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牙科粘合剂技术发展历史

嘉峪检测网        2020-11-17 15:38

粘合剂是在20世纪70年代初被人们引入使用的。从那时起,粘合剂技术的发展改变了口腔应用的范围。可以说,粘合的、改变外观的牙齿修复剂推动了口腔行业的高速发展。实际上,大多数直接和间接修复体都是附着在天然牙齿结构上,而不是粘合或留存原本的牙齿。30多年来,高度竞争的产品研究和开发已经改善了粘合剂,引发并刺激了患者对改善口腔外观的需求。

 

牙科粘合剂的广泛需求和普遍使用很大程度上取决于两个因素:复合修复体比其前体更具美感,并且胶粘剂边缘在临床上比非粘结界面更可预测。比较好的、更容易使用的牙科粘合剂的快速密集开发集中在简化临床程序上。几十年前,树脂从业者面临的是一套真正的化学原材料,它们必须按照非常特定的顺序进行混合和匹配,以便在牙齿和修复体之间形成合适的机械结合。根据目前大多数材料的定义,粘附力是牙釉质和牙本质的微机械附着,而不是化学结合。

 

连续几代粘合剂材料以相对快速的连续性淹没了牙医。虽然“代”一词在牙科粘合剂中没有科学依据,而且在某种程度上,这种分类是武断的,但它在数百种产品中起到了便于理解、管理的有益作用。代名称有助于对涉及的特定粘合剂化学进行分类。它们在预测牙本质结合强度和临床使用的易用性方面也非常有用。代分类简化了临床医生的工作和工作流程,对牙医和患者都有好处。

 

粘合剂代的最新突破性进展(第7代iBond)于2002年推出。从那时起,从第4代到第7代,许多有竞争力和创新的粘合剂被开发出来。这些粘合剂绝大多数性能良好,无论是哪一代皆可放心使用。唯一的主要区别是,更高的代提供了更少成分,更少的步骤以及更好的临床可预测性(图1)。为了更好地展望牙科粘合剂的未来,有必要简要概述其过去的发展和现状。

牙科粘合剂的历史

图1:粘合剂进化成更少的成分、更少的步骤和更好的椅边可预测性

粘合界面的粘性是选择粘合剂的关键考虑因素。最终确定了一些被大众接受的基本参数。1985年的Munksgaard和1994年的Retief发现,成功粘合到牙齿结构所需的最低压力为17MPa。如果对牙釉质或牙本质的粘附力小于17Mpa,则复合树脂的聚合力大于材料对牙釉质、牙本质或两者的粘附力。当聚合力聚合力引导复合材料时,它将修复材料从腔壁拉开,形成一个小缝隙(图2),然后允许细菌和菌斑微渗入,最终导致边缘破坏。

牙科粘合剂的历史

图2:小于17Mpa的附着力,聚合力导致树脂向复合材料中心收缩,将修复材料从空腔壁拉出。

如果粘合剂对牙本质和牙釉质的粘合强度超过了聚合收缩的17MPa,则复合材料的收缩将朝向腔壁(图3),并且不会出现边缘间隙,从而使细菌和口腔的边缘浸润流体流动的可能性极小,可防止材料过早脱落和分解。

牙科粘合剂的历史

图3:超过17 MPa的附着力,聚合收缩会导致复合材料向型腔壁收缩。

 

第1代至第3代

 

20世纪70年代末,口腔行业才刚刚开始研究粘合剂。实际上,关于粘合剂是否真正提高了使用寿命,存在着严重的争议。第1代粘合剂并不成功,它们与釉质的粘合强度很高(通常,所有粘合剂时代都与釉质的微晶结构很好地粘合)。不幸的是,它们的牙本质粘附力几乎不存在,通常小于2MPa。到目前为止,与牙齿之间的粘合强度是人们对半有机牙本质粘合强度的最大关注(图4)。

