过去三十年，牙科材料发展迅猛，变化速度堪比IT行业。一个美国的老牙医曾跟我说，他是30年前牙科学院毕业的，如果毕业后他不再学习新技术，那么他今天在诊所将不能做任何事情。作为牙医，不但要辛勤的给病人看病，还需要花时间给自己不断充电。
研究表明，补牙成功与否主要取决于四个因素：牙医本身的技术，病人自身情况，牙科材料的好坏，以及临床方案的选择。作为牙医，除了把自己的技术练好，和给病人灌输正确的口腔卫生习惯外，还需要选择正确的方案以及正确的材料以达到最佳效果。一个技术高超的牙医如果用一个质量差的或着甚至错误的材料来补牙，就好像舒马赫开一辆拖拉机去比赛，既浪费自己的才能又损害患者的利益。这个系列文章里，主要会讨论不同类型的牙科材料和临床方案的选择。(注：本系列文章会用一些产品作为例子，但并不表明作者就一定认可那些产品)。
01牙科粘结剂
牙科粘结剂连接修复体和牙齿，是补牙成功与否最为关键的一环。文献表明，牙体修复失败最为关键的两大因素是修复体损坏和界面失败。前者是短期（1年以内）失败的主要因素，后者是长期（5-10年）失败的主要因素。这里讲的界面失败主要就是跟粘结剂相关。从上个世纪90年代开始，牙科粘结剂发生了飞速变化。按产品系列分，可以分为第4，5，6，7代。按用法分可以分为全酸蚀和自酸蚀，以及单层式和双层式（涂底剂＋疏水树脂层）（表一)。2011年底／2012年初，3M 和BISCO率先开发了最新一代粘结剂：通用型粘结剂。随后几年里，DENTSPLY等其它公司也纷纷推出类似的产品 (图一)。通用型粘结剂是单瓶装单层式的牙科粘结剂，可以用于自酸蚀，也可以用于全酸蚀。它基本可以替代以前所有的4，5，6，7代粘结剂。短短几年，通用型粘结剂已经受到广大牙医的喜爱，使用率不断攀升，现已有30%的市场占有率（图二）。
图一：最新一代的通用型粘结剂。左起：All-Bond Universal (Bisco), ScotchbondUniversal (3M), Prime & Bond Elect (Dentsply), Clearfil Universal Bond(Kuraray), Futurabond U (VOCO), Adhese Universal (Ivoclar Vivadent).
图二：最新一代通用型粘结剂的市场占有率
得益于骨科、齿科植入物需求的扩大，未来的关于这两类产品的表面处理技术需求将快速增长。目前，我国骨科植入物市场渗透率均不足5%，远低于美国的40%-70%。牙种植和正畸业务也随着消费升级，呈现庞大的增长空间。
02牙科粘结剂的粘结原理
前面讲到牙科粘结剂的选择是补牙能否成功的关键一环，那么怎么样才选到一款合适的粘结剂呢？选择粘结剂时需要注意那些因素呢？回答这些问题之前，我们先来了解一下牙科粘结剂的工作原理。跟我们生活中的粘结剂／胶水不同的是，牙科粘结剂不但通过机械力粘结（物理粘结）（图三），而且还通过化学键粘结（图四）。此外，牙科粘结剂还得保证安全无毒，在湿润条件下工作，抵御生物酶的降解等等。可以说，牙科粘结剂是世界上最为高大上的粘结剂，其粘结强度高于其它类型的粘结剂，甚至包括航空粘结剂。牙科粘结剂通过最优化其配方，来使它的机械力粘结和化学键粘结达到最高。比如亲水性的溶剂（乙醇，丙酮或者水）可以把粘结剂带到牙齿的内部（图三），从而提高机械力粘结。另一方面，很多带磷酸根的单体（酸性单体）可以跟牙齿形成化学键，从而提高化学键粘结。研究表明，在众多的酸性单体中，MDP是目前为止最为有效的一个。目前，有不少粘结剂含有MDP，比如All-Bond Universal (Bisco), Scotchbond Universal (3M), 和 Clearfil Universal Bond (Kuraray)。
