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·临床研究·
充填厚度对光固化大块复合树脂充填效果的影响
王莹1杨家雪2谢海峰2陈晨1

江苏省口腔转化医学工程研究中心,南京210029;

江苏省口腔转化医学工程研究中心,南京210029
[摘要]目的研究充填厚度对大块复合树脂充填效果的影响。方法2种大块充填树脂FiltekBulkFillPosteri‐
or(FBF)和TetricN-CeramBulkFill(TBF)为实验组,2种传统光固化复合树脂FiltekZ100(Z100)和Spec‐
trumTPH(ST)为对照,测试不同固化厚度下树脂的透明度、颜色稳定性、表面维氏硬度和微拉伸粘接强度。
结果4种树脂透明度、硬度随厚度增加而降低。同一厚度下,大块树脂透明度高于传统树脂,硬度为Z100>
FBF>TBF>ST(上表面硬度除外)。除FBF3mm和4mm组老化后颜色参数发生显著变化外,其他各组均未发生
明显变化。4种树脂一次性充填4mm的微拉伸粘接强度均较分层充填低,但大块充填树脂一次
性充填4mm的微拉伸粘接强度仍可达到30MPa。结论大块充填树脂采用一次充填技术能满
足临床要求,但个别品牌可能出现远期颜色不稳定。
[关键词]大块充填树脂;粘接;厚度;透明度;维氏硬度;微拉伸粘接强度
开放科学(资源服务)
OSID
[中图分类号][文献标志码]A[doi].()
Effectofthethicknessesofbulk-fillcompositesonbondingstrengthWangYing1,YangJiaxue2,XieHaifeng2,Chen
Chen1.(,AffiliatedHospitalofStomatology,NanjingMedicalUniversity,JiangsuProvinceKey
LaboratoryofOralDiseases,JiangsuProvinceEngineeringResearchCenterofStomatology,Nanjing210029,China;2.
,AffiliatedHospitalofStomatology,NanjingMedicalUniversity,JiangsuProvinceKeyLaboratory
ofOralDiseases,JiangsuProvinceEngineeringResearchCenterofStomatology,Nanjing210029,China)
Supportedby:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(81970927);theNaturalScienceFoundationofJiangsu
Province(BK20191348);theQingLanProjectofJiangsuHigherEducationInstitutions(2019);thePriorityAcademic
ProgramDevelopmentofJiangsuHigherEducationInstitutions(2018-87).Correspondence:ChenChen,E-mail:ccchi‐
******@.
[Abstract]
twobulk-fillcompositesFiltekBulkFillPosterior(FBF)andTetricN-CeramBulkFill(TBF)astheexperimentalgroups
andthetwoconventionalcompositesFiltekZ100(Z100)andSpectrumTPH(ST)‐
cyparameter(TP),colordifference,Vickershardness(HV),andmicrotensilebondstrength(μTBS)ofdentineandthe
,TPandHVdecreasedwiththeincreasein
,theTPofthebulk-
thesamedepth,theHVofthefourdifferentresincompositesfollowedtheorderofZ100>FBF>TBF>ST(exceptforthe
uppersurface).ExceptforFBFat3and4mm,allofthe
[收稿日期]2021-04-25;[修回日期]2022-01-09othergroupsshowednovisiblecolorchangeatallthe
[基金项目]国家自然科学基金(81970927);
(BK20191348);江苏省高校“青蓝工程”项目(2019);江苏高differentcompositesobtainedthroughthebulk-filltech‐
校优势学科建设工程资助项目(2018-87)
niquewerelowerthanthoseofcompositesobtained
[作者简介]王莹,硕士,E-mail:******@
[通信作者]陈晨,教授,博士,E-mail:******@,theμTBSofthe
黼万方数据
•170•华西口腔医学杂志WestChinaJournalofStomatology2022-0440(2)
bulk-fillcompositesobtainedthroughthebulk--fillcomposites
,thecolorstabilityofsome
bulk-fillcompositescannotbemaintained.