牙科粘合剂的历史

图4:第1、2、3代,牙本质粘结强度低

这样的“结合”是通过与牙本质的钙成分螯合来实现的。确实发生了一些管状渗透,但不足以有助于保留。在放置后的几个月内,牙本质粘合面脱落是很常见的。1建议将第一代粘合剂用于具有牙本职保留的III类和V类小型龋洞。2当使用这些粘合剂进行后牙合修复时,术后过敏现象很普遍。3

 

第二代粘合剂于1 9 8 0年代初问世。当时的想法是使用涂抹层,该涂抹层以可忽略的2-3MPa的粘附力粘附在下面的牙本质上,作为粘合基质。4第二代胶粘剂的2-8MPa的牙本质粘结强度较弱,仍然需要机械固位。牙本质边缘修复体有广泛的微渗漏,后牙合修复体术后显示出明显的过敏。一年保持率低至70%,使第二代胶粘剂的长期稳定性出现问题。5,6

 

突破性的双组份初级粘接系统于1980年代后期推出。创新的应用工艺和显着的临床粘合剂改进(牙本质粘合强度为8-15MPa)保证了它们被归类为第三代粘合剂。这些进步减少了对口腔牙洞保持形状的需求。值得关注的是,腐蚀、磨蚀和局部损伤是可以用最少的牙齿准备来治疗的,这预示着口腔保守型治疗形式的到来。

 

进行后牙咬合修复后,术后敏感性明显降低,这标志着后牙修复美学的实际应用。这些粘合剂是第一代产品,不仅与牙齿结构粘合,还可以与牙齿金属和釉质粘合。然而,寿命问题仍然是一个需要关注的问题:使用第3代粘合剂后,3年后口腔内的粘附力明显下降。有趣的是,虽然患者报告了明显的后部手术后敏感性水平,但他们对牙齿着色修复的需求不断增加,促使许多牙医开始提供常规的后部复合填充物。7,8,9

 

第4代:可预测的粘附力

1990年代初期,由于可预测的粘合,口腔领域发生了很大的转变。第4代粘合剂与牙本质的粘结强度(17-25MPa)克服了先前粘合牙齿的聚合收缩率困扰。牙医们第一次有了可预测的粘合剂,可以在寿命上与传统技术相媲美,大多数人都抓住了这个机会。从第4代到第7代,美学和口腔美容可以追溯到粘合剂的发展和持续普及(图5)。后牙的术后敏感性仍然是一个问题(超过30%),但最终还是可控的,这鼓励了许多牙医从汞合金转换为直接使用后牙复合充填。第4代黏附的特征是牙本质-复合界面的粘接。

 

在牙本质表面,树脂取代了羟基磷灰石和水。树脂和剩余的胶原纤维构成了混合层。混合发生在牙本质小管和管内牙本质,显著提高与牙本质的结合强度。13-1620世纪80年代日本Fusayama和Nakabayashi提出的全蚀刻和湿性牙本质粘接概念被引入北美,并由Gwinnett和Bertolotti推广,这是第4代粘合剂的创新标志。17,18

 

这一代产品有三种以上乃至更多组成成分(图6)。一种是蚀刻剂(通常为37%的正磷酸)。其他两种或两种以上的成分必须以非常精确的比例和顺序混合使用;这在工作台很简单,但在牙椅上要复杂得多。过多的精确比例和混合步骤容易使工艺混乱,增加了术后过敏的可能性,从而降低了实际的粘合强度。

牙科粘合剂的历史

图6:第4代粘合剂组成部分

 

第5代:更加可预测,两个组成成分

在五年内,即90年代中期,推出了非常受欢迎的第5代牙科粘合剂。这一代粘合剂的主要进展是它们只有两个成分:蚀刻剂和预混合的粘合剂(图7)。仍然需要蚀刻剂,但是没有混合,因此出错的可能性较小。与牙本质的结合强度为20-25+ MPa;不像第4代那么高,但也不像第4代那么不稳定。这些粘合剂适用于所有牙科手术(自固化树脂胶粘剂和复合材料除外)。它们与牙釉质、牙本质、陶瓷和金属的粘附力很好,并且术后过敏明显降低。

