窦祈 张卓然 贾文敏 惠光艳

贻贝黏附蛋白对全酸蚀粘接系统即刻粘接强度的影响

窦祈 张卓然 贾文敏 惠光艳

目的 本研究尝试将贻贝黏附蛋白(mussel adhesive proteins，MAPs)引入两步法全酸蚀粘接系统，并评价其对即刻粘接强度的影响。方法 收集10颗离体第三磨牙并切割暴露牙本质，将暴露的牙本质平均分为两个象限制备粘接试件，引入MAPs预处理脱矿牙本质的为实验组，未引入的为对照组。试件在万能试验机下进行微拉伸粘接强度测试评估样本即刻粘接强度。结果 实验组微拉伸强度为(28.40±6.26)MPa，对照组微拉伸强度为(43.20±7.23)MPa，实验组粘接样本的微拉伸粘接强度显著低于对照组。结论 对于全酸蚀粘接系统，单纯在粘接剂使用前涂布MAPs预处理牙本质会降低即刻粘接强度。

贻贝黏附蛋白；牙本质；粘接强度

口腔粘接系统已经从第一代发展到第八代，粘接强度越来越高，但是仍然无法避免唾液、水、牙本质液等的侵袭影响，最终导致粘接修复的失败[1]。最近研究发现贻贝黏附蛋白(mussel adhesive proteins，MAPs)具有高强度、高韧性、高防水性和较强的黏附功能、良好的生物相容性，成为近年来国内外研究的热点，MAPs可以实现与多种底物粘接和与蛋白质交联[2]，在医学领域既可以作为胶黏剂，也可以作为密封剂，对粘接和修复有很大帮助[3]。本研究旨在模拟临床操作环境，创新性地将MAPs引入全酸蚀粘接系统，评价使用MAPs预处理牙本质对全酸蚀粘接系统即刻粘接强度的影响。

1 材料和方法

1.1 样本分组与制备 患者知情同意后，收集10颗新鲜离体的健康第三磨牙，使用慢速切割机(SYJ-160，科晶，沈阳)在流水降温下从牙冠冠向1/3处切割，暴露咬合面牙本质，使用600目碳化硅砂纸研磨40 s形成一致的玷污层。将暴露的牙本质平均分为两个象限分别作为对照组和实验组，对照组按照全酸蚀粘接剂(Adper Single Bond 2，3M ESPS，美国)的使用说明制备牙本质-光固化树脂(Z250，3M ESPS，美国)粘接样本；实验组在使用酸蚀剂(37%磷酸凝胶，Vericom，韩国)和粘接剂两步骤之间涂布MAPs(贻贝黏附蛋白，贝瑞森，江苏)预处理牙本质表面10 s，气枪吹干，其余步骤与对照组相同。粘接样本制作完成后将其浸入37℃蒸馏水中，24 h后垂直于粘接界面片切，制备用于微拉伸粘接强度测试的条状试样(0.8 mm×0.8 mm×8.0 mm)[4]，每组片切50个试件。

1.2 微拉伸粘接强度测试 通过万能实验机(EZ test，Shimadzu，日本)以0.5 mm/min的加载速度进行拉伸，记录微拉伸断裂载荷，计算微拉伸粘接强度，公式如下：微拉伸强度(MPa)=断裂载荷(N)/试件截面积(mm2)，通过微拉伸强度评价样本即刻粘接强度。测试和计算过程中，将来自同一颗牙齿的粘接试件微拉伸强度求均值作为一个独立样本，然后结合同一组内来自其他牙齿粘接试件的均值一起计算每组的微拉伸强度均值与标准差[5]。

1.3 统计学方法 应用SPSS 19.0软件处理数据，使用单因素方差分析(one-way ANOVA)比较两组间微拉伸粘接强度，P＜0.05时差异具有统计学意义。

2 结果

实验组粘接样本微拉伸强度为(28.40±6.26)MPa，对照组粘接样本微拉伸强度为(43.20±7.23)MPa，与对照组相比较，实验组微拉伸强度显著下降(P＜0.05)，说明单纯使用MAPs预处理牙本质会降低牙本质与树脂的即刻粘接强度。

3 讨论

牙本质粘接系统混合层中仍可观察到微渗漏甚至是纳米渗漏的发生。这是由于酸蚀深度和树脂渗透深度不匹配，导致脱矿的牙本质暴露，裸露的胶原纤维易受到水、酶、细菌、应力、温度等因素的作用而发生降解，最终导致粘接修复的失败[1]。随着粘接技术的革新，为了增加树脂单体的渗透性，粘接剂中亲水性树脂单体所占的比例越来越高。粘接剂中高浓度的亲水性单体使挥发性溶剂(包括水)的蒸发压降低，影响水分的蒸发，残留的水分进而影响单体的聚合，聚合不全的树脂又易于发生水解作用，从而使胶原纤维裸露[6]，成为粘接界面的薄弱区域。所以水在牙本质粘接修复的过程中发挥着极其矛盾的作用[7]。所以，如何探索一种新的材料引入牙本质粘接过程中，稳定混合层中的薄弱部分从而提高粘接性能成为近年来口腔粘接领域的热点。贻贝黏附蛋白粘接耐水性极好，能够极大改善粘接耐久性[8]，若能将其合理应用于口腔粘接领域将会在该领域产生重大变革。

MAPs用于全酸蚀粘接系统的可能方式有两种：第一种是独立预处理步骤用于脱矿的牙本质；第二种是将MAPs引入粘接剂中。由于独立的预处理步骤能够相对延长MAPs作用于牙本质的时间，本试验优先选取预处理牙本质的方式引入MAPs，评价其对经典的全酸蚀粘接系统即刻粘接性能的影响。