[Keywords]bulk-fillcomposite;adhesive;thickness;translucencyparameter;Vickershardness;microten‐
silebondstrength
复合树脂是目前龋病治疗最常用的充填材公司,日本),维氏硬度(Vickershardness,HV)
料[1],以往推荐采用分层充填(每层不超过2mm)计(WilsonT2500,Buehler公司,美国)。
并逐层光固化的技术,
水气污染[2]。近年来,,
注,厂家宣称这种树脂单体转化率高,体积收缩厚度分别为1、2、3和4mm的尼龙垫圈置于玻璃板
率低,可一次充填4~6mm[3-4]。复合树脂的固化依上,4种树脂按不同厚度填入孔洞,去除多余树脂,
赖基质中含C=C单体的聚合[5],而承受咬合力的复双面光照固化40s(标准模式,光照周期为20s,
合树脂C=C转化率至少应达到55%[6]。由于光在复光照距离0mm,光照强度为1200mW·cm-2)。每
合树脂中的透过率必然随材料厚度增加而减少,种树脂不同厚度各制作10片试件,37℃水储24h,
因此厚度是影响复合树脂聚合的重要因素[7]。为了随后用冷热循环机5~55℃循环15000次,每次
评价大块树脂能否在超厚充填条件下实现可接受30s,37℃水储3月进行老化。试件超声清洗干燥
的临床效果,本研究调查了2种大块充填树脂产品备用。用牙科色度计测定各试件在黑、白背景下的
和2种传统复合树脂产品的充填效果。L*、a*、b*值,每个试件测量3次取均值,按照以
下公式计算透明度(translucencyparameter,TP),
1材料和方法TP=[(L*-L*)2+(a*-a*)2+(b*-b*)2]1/2,
BWBWBW
其中下标B和W分别表示在黑、白背景下得到的
。用色差(ΔE)来评价树脂的颜色稳定
2000
大块充填树脂FiltekBulkFillPosterior(FBF)性[8],计算公式如下:
和TetricN-CeramBulkFill(TBF);传统复合树脂êéΔL2ΔC2ΔH2
ΔE=ê()+()+()+
ê
FiltekZ100(Z100)和SpectrumTPH(ST)(表2000êKSKSKS
ëLLCCHH
1)。光固化灯EliparS10(3MESPE公司,美国),
1/2
ΔC2ΔH2úù
万能测试仪(BISCO公司,美国),电子卡尺R()()ú,其中ΔL、ΔC、ΔH为老化
ú
TKSKSú
(MNT-150,上海美耐特公司),牙科色度计CCHHû
(ShadeEye,Shofu公司,日本),通用型自酸蚀粘前后明度、色度、色相的差值,S、S、S为明
LCH
结剂(3MESPE公司,美国),Gluma酸蚀剂度、色度、色相的加权函数,K、K、K是常量
LCH
(Heraeus公司,德国),Isomet低速切割机(Bue‐参数,本研究中均设为1。R是用于色度和色相的
T
hler公司,美国),体视显微镜(SMZ1000,Nikon术语。
表14种树脂的成分
Tab1Thecompositionof4resincomposites
材料厂家基质填料
TBFIvoclarVivadent公司,德国Bis-GMA,UDMA钡玻璃,***化钇,氧化物,预聚合填料(79%~81%*)
FBF3MESPE公司,美国Bis-GMA,Bis-EMA,UDMA氧化锆/氧化硅,***化钇(%*)
Z1003MESPE公司,美国Bis-GMA,TEGDMA氧化锆,氧化硅(70%~80%*)
STDentsply公司,德国Bis-GMA,Bis-EMA,TEGDMA硼、硅、铝玻璃(78%~79%*)
注:Bis-GMA:双***丙烯酸缩水甘油酯;UDMA:二***丙烯酸氨基甲酸酯;Bis-EMA:乙氧基双酚A乙二醇二***丙烯酸酯;
TEGDMA:三乙二醇二***丙烯酸酯;*为质量分数。
(d1和
径为4mm,厚度分别为1、2、3和4mm的试件,d2),按照以下公式计算HV,HV=,F为
避光储存24h。测量样品底部中心的HV(载荷施加在样品上的载荷(N),d为平均对角线长
10N,加载15s),每个试件测量3次取均值,并(mm)。
万方数据
