戴银花，祝雅琳，肖芳，胡玉娇，彭凯辉，汪千霞，戴群

（南昌大学附属口腔医院综合急诊科；江西省口腔生物医学重点实验室；江西省口腔疾病临床医学研究中心，南昌 330006）

近年来，WHO制定的全球汞合金“逐步减少”计划对含汞产品进行更全面的禁令[1-2]，加上患者对美观需求日益增加，导致银汞合金替代品的需求持续增加[3]。BFRCs不仅美观、环保、临床操作简便，还具有良好的生物安全性和机械性能，是目前后牙I、II类洞修复常用的材料[4-9]。然而，复合树脂会发生固化收缩，导致高收缩应力，宏观表现为微渗漏。微观层面上，聚合反应后固化产物中残留许多未聚合的单体，降低了材料的力学性能和生物安全性。所以，PVS和DC分别从宏观和微观反映树脂的固化性能。本实验拟对比预热对SonicFill声波流体树脂为代表的BFRCs的PVS和DC的影响，以期为BFRCs的临床应用提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备 SonicFill声波流体树脂(Kerr，美国)；溴化钾(湖北鑫润德化工有限公司，中国)；600目的耐水砂纸(淄博炳扬碾磨科技有限公司，中国)；4 mm×4 mm圆柱形不锈钢模具(自制)；固定式不锈钢底座、组合式样本固化腔(自制)；Spectrum Two FTIR光谱仪(PerkinElmer，美国)；LK-G30激光位移传感器及相关控制器(KEYENCE，日本)；S-25-24(24V 1A)直流变压器(广东上普壹明实业有限公司，中国)；Mini LEDTM光固化机(SATELEC，法国)；DHG-9076A电热恒温箱(上海精宏，中国)；DF-101s集热式恒温加热磁力搅拌器(上海力辰科技，中国)；MR-5型辐射热计(青岛路博建业环保科技有限公司，中国)；JR-3020加热平台(深圳鑫诚，中国)；CDKVC9205数字万用表(上海申蒙检测技术有限公司，中国)；红外线治疗器(重庆国人医疗器械，中国)；研钵(上海新诺仪器集团有限公司，中国)；YP-3手摇式单冲压片机(天津市嘉鑫海机械设备有限公司，中国)；电子分析天平(上海赞维衡器有限公司，中国)。

1.2实验分组 主要分组情况见表1。

表1 实验分组

1.3 样本的预热处理 在（23±0.5）℃，（34±1）%RH的环境下，将电热恒温箱温度调至（55±0.5）℃，预热1 min。待电压稳定后，放入aDC、aPVS组的树脂样本加热15 min。在标准室温（23±0.5）℃下，将ADC、APVS组的树脂样本放置15 min。

1.4 单体转化率的测定 在（23±0.5）℃，（34±1）%RH的环境下，使用FTIR光谱仪(PerkinElmer，美国)测定树脂样本的吸光度(红外光谱波数范围：4000-400 cm-1，分辨率：4 cm-1)，每个树脂样本扫描10次。

1.4.1 固化前的光谱采集 分别取ADC、aDC组树脂糊剂2 mg与7 mg溴化钾粉末充分混合，用压片机(10 MPa)将混合后的粉末压成薄膜状，随后置于FTIR的样品窗内，每组树脂记录10次光谱，取平均数记为ADC-固化前、aDC-固化前。

1.4.2固化后的光谱采集 模拟口腔温度，平台加热至37℃。将SonicFill树脂装到配套声波手机中一次性填充入自制的4 mm×4 mm的不锈钢模具中，整个操作过程时间控制在40 s内。在距离树脂样本表面上方1 cm处，使用LED光固化灯按照传统光照法—快速模式(925 mW/cm2，持续10 s)，光固化20 s。然后，去除树脂样本表面厌氧层（用600目水砂纸轻轻打磨），水雾冲洗后用气枪吹干。随后，将树脂样本放入研钵中研磨直至树脂成细粉状。红外线干燥后，将2 mg树脂和7 mg溴化钾粉末混合均匀后放入压片机(10 MPa)中压成薄膜状，2分钟后取出置于FTIR样本窗中，每组树脂均记录10次光谱，取平均值记为ADC-固化后、aDC-固化后。

1.4.3 单体转化率的计算 采用标准基线技术，计算出芳香族C=C(键峰位于1608 cm-1)和脂肪族C=C(键峰位于1638 cm-1)吸收强度之比，记为R。根据公式[8](DC%=1-C=C%=(1-R固化/R未固化)×100%)确定DC%。

