玻璃離子水門汀溶解性和吸水性的比較

玻璃離子水門汀溶解性和吸水性的比較

張海英;侯本祥;陳薇

【摘 要】目的:比較4種玻璃離子水門汀的溶解值和吸水值,為遠期臨床效果的評估

提供參考依據.方法:實驗選取4種玻璃離子水門汀和1種復合樹脂為研究對象,分別

為傳統型玻璃離子水門汀(Sc),高強度玻璃離子水門汀FujiⅨ(F9)、Ketac

Moler(KM),樹脂改良型玻璃離子水門汀FujiⅡLC(LC),復合樹脂Z100(CR).參照

ISO 4049的要求,每種材料各制備盤狀樣本(10 mm×1 mm)11個.根據浸水28 d

前后重量變化計算每種材料的溶解值和吸水值,采用單因素方差分析對結果進行統

計分析.結果:5種材料的溶解值順序由大到小為:SC>KM>F9>LC>CR.其中LC與

CR的溶解值差異無統計學意義(P>0.01),其余各材料間差異均有統計學意義

(F=236.286,P<0.01).5種材料吸水值順序由大到小為:SC>LC>KM>F9>CR,其中

KM和F9的吸水值差異無統計學意義(P>0.01),其余各材料間差異均有統計學意義

(F=145.574,P<0.01).結論:高強度玻璃離子水門汀和樹脂改良型玻璃離子水門汀的

溶解性和吸水性均小于傳統型玻璃離子水門汀,且穩定性較好.其中樹脂改良型玻璃

離子水門汀的溶解性最低,提示其抗降解能力最強.

【期刊名稱】《牙體牙髓牙周病學雜志》

【年(卷),期】2010(020)009

【總頁數】3頁(P522-524)

【關鍵詞】玻璃離子水門汀;溶解性;吸水性

【作 者】張海英;侯本祥;陳薇

【作者單位】首都醫科大學口腔醫學院,北京,100050;首都醫科大學口腔醫學院,北

京,100050;首都醫科大學口腔醫學院,北京,100050

【正文語種】中 文

【中圖分類】R780.2

玻璃離子水門汀(glass ionomer cements，GIC)因具有化學黏結性、釋放氟能力、

良好的生物相容性和低的熱膨脹系數等特點而廣泛應用于牙科界。最初，GIC溶解

性大、質地脆、耐磨耗能力低，隨著技術的不斷進步，多種改良型GIC相應面世，

其物理性能也相應有所改變。本研究通過比較4種GIC固化后的溶解值和吸水值，

為臨床選擇材料提供參考依據。

1 材料和方法

1.1 主要材料和儀器

傳統型自凝玻璃離子水門汀(SC，上海齒科材料廠);高強度自凝玻璃離子水門汀

Ketac MoLer(KM，3M 公司，美國)、FujiⅣGP(F9，GC 公司，日本);樹脂改良

型光固化玻璃離子水門汀FujiⅡLC(LC，GC公司，日本);Z100光固化復合樹脂

(CR，3M公司，美國);37℃恒溫干燥箱(LRH－280，珠江);電子天平

(OHAUSAS200，美國);電子數顯卡尺(上海量具刃具廠)。

1.2 方法

1.2.1 試件制備

參照ISO 4049規定進行試件制備和測量。分別取SC、KM、F9、LC 4種玻璃離

子水門汀(按照材料操作說明書調拌)和Z100復合樹脂(CR)填充到孔徑10 mm、

高1 mm的銅模具中，兩側用玻璃板加壓固定，操作過程防止氣泡產生，自凝材

料自固化1 h后取出;LC、CR光固化材料先從模具兩側各光照固化20 s，取下玻

璃板后再光照固化20 s。每種材料各制備直徑10 mm、厚1 mm的盤狀試件11

個，用1200目砂紙輕輕打磨去除飛邊后用于實驗。

1.2.2 溶解值和吸水值的測量

將試件置于37℃恒溫箱中干燥，每天稱重1次，直到獲得恒定重量M1(單位μg)，

用電子卡尺測量試件直徑和厚度，并計算體積V(單位mm3)。然后將試件浸泡于

20 mL蒸餾水中28 d，每24 h換液1次，第28天取出試件，用濾紙吸干，稱重

記為M2。再次將試件重新置于37℃恒溫箱中，每日稱重直至獲得恒定重量M3。

根據以下公式計算GIC溶解值和吸水值。

溶解值=(M1－M3)/V(μg/mm3)

吸水值=(M2－M3)/V(μg/mm3)

1.3 統計分析

使用SPSS11.5統計軟件，采用單因素方差分析和LSD檢驗對實驗結果進行統計

學處理，檢驗水準 α =0.01。

2 結果(表2)