图三：在牙本质里的通用型粘结剂(All-Bond Universal, Bisco) －自酸蚀（左图）和全酸蚀（右图）模式。即使在自酸蚀模式，牙本质里依然有少量的树脂悬垂物(resin tag)和其分支(branch),它们提供了强有力的机械力粘结。在临床应用时(尤其是自酸蚀情况),搅动涂抹粘结剂10-20秒有助于它穿透牙本质碎屑（玷污）层进而渗入牙本质里面。
图四：通用型粘结剂与牙本质反应后的X－射线衍射。X－射线衍射证实了含有MDP的通用型粘结剂(All-Bond Universal, Bisco;Scotchbond Universal, 3M) 和自酸蚀粘结剂(Clearfil S3 Bond, Kuraray)会跟牙本质形成化学键，但是所形成的化学键的多少还跟粘结剂的其它组分相关。比如，图中All-Bond Universal的峰值更高，表明具有更多的化学键形成，化学键粘结力更强。
为了达到在不同临床情况下成功，牙科粘结剂除了要尽量最大化其机械力粘结和化学键粘结以外，还要注意很多其他因素，比如残留水，透水性，兼容性，膜厚度 等的问题。下面我将一一阐述。
03牙科粘结剂的选择和使用
牙科粘结剂有很多很重要的性质需要注意，下面我就来讨论五个最重要的方面。
前面讲过，牙科粘结剂的粘结强度取决于机械力粘结和化学键粘结。文献表明，粘结强度大于20MPa (约等于在1平方厘米上承受200公斤的力)就已经足够。当今，市面上正规的粘结剂基本都能达到足够的粘结强度（图五）。值得注意的是，粘结强度测试值跟很多因素有关，比如测试者的熟练程度，所测试牙齿本身的情况，测试的方法，测试的条件，粘结的面积等等。我曾经在一个国际会议上发现，同一个粘结剂在不同的文章摘要上的粘结强度从10-50MPa都有。
图五：通用型粘结剂在牙本质上的粘结强度。一般说来，粘结强度大于20 MPa就已经足够。当今，大部分粘结剂在正常情况下都能够提供足够的粘结强度。需要注意的是，粘结剂在一些特殊情况下（比如跟自固化树脂使用时），是否依然可以提供足够强度。
粘结剂的残留水问题
大部分通用型粘结剂和自酸蚀粘结剂都含有水作为溶剂，同时还有乙醇或丙酮作为辅助溶剂以辅助水跟其它有机物单体互溶。由于乙醇或丙酮比水容易挥发，在使用过程“吹干”后，往往乙醇和丙酮已经挥发完，但却有一部分水残留在粘结剂里，称为“残留水”。残留水不能与粘结剂的有机成分互溶，会形成水泡（图六）。残留水在临床会带来一些负面的影响，比如增加粘结剂的透水性，降低粘结强度，加快粘结剂的降解（水解），导致与自固化水门汀不兼容等。不同的粘结剂有不同程度的残留水，也有一些粘结剂采用特殊配方，杜绝了残留水的发生。比如研究表明，All-Bond Universal 就没有残留水的问题。对于有残留水问题的粘结剂，临床上可以通过加长吹干时间来去除残留水。比如，实验表明，某著名粘结剂需要吹干90秒才能把残留水全部去除（一般使用说明书写“吹干5－10秒”）。
图六：显微镜下的粘结剂。左图，All-Bond Universal 没有残留水。右图，某粘结剂吹干后留有残留水，残留水不能与粘结剂互溶，导致产生水泡。对于有残留水问题的粘结剂，临床上建议加长吹干时间来去除残留水（比如：从一般的5-10秒加长到30-60秒）。
粘结剂的透水性／亲水性问题