1.5聚合体积收缩率的测定 基于激光测距技术的测量系统，由测量装置和配套的专业软件组成。固化灯置于样本固化腔上表面照射，激光位移传感器置于样本固化腔前表面。将SonicFill树脂充填至样本固化腔内，待SonicFill树脂稳定后，按光固化灯快速模式(925 mW/cm2，持续10 s)将树脂光固化20 s。在光固化灯的照射下，树脂开始固化聚合，激光位移传感器实时采集整个固化聚合过程中的线性收缩量，数据采集共持续5 min，每组分别测量10个样本，线性收缩率记为lin%。根据公式[11-12]将lin%换算为体积收缩率PVS%。PVS%=3lin%-0.03(lin%)2+0.0001(lin%)3。

1.6统计学处理 使用SPSS 22.0软件对结果进行统计学分析，对树脂样本预热前后的DC、PVS进行配对t检验。α=0.05，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 单体转化率 aDC组>ADC组，P<0.05为差异有统计学意义。即预热组树脂样本的单体转化率高于未预热组。见表2。

2.2 聚合体积收缩 bPVS组

图1 激光测距系统图

表2 预热前后树脂样本单体转化率(n=20)

表3 预热前后树脂样本聚合体积收缩率(n=20)

3 讨论

光固化BFRCs在光敏引发剂一定波长的照射下，打开甲基丙烯酸酯基团的C=C，转化为C-C并形成聚合物。DC是转化为单键的可聚合双键的百分比，DC值通常在55%到72%之间[13]。DC越低，聚合物的交联密度越小，材料的机械性能越差[14]，变色和降解越多，从而降低了其耐磨性[15]和颜色稳定性。此外，由于释放出更多的单体，材料的生物安全质量越差[16]。聚合体积收缩是树脂基材料的一个固有缺点，这是由于聚合过程中弱的范德华力转化为共价键，单体分子间距离由0.3~0.5 nm转化成0.15 nm，单体之间的距离变小[17]。研究表明，聚合体积收缩会使树脂—牙体组织界面产生聚合收缩应力[18]，而聚合收缩应力会使边缘产生微渗漏，继发边缘染色[19]、龋坏[20]、牙尖变形[21]。 严重的话，还会产生牙齿折裂、修复体脱落、牙髓炎症等相关临床问题。因此，理想的树脂复合材料应具有较低的PVS和较高的DC。

预热BFRCs可以提高DC可以从以下几个方面考量，（1）预热使玻璃化过程推迟：复合树脂光聚合后，树脂粘度迅速增加，从粘性液体变为弹性凝胶，即凝胶化[22]。在凝胶点，主要影响大分子单体上的自由基，小分子单体仍然可以较自由的扩散。然而，随着反应的进行，小分子单体的扩散也会被限制，树脂由凝胶状变成玻璃化，发生第二次变化，即玻璃化[23]。预热树脂后，温度升高，玻璃化进程推后，还可以进一步聚合[24]。（2）预热可以增加分子迁移率和单体分子之间的碰撞频率[25，26]，促进聚合物链的移动。（3）光引发剂系统：除了复合树脂含有的常规的樟脑醌/胺引发剂体系外，BFRCs还含有一种额外的光引发剂（Ivocerin）。与樟脑醌/胺引发剂相比，这种锗基引发剂的加入具有更高量子产率转化率，可能影响了预热效率[27]。

而预热BFRCs可以提高PVS主要归因于预热可降低其粘度，增强边缘适合性[28]，减少微渗漏的形成[29]，从而显著减少PVS的形成。将玻璃化的开始推迟到聚合过程的后期[24]。玻璃化开始发生在转变温度接近固化温度时，在温度达到聚合反应温度之前，通过预凝胶状态时的粘性流动和聚合物链松弛可以缓解部分聚合收缩。因此，最终PVS会降低。

以往研究结果表明，预热BFRCs是一种简单、安全、相对成功的方法[30-33]。然而，目前尚缺乏临床研究证明BFRCs预热技术的优势。预热的优势是通过对仍有加热效果的树脂进行光固化实现的[30]。因此，要想预热取得成功，必须快速的将树脂充填入窝洞，与此同时，避免形成气泡和间隙。预热的成功还受其他变量的影响，例如材料组成成分因[34]、无机填料[35]、有机基质类型、加热时间[36]和预热温度[37]、光固化技术[38]及操作者的可变性。各因素可能具有协同作用，有待进一步的体外和体内实验研究。