第2期王莹,等:充填厚度对光固化大块复合树脂充填效果的影响•171•
(每层充填2mm,共
南京医科大学附属口腔医院2021年1—3月拔除的4mm)和大块树脂充填技术(一次性充填4mm),
新鲜无缺损、无龋坏、无裂纹、根尖发育完全的每组均光固化40s(光固化参数同透明度测试)。
恒磨牙,刮除菌斑、结石等,%生理盐水4℃%生理盐水存储24h,用低速切机制备
储存,1个月内用于实验。本研究经医院伦理委员成横截面积为1mm×1mm的标准试件,每组20
会批准,提供样本的患者均知情同意。去除冠方个,试件的制作过程见图1。万能试验机在传感器
牙釉质和牙根,获得3~4mm厚的圆盘,圆盘近冠1~100N、·min-1拉伸速度下测试样本断裂
方一侧用600目的湿砂纸抛光60s,酸蚀15s,冲时的最大载荷(N),最大断裂载荷(N)与试件
洗30s,吹干,该面涂布粘接剂(singlebonduni‐粘接面积(mm2)的比值即为微拉伸粘接强度
versal,3MESPE)后吹干,光固化20s(光固化(MPa),μTBS=F/S,μTBS为微拉伸粘接强度,F
参数同透明度测试)。制备好的圆盘分为4组,每为最大试验荷载(N),S为粘接面积(mm2)。
图1微拉伸试件的制作过程
Fig1Theprogressofmakingspecimensusedinmicro-tensilebondstrengthtest
上述试件断裂后在体视显微镜下(×50)观察厚度增加而降低(P<);同一厚度下,除2mm
并记录每个样本的断裂方式。样本断裂方式分为时ST与TBF的透明度相近外,大块树脂的透明度
-
粘接破坏(发生在牙本质树脂粘接界面)、内聚大于传统树脂(P<)。
破坏(发生在树脂内或牙本质内)、混合破坏(既表24种树脂不同厚度下透明度的统计结果
有粘接破坏又有内聚破坏)。Tab2Statisticalresultsoftranslucencyparameterof
ˉ
±s

􀆳厚度/mm
材料
析,采用单、双因素方差分析及均值间的Tukeys1234
post-hocLSD多重比较进行统计分析,P<±±±±
异具有统计学意义。±±±±
±±±±
±±±±
注:含相同上标字母(小写比较列,大写比较行)的数值之
(P>)。
透明度结果见表2。结果显示,树脂透明度随色差统计结果见表3。除FBF在3mm和4mm
万方数据
复盟国眵硎一《蒜●∥气枪龟宣言一矿。/罗酸蚀剂离体牙切割方向复合树脂低速切割机●◆酸蚀、冲洗、吹干涂布粘接剂、吹干牙本质石,,
•172•华西口腔医学杂志WestChinaJournalofStomatology2022-0440(2)
,其他各组均未出现明显颜色3mm之间差异无统计学意义(P=)。ST的
变化(ΔE<)[9]。4种树脂不同厚度下老化前后HV值在1和2mm间差异无统计学意义(P=),
L*,a*,b*值见图2,FBF3mm和4mm老化前后但在3~4mm显著降低(P<)。
的值有明显的变化。
L*表34种树脂不同厚度下色差的统计结果

ˉ
HV结果见表4。双因素方差分析结果表明树compositeswithdifferentthicknessesx±s
脂的HV值受树脂类型(P<)和充填厚度(P<
厚度/mm
)的影响,两个因素间存在交互作用(材料
<1234
)。±±±±
低(上表面硬度除外)(P<),±±±±
不受厚度的影响(P>)。TBF的HV值在1~±±±±
2mm和3~4mm间显著降低(P=),但在2~±±±±
图24种树脂老化前后L*、a*、b*值
Fig2ThevalueofL*,a*,b*of4resincompositesbeforeandafteraging
表44种树脂不同厚度的HV统计结果4mm时三种断裂模式分布比例相同。
Tab4StatisticalresultsofHVof4resincomposites
ˉ表54种树脂不同充填厚度的微拉伸统计结果
withdifferentthicknessesx±sTab5Statisticalresultsofmicrotensilebondstrength
厚度/mmof4resincompositeswithdifferentthicknesses
材料ˉ
01234x±s