理想的牙科粘结剂应该是在光固化前亲水，固化后疏水。固化前亲水，可以使粘结跟亲水的牙齿更兼容，更容易渗透进牙齿以提高粘结强度。固化后疏水，可以使修复界面抵抗水降解，保持修复的长久稳定性。大部分牙科粘结剂光固化前都是亲水的。但是，糟糕的是，它们大部分固化后也是亲水的（图七）。研究表明，“固化了的单步单层式粘结剂是亲水的，是一个透水膜”（图八）。也有粘结剂比如All-Bond Universal是在光固化前亲水，固化后疏水 （图九）。
图七：固化后的粘结剂有些比较亲水，有些比较疏水。
图八：固化后很多粘结剂比较亲水，是个“透水膜”。图中除了All-Bond Universal的透水率很低以外，其它的粘结剂透水率都相对来讲比较高。
图九：比较理想的粘结剂的亲／疏水性：固化前亲水，固化后疏水，比如All-Bond Universal。这样在固化前，亲水的粘结剂可以跟牙齿充分接触，充分渗透；在固化后粘结剂变成疏水，可以降低水降解，保持牙体修复的长久稳定。
粘结剂的膜厚
粘结剂太厚会影响修复体的就位，理想的粘结剂膜厚应该小于10微米。不同的粘结剂由于配方不同，其厚度也会不同。有些粘结剂太厚，不适合作间接修复（图十，十一）。那么，为了避免粘结剂太厚带来的问题，是否可以不光固化比较厚的粘结剂呢？我们做过研究，结果表明，如果不光固化粘结剂，那么粘结强度将会降到基本没有（图十二）。
图十：扫描电子显微镜观测到的单层式通用型粘结剂的膜厚。左图: All-Bond Universal(Bisco) 膜厚比较理想，为8微米；右图:Scotchbond Universal (3M) 膜厚为18微米，在做间接修复时需要尽量吹薄。
图十一：扫描电子显微镜观测到的双层式第六代粘结剂的膜厚。左图: Optibond XTR (Kerr) 膜厚为25微米，在做间接修复时需要尽量吹薄。右图: Clearfil SE Bond(Kuraray) 膜厚为65微米，不适合用于间接修复。
图十二：粘结剂在牙本质上的剪切粘结强度。上图：Clerafil SE Bond 在光固化（LC）时，粘结强度达到38MPa，但在非光固化（NoLC）时，只有1 MPa。下图：ScotchbondUniversal 在光固化（LC）时，粘结强度达到20或26MPa，但在非光固化（SC）时，只有3MPa。
粘结剂与树脂水门汀的兼容性
也许有时你会觉得奇怪，某粘结剂一直很好用，为什么最近一次脱胶了？脱胶的其中一个很可能的原因是跟自固化树脂材料（比如水门汀）的不兼容（图十三）。研究表明，导致不兼容的最主要原因是粘结剂酸性太强。粘结剂表面氧气阻聚层里的未聚合的酸性单体会破坏水门汀的自固化引发剂（叔胺），导致界面的水门汀无法聚合，最终导致粘结强度降低甚至脱胶。（注：叔胺是碱性的，跟酸会有酸碱中和反应。值得一提的是，有少数自固化水门汀用非叔胺类物质作为引发剂）。另外，如果粘结剂的透水性太强，也有可能导致不兼容。为了解决不兼容的问题，很多粘结剂需要先跟自固化激活剂一起混匀。值得注意的是，粘结剂跟激活剂很可能时分开卖的。All-Bond Universal 专门设计成低酸性和低透水性，研究表明， 在无自固化激活剂的情况下，All-Bond Universal依然可以跟自固化水门汀兼容（图十四）。
图十三：扫描电子显微镜下的粘结界面（牙本质－粘结剂－水门汀）。左图：粘结剂与自固化水门汀兼容，粘结界面正常。右图：粘结剂与水门汀分开（60微米的缝隙），表明粘结剂与水门汀不兼容。
图十四：粘结剂在牙本质上的粘结剂强度。根据使用说明书，除了All-Bond Universal 和Adhese Universal 外，其它粘结剂都需要跟自固化激活剂混和使用。在水门汀光固化的情况下， 所有粘结剂都有比较理想的粘结强度；在水门汀自固化的情况，除了Adhese Universal，都有不错的粘结强度。