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图7:第5代粘合剂组成部分

牙科手术一般是有一定压力的,并且对手术技术的灵敏性要求较高。第5代粘合剂使用方便,可预测,减轻牙医,医护人员和患者的负担。该粘合剂直接涂在准备好的牙齿表面并聚合。

 

第6代:无单独的蚀刻步骤

人们作出了广泛的努力来去掉单独的蚀刻步骤,最终在2000年引进了第6代粘合剂。这些粘着剂含有一种牙本质调节(表面蚀刻)液体,并与其中一种成分结合在一起。牙本质的酸性处理是自我限制的,蚀刻副产物被永久地纳入到牙齿——修复界面,不需要冲洗,几乎没有术后过敏。

 

早期第6代粘接剂与牙本质结合良好,但未刻蚀的牙釉质结合界面更容易失效。目前市场上的第6代产品已经解决了这些问题。这些粘合剂的特点是没有单独的蚀刻剂成分(图8)。通常有两种(有时更多)成分必须在使用前混合或以特定顺序使用;任何一种模式都可能导致一些混淆。

牙科粘合剂的历史

图8:第6代粘合剂组成部分

 

第7代:一种成分,一个步骤

002年推出了第7代创新型简化粘合剂系统。正如第5代粘接剂从早期的多组分体系跨越到一个合理和易于使用的单体系(加上蚀刻),第7代材料将第6代材料简化为单一组分,一个体系(图9)。无混合的第7代粘合剂的自蚀刻,自粘合的简化程序以及没有术后过敏,使它成为最先进牙科粘合剂的配方代表。

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图9:第7代粘合剂组成部分

消除混合不确定性也就消除了术后过敏,不需要蚀刻这一步骤。牙齿表面的打底和粘结同时完成,大大简化了粘合过程。第7代粘合剂是一种可预测的一步式,单一式系统,无需冲洗即可完全蚀刻和粘合所有牙釉质和牙本质表面。优良的牙本质粘合力(18-35 MPa)以及与已制备和未制备瓷釉的相似的微机械粘合强度,使得它们可以有效地用于直接和间接复合材料。不需要“湿”粘合,第7代粘合剂对制剂表面的残留水分(不污染唾液)或者干燥不会过敏。第7代酸碱反应在修复界面自己产生水分。无论预备表面是否潮湿,牙本质和牙釉质的结合强度基本上是相同的。

 

第8代:它是什么样子的?

 

在过去的17年里,粘接技术没有任何突破性的进展。原因很简单,因为粘合剂的可预测性和有效性都很高,所以几乎没有什么动力去支持研发。现有的粘合剂是众所周知和被普遍接受的,并且在全世界范围内代表着非常庞大的市场。一些制造商声称引入了第8代粘合剂,但经过仔细检查,发现它们是出于营销目的而重新配置的早期一代的粘合剂。通过查看粘合剂分类表(图10),很容易将现有的粘合剂从第4代分配到第7代。

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图10:粘合剂分类表——确定所有粘合剂的分类

根据上面描述的趋势,可以很容易地看到,每“一代”都极大地简化了粘合过程:更少的组成部分、更简洁的步骤、更少的在牙椅上工作的时间、更容易使用和更好的可预测性。

 

如何改进单组分、单步、全舒适的过程?

 

答案很简单,因为它是很难开发的:零级粘合剂(图11)。唯一可能的发展是完全消除剩余的组成部分和单个步骤。至少作为一个独特的、独立的临床步骤,第8代粘合剂没有单独的包装和调配过程。粘合剂将被纳入修复材料,当牙医粘附修复性复合树脂时,所含的粘合剂将腐蚀,打底、粘结牙本质和牙釉质表面,只需要聚合即可完成修复。这些化学物质已经应用于牙科领域:自腐蚀、自吸、自粘一步式树脂粘合剂和桩核复合材料。

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图11:第8带粘合剂是什么?

 

牙科粘合剂的下一个重大发展,即第8代,将消除这一治疗过程成为一个单独的步骤。剩下的唯一任务是将这些第8代粘合剂掺入直接修复材料中,这只是时间问题。

 

参考资料:

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来源:《亚洲牙科医学》