璃離子材料的放置部位不同，ART封閉術(shù)放置位置是無機(jī)成分高于牙本質(zhì)的牙釉質(zhì)，采用的配套液體為牙本質(zhì)處理劑[18]，用于牙釉質(zhì)表面處理，因其成分為10%的弱酸類聚丙烯酸[16]，處理10 s不能對窩溝釉質(zhì)表面微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生足夠的影響，如果在ART封閉方案中增加磷酸酸蝕技術(shù)，與采用樹脂基類窩溝封閉材料相比較，雖然需要酸蝕、粘結(jié)系統(tǒng)，增加光固化設(shè)備和操作時間，但其成本低，可提高玻璃離子封閉材料在窩溝表面的保留率，取得更好的防齲效果。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果，酸蝕組微滲漏評分明顯低于液體組，微拉伸強(qiáng)度明顯高于液體組，均有顯著性差異(P<0.05)，酸蝕組封閉劑與窩溝壁之間微間隙寬度明顯小于處理液組(P<0.01)。以上結(jié)果提示我們改進(jìn)傳統(tǒng)ART封閉方案，采用酸蝕處理窩溝表面釉質(zhì)，產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)，有利于封閉材料的滲入，增強(qiáng)與窩溝的結(jié)合與固位力。

Zhang等[6]報告采用酸蝕處理能顯著提高Ketac?Molar Easymix, Fuji Ⅰ玻璃離子和樹脂改性玻璃離子與牛牙釉質(zhì)微拉伸強(qiáng)度(P<0.05)。電鏡研究觀察酸蝕后釉質(zhì)表面出現(xiàn)典型的蝕刻模式，玻璃離子突延伸滲入釉質(zhì)，在界面之間形成厚的嵌合層(hybrid layer)。使用配套玻璃離子液體處理釉質(zhì)表面后，去除了玷污層，釉柱間質(zhì)溶解，但沒有出現(xiàn)典型的蝕刻模式[6]，說明酸蝕處理改變釉質(zhì)表面微結(jié)構(gòu)，形成密集的微孔結(jié)構(gòu)增加了封閉材料滲入釉質(zhì)，擴(kuò)大了接觸面和深度形成嵌合層。本文實(shí)驗(yàn)電鏡觀察結(jié)果：①酸蝕處理后乳磨牙牙合面高倍電鏡照片顯示釉質(zhì)表面釉柱間質(zhì)脫礦，呈現(xiàn)典型蝕刻結(jié)構(gòu)，液體處理后樣本表面玷污層清除，粗糙呈細(xì)小的蜂窩微孔結(jié)構(gòu)。②兩組低倍電鏡照片封閉劑均填滿窩溝，可見封閉劑與窩溝壁之間細(xì)小、斷續(xù)的縫隙。③酸蝕處理后高倍電鏡照片觀察到玻璃離子封閉材料與釉質(zhì)之間長的嵌合層片段和斷續(xù)、窄的縫隙。處理劑組電鏡照片玻璃離子封閉材料與釉質(zhì)結(jié)合部位僅少量嵌合點(diǎn)、縫隙寬而長，提示釉質(zhì)酸蝕后形成的微孔結(jié)構(gòu)加上指壓技術(shù)[24]，有助于高粘性玻璃離子封閉劑的與釉質(zhì)微孔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嵌合增加微機(jī)械固位力，酸蝕組微拉伸強(qiáng)度顯著高于處理劑組(P<0.05)。

玻璃離子封閉劑能緩慢釋放氟化物和礦物離子到牙齒最容易患齲的部位，當(dāng)玻璃離子流失時，部分材料仍存留在窩溝深處，以提供機(jī)械保護(hù)，并持續(xù)釋氟[3]。高粘度玻璃離子表現(xiàn)出更高的初期和持續(xù)的氟釋放作用[25]。Feroz等[26-27]體外研究報告，GC Fuji Ⅰ和3M Ketac Molar兩種玻璃離子材料能有效降低變形練球菌的菌落計(jì)數(shù)，抑制和殺滅變形鏈球菌效果最好。

一項(xiàng)乳磨牙窩溝封閉的臨床觀察中，實(shí)驗(yàn)組采用35%磷酸酸蝕處理乳磨牙牙合面，對照組采用玻璃離子配套的液體處理乳磨牙牙合面，觀察12個月后酸蝕組封閉劑保留情況優(yōu)于處理液組，患齲情況顯著低于處理液組(P<0.05)[28]，本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果也提示，酸蝕后在釉質(zhì)表面形成的微孔結(jié)構(gòu)，有利于玻璃離子進(jìn)入，增加與釉質(zhì)結(jié)構(gòu)的嵌合,顯著減少微滲漏，增強(qiáng)微拉伸力，可以提高封閉劑的保留率和防齲效果。