±±±±±
材料
AbBbABbAbAb充填方法
±±±±±
±±±±±±±±±
±±±±±±±±±
注:含相同上标字母(小写比较列,大写比较行)的数值之注:含相同上标字母(小写比较列,大写比较行)的数值间
间差异无统计学意义(P>)。差异无统计学意义(P>)。

微拉伸结果见表5,采用分层充填技术时4种Tab6Statisticalresultsoffracturesurfaceof4resin
树脂的μTBS值差异无统计学意义(P>)。传compositeswithdifferentthicknessesn=15
统树脂一次性充填4mm时,试件在制备过程中几断裂方式
组别
乎都发生断裂。大块树脂一次性充填4mm的粘接界面内聚混合
μTBS值均小于其2mm分层充填的值(P<)。Z1002mm555
4mm1104
断裂模式分析见表6,传统树脂Z100/ST分层
ST2mm564
充填时发生3种断裂模式的比例相近,采用一次性
4mm1203
充填技术时,试件几乎都在制作过程中发生粘接
TBF2mm1014
面断裂。大块充填树脂TBF采用两种充填技术的4mm1005
断裂模式均以粘接界面断裂和混着断裂模式为主。FBF2mm285
FBF分层充填时内聚破坏最多,而一次性充填4mm555
厚度/靼鼍蜒柱葚稍遥飞蛙柱尊粥遥岛屿柱鼍搁万方数据
第2期王莹,等:充填厚度对光固化大块复合树脂充填效果的影响•173•
大块充填树脂虽然采用一次性充填技术的μTBS值
3讨论小于分层充填技术的结果,但均达到了临床要求
30MPa的临界值[17]。
本研究中4种树脂的透明度均随厚度增加而下树脂固化过程中,如果固化不彻底,试件的
-
降,说明树脂的充填厚度对树脂的透光性有影响。薄弱区在树脂深部及树脂粘接剂界面[18];当其彻
为了提高大块充填树脂的透光性,厂商们在传统底固化,树脂内聚强度及其与粘接剂的粘接强度
-
树脂的基础上,加入了新型高分子量基质单体,超过牙本质粘接剂界面的粘接强度,试件的薄弱
-
如UDMA等,使大块树脂更利于光线穿透[10]。此区逐渐转移到牙本质粘接剂界面,样本微拉伸断
-
外大块树脂中填料颗粒的改性也会提高树脂透光裂面出现牙本质[19];当牙本质粘接剂界面的强度
性[11],故本研究中同一厚度下大块树脂的透明度均大于树脂的内聚强度,那么断裂面则会出现树脂。
较传统树脂高。因此传统树脂Z100/ST一次性充填4mm时,由于
复合树脂的固化程度对树脂颜色稳定性和硬深部树脂和粘接剂固化不充分,发生粘接界面断
度均有影响[12]。复合树脂的颜色稳定性是判断树裂。大块充填树脂FBF因透明度较高,采取2mm
脂材料使用寿命的一个指标,,甚至超过
-
为出现了肉眼可察觉的颜色变化[9]。本研究中大块牙本质粘接剂的粘接强度或树脂内聚强度,断裂
树脂FBF3mm和4mm组有明显的颜色变化,而面出现牙本质或树脂,混合破坏和内聚破坏的比
其他各组未发生明显颜色变化,这是由于树脂基例增加;大块树脂TBF的透明度虽然高于传统树
质单体如Bis-GMA,TEGDMA,UDMA具有吸水脂,但其深部树脂固化强度不能超过树脂内聚强
性,使树脂容易吸收外源性染色物,而FBF虽然度,因此其断裂模式以粘接界面断裂为主,内聚
含Bis-EMA,其吸水性和聚合收缩率均较低[9],但破坏较少。
树脂的吸水程度不仅依赖于单体类型,还与树脂大块充填树脂一次性充填4mm可以达到复合
材料中有机基质的含量有关[13],因此FBF的透光树脂固化的要求,但由于大块充填树脂的透明度
性虽好,但颜色稳定性却较差。提高,相对传统树脂,更容易发生变色[19]。此外,
硬度与树脂基质单体转化程度相关,单体充本实验研究中发现大块树脂TBF在1mm时近乎发生
分聚合是复合树脂获得最佳机械性能的基本因素。明显的颜色变化(ΔE=±),而在2、3、4mm
本研究中HV测试结果显示,除大块充填树脂FBF时ΔE值反而较小,因此还需进一步实验研究大块
外,其他3种树脂在厚度为4mm时的硬度明显低充填树脂发生颜色变化的影响因素。另外,一些
于厚度为1mm的硬度,这主要是因为随着厚度增大块充填树脂中无机填料的含量较低,使得其显
加,树脂透光性降低,单体转化率下降,树脂机微硬度较差和聚合收缩率更高,因此临床上选择