5種材料的溶解值順序為SC＞KM＞F9＞LC＞CR，傳統型 GIC(SC)最高，高強度

型 GIC(KM，F9)次之，樹脂改良型GIC(LC)和復合樹脂(CR)最小。其中LC與CR

相比溶解值差異無統計學意義(P＞0.01)，其余各材料間差異均有統計學意義

(F=236.286，P ＜0.01)。

5種材料吸水值的順序為SC＞LC＞KM＞F9＞CR，傳統型 GIC(SC)最高，樹脂改

良型 GIC(LC)次之，然后是高強度型GIC(KM，F9)，復合樹脂最小。其中KM和

F9相比吸水值差異無統計學意義(P＞0.01)，其余各材料間差異均有統計學意義

(F=145.574，P ＜0.01)。

表1 5種材料的吸水值和溶解值比較(μg/mm3，)不同字母組間P＜0.01材料 吸

水值 溶解值SC 125.25 ±13.23A 71.26 ±11.22A KM 96.87 ±5.30B 29.27

±4.20B F9 95.07 ±8.59B 21.56 ±3.56C LC 111.12 ±18.12C 5.56 ±4.03D

CR 20.02 ±3.68D 2.36 ±1.89D

3 討論

在口腔環境中，充填材料與唾液等各種液體接觸，伴隨著口腔功能性運動，材料會

擴散和溶解到口腔液體中，同時材料本身也吸收口腔液體產生溶脹(swelling)。這

種吸收和溶解的動態循環，逐漸擴散到材料的內部，使材料產生物理化學性能的改

變，加快材料老化，進而導致充填物的松解、裂解、繼發齲的產生和充填失敗［1

－2］。溶解值代表了材料內可溶解成分的多少，可以反映材料內部的聚合程度

［3］。因此測量GIC的溶解、吸水性對于評價其在水中的穩定性、耐久性有重要

意義。

GIC是一種水基類材料，水是GIC的重要組成部分，參與并影響固化進程，對

GIC的穩定性起著重要影響。當已固化GIC浸泡于水中時，填料和可溶于水的成

分游離出來，結構間形成微孔，材料逐漸瓦解。崔愷等在觀察水粉劑型GIC溶解

前后表面性狀變化時發現，溶解后表面結構呈疏松多孔狀，可見裂隙和孔洞［4］。

本研究比較了傳統GIC，高強度 GIC和樹脂改良型 GIC(resin－modified GIC，

RMGIC)4種材料的溶解值，結果顯示:4種GIC在浸水28 d后都有輕微溶解，傳

統型GIC溶解率最高，高強度GIC次之，RMGIC溶解值最低。

GIC的溶解性受其粉液比、化學組成、固化程度、操作因素等影響［5］。實驗中

高強度GIC溶解性明顯低于傳統型GIC，這可能與其較高的粉液比有關。實驗材

料中傳統型GIC的粉液比為5∶2，而高強度GIC為7∶2(W/W)。

Kanchanavasita認為:粉液比小的GIC溶解值與吸水值均較大，可能與固化后內

部聚合物比例高有關［3］。粉液比提高以后，填料重量比例增加，具有親水性的

基質比例降低，從而降低了溶解性和吸水性［6］。

傳統GIC式酸堿固化的自凝材料，為了提高固化可控性，降低其水易感性，

Mathis、Ferracane(1989)將樹脂成分(甲基丙烯酸羥乙脂HEMA)和光引發物加入

傳統型GIC中，發明了樹脂改良型玻璃離子水門汀(RMGIC)［7］。體外實驗證

明:RMGIC的固化速度、抗壓強度、抗疲勞能力等物理性能均優于傳統型GIC［8

－9］。本研究中RMGIC溶解值約為5.56 μg/mm3，明顯小于傳統型GIC和高

強度GIC，并且與樹脂無差異。符合ISO規定的樹脂類材料水溶解性應小于7.5

μg/mm3的要求，提示RMGIC具有良好的抗溶解性和穩定性。

RMGIC吸水性較高而溶解性較低的特點可能與RMGIC中含有親水性的樹脂成分

HEMA有關［10］。RMGIC中HEMA作為側鏈連接在聚合酸上，固化后聚合的

基質包括HEMA的聚合物及聚丙烯酸鹽交聯的網狀結構。一方面，樹脂單體的光

聚合使得RMGIC內部網狀交聯結構致密度提高，從而限制了水分子的流動，降低

溶出率。另一方面，HEMA親水基團的加入可能使水門汀形成了親水空間，從而

提高了RMGIC吸水量，這與Akashi等的研究結果一致［11］。

材料的吸水膨脹在臨床上能夠補償聚合收縮，利于邊緣封閉［12］。Irie 等［13］

發現 RMGIC 固化浸泡水中24 h后黏結界面微隙變小，分析原因是可能與吸水

之后內應力減小以及吸水膨脹有關。本研究中，RMGIC表現出較高的吸水性，提

示可能通過吸收膨脹補償其聚合收縮。但吸水膨脹對材料物理性能的影響還需進一

步研究。

4種GIC完全固化后浸泡于蒸餾水中均有輕微的吸水和溶解表現，高強度GIC和

RMGIC的溶解性和吸水性均小于傳統型GIC，且穩定性較好。其中RMGIC的溶

解性最低，提示RMGIC抗降解能力最強，是GIC產品中良好選擇。

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