粘接强度的测试方法主要有微拉伸、微剪切、拉伸、剪切等方式。其中，微拉伸测试方法以较小的粘接面积使断裂模式主要发生在界面，能够更真实的评价实际的粘接效果，是目前最常用的牙本质-树脂试件粘接强度测试方法[9]。本研究发现涂布MAPs与脱矿的牙本质能够使牙本质-树脂的即刻粘接强度显著降低，这可能是以下几个原因，第一是引入MAPs可能破坏了受试粘接系统的线性聚合链[10]，第二是MAPs作为大分子复合物影响了后续的粘接单体向牙本质渗透的深度，从而导致粘接强度的下降，第三是本次使用的MAPs产品浓度较低，溶液成分较多，不合理的使用方法使MAPs本身成为了牙本质的污染源。

水对于粘接剂是污染物的原因很复杂，其中一部分可以通过库伦定律来简单理解，在水中两电荷之间相互作用能仅为空气中1/8[3]，但水中氢键所受的此种影响无法估计，所以只要配体的配合系数大于水，粘接基本可不受影响。MAPs中的DOPA(3，4-二羟基苯丙氨酸)对其良好的防水粘接效果有着主要贡献，既能提供H形成氢键也能接受H形成氢键，而且所形成氢键远强于水分子与金属之间的氢键，具有很强的疏水粘附效果[11]。除此之外DOPA还可以提供多种基团通过其他四种途径与多种物质进行粘接[12]。

本研究中尝试利用MAPs的防水粘接性和良好的生物相容性，将MAPs作为牙本质预处理剂引入两步法全酸蚀粘接系统，使牙本质-树脂粘接强度显著下降，说明简单地将MAPs与现有的粘接系统进行组合并不能发挥其防水粘接的优势。基于MAPs卓越的粘接性能和防水性能，摸索如何合理地使用MAPs从而改善牙本质粘接系统的粘接强度和耐久性还有待进一步的研究。

[1]Liu Y，Tj derhane L，Breschi L，et al.Limitations in bonding to dentin and experimental strategies to prevent bond degradation[J].J Dent Res，2011，90(8)：953-968.

[2]朱曜曜，丁海兵，孙承君.贻贝粘性蛋白组成、作用机理与应用[J].海洋科学进展，2014(4)：560-570.

[3]Hong Zhang，Lígia P.Bré，Tianyu Zhao，et al.Mussel-inspired hyperbranched poly(amino ester)polymer as strong wet tissue adhesive[J].Biomaterials，2014，35(2)：711-719.

[4]Mallick R，Sarangi P，Mohanty S，et al.Micro-tensile bond strength of different adhesive systems on sound dentin and resin-based composite：An in-vitro study[J].J Conserv Dent，2015，18(5)：379-383.

[5]Sangwichit K，Kingkaew R，Pongprueksa P，et al.Effect of thermocycling on the durability of etch-and-rinse and self-etch adhesives on dentin[J].Dent Mater J，2016，35(3)：360-368.

[6]张南，肖玉鸿，方明，等.Ⅰ型胶原纤维降解对牙本质粘接耐久性的影响[J].中华临床医师杂志：电子版，2014，8(6)：102-106.

[7]Freitas PH，Giannini M，Franca R.Correlation between bond strength and nanomechanical properties of adhesive interface[J].Dental Materials，2013，29(Suppl 1)：74.

[8]艾宇飞.仿贻贝粘附蛋白生物粘合剂的研究[D].北京化工大学，2014.

[9]Sirisha K，Rambabu T，Ravishankar Y，et al.Validity of bond strength tests：A critical review-Part II[J].J Conserv Dent，2014，17(5)：305-311.

[10]DJ Epasinghe，C Yiu，MF Burrow，et al.Effect of proanthocyanidin incorporation into dental adhesive resin on resin-dentine bond strength[J].J Dent，2012，40(3)：173-180.

[11]Y Ai，Y Wei，J Nie，et al.Study on the synthesis and properties of mussel mimetic poly(ethylene glycol)bioadhesive[J].J Photochem Photobiol B，2013，120(2)：183-190.

[12]王贵学，兰华林，王溢，等.贻贝粘蛋白的粘附成膜机理及应用研究进展[J].功能材料，2014(14)：14013-14020.

Objective To aim to introduce mussel adhesive proteins(MAPs)to the two-step total etching adhesive system and evaluate its effect on the instant bonding strength.Methods Ten detached pieces of third molar were collected and cut to expose their occlusal dentin surfaces，which were then further cut into 2 equal quadrants for bonding test piece preparation.MAPs pretreated demineralized dentines were taken as experimental group and non-MAPs pretreated demineralized dentines were taken as control group.The test pieces were conducted to assess micro-tensile bond strength by universal testing machine so as to assess the instant bonding strength.Results The micro-tensile bond strength in the experiment group was(28.40±6.26)MPa，while in the control group it was(43.20±7.23)MPa.The micro-tensile bond strength in the experiment group pretreated by MAPs was significantly lower than that in the control group.Conclusion Pretreatment of dentin by mere MAPs coating before adhesive application can reduce the instant bonding strength in total etching adhesive system.

Mussel adhesive protein；Dentin；Bonding strength

2016-06-30)

青岛市市南区公共领域科技支撑计划项目(2014-14-047-SW)

1005-619X(2017)01-0011-03

10.13517/j.cnki.ccm.2017.01.004

266071济南军区青岛第一疗养院