械性能即硬度降低;而FBF由于透光性较好,其大块充填树脂时仍要慎重。
硬度并没有随厚度增加发生明显变化。此外研利益冲突声明:作者声明本文无利益冲突。
究[14]表明,大块充填树脂上表面的硬度要低于传
统树脂,这与本研究中传统树脂Z100在不同厚度[参考文献]
下的表面硬度最高的结果一致。需要注意的是,
本实验中树脂表面硬度的最大值并非在材料的上[1]ChestermanJ,JowettA,GallacherA,-fillres‐
表面得到,而是在厚度1mm时测得,这可能因为in-basedcompositerestorativematerials:areview[J].Br
树脂上表面粗糙度较大、树脂上表面下方固化温DentJ,2017,222(5):337-344.
度较高[15-16],固化效果好,因而复合树脂上表面的[2]Arbildo-VegaHI,LapinskaB,PandaS,‐
硬度低于其下方。fectivenessofbulk-fillandconventionalresincomposite
复合树脂在固化过程中,厚度越小树脂透光restorations:systematicreviewandmeta-analysis[J].Po-
性越好,深部树脂转化率越高,粘接效果越好。lymers(Basel),2020,12(8):1786.
因此本研究中4种树脂传统分层充填技术获得的[3]CzaschP,
μTBS值高于一次性充填4mm的值。传统树脂由propertiesanddegreeofcureofbulkfillcomposites[J].
于透光性较差,一次性充填4mm时深部树脂固化ClinOralInvestig,2013,17(1):227-235.
不充分,试件在制备过程中几乎都发生断裂。而[4]姜雪,高平,魏茜茜,[J].
万方数据
•174•华西口腔医学杂志WestChinaJournalofStomatology2022-0440(2)
口腔医学,2019,39(1):89-92.[12]BahbishiN,MzainW,BadeebB,
JiangX,GaoP,WeiQQ,-hardnessofBulk-Fillcompositematerialsaf‐
bulk-fillresin-basedcomposites[J].Stomatology,2019,terexposuretocommonbeverages[J].Materials(Basel),
39(1):89-,13(3):787.
[5]SantiniA,GallegosIT,‐[13]SilvaMF,DiasMF,Lins-FilhoPC,
tistry:areview[J].PrimDentJ,2013,2(4):30--Fillcompositerestorations[J].JClinExpDent,
[6]SilikasN,EliadesG,,12(11):e1086-e1090.
onresin-compositedegreeofconversionandshrinkage[14]SonSA,ParkJK,SeoDG,
strain[J].DentMater,2000,16(4):292--
[7][J].华西口rizationshrinkageandtranslucencyofbulk-fillcompo-
腔医学杂志,2020,38(3):233-[J].ClinOralInvestig,2017,21(2):559-565.
-[15]MunchowEA,CorreaMB,OgliariFA,
fillcompositeresin[J].WestChinaJStomatol,2020,38betweensurfaceroughnessandmicrohardnessofexperi‐
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[8]deOliveiraDC,AyresAP,RochaMG,,2012,13(3):299-304.
differentinvitroagingmethodsoncolorstabilityofa[16]
denta