伍婉翠综述 韦 曦审校

                (中山大学光华口腔医学院?附属口腔医院牙体牙髓病科 广东 广州 510055)

    [摘要]：复合树脂作为常用的牙色充填材料，具有美观、操作方便等优点，但也存在聚合收缩、不耐磨、变色等问题。其中，聚合收缩可引起充填复合树脂与牙体之间形成间隙、釉质裂纹和牙尖移动，导致充填失败。影响收缩应力大小的因素包括复合树脂的组成、窝洞形态和临床操作。通过减小聚合收缩应力可提高复合树脂充填的成功率。

    [关键词]：复合树脂； 聚合收缩； 应力

    [中图分类号]：R783.1 [文献标识码] A

    复合树脂是一类由有机树脂基质经过表面处理的无机填料以及引发体系组合而成的牙体修复材料。作为牙色充填材料，复合树脂具有美观、操作方便等优点，但也存在聚合收缩、不耐磨、变色等问题。其中，聚合收缩作为复合树脂的主要缺点可引起复合树脂充填物与牙体之间形成间隙、釉质裂纹和牙尖移动，导致充填失败。下面就复合树脂聚合收缩的{zx1}研究进展作一综述。

    1 收缩应力

   复合树脂聚合反应过程中的体积收缩主要包含以下 3 个来源。1）化学收缩：固化过程中复合树脂基质单体的范德华力分子间距离变为共价键距离所致；2）热收缩：树脂的固化是一放热反应，热收缩产生于树脂恢复室温的过程中；3）后收缩：由聚合后 24 h 系统的玻璃化引起铰链结构中基团的冻结引起。在此过程中，树脂周围的牙体组织作为约束因素阻止了树脂应变的发生，从而产生收缩应力。树脂聚合为黏塑性—刚弹性的转化过程，当树脂获得弹性模量，其刚性阻止树脂弹性流动，产生收缩应力。当用复合树脂充填窝洞时，收缩应力可导致黏结层产生应力，在收缩力超过树脂- 牙本质黏结力的区域将出现缝隙，导致微渗漏，引起术后敏感和继发龋。收缩应力还可导致釉质裂纹和牙尖移动，而牙尖移动是评价树脂聚合收缩的常用指标。

    2 影响收缩应力大小的因素

    影响复合树脂聚合收缩应力大小的因素，主要有复合树脂的组成、窝洞形态和临床操作等。

    2.1 复合树脂的组成

    2.1.1 无机填料 无机填料是复合树脂的组成成分之一，大体积分数的填料是减少聚合收缩的基础。增加填料的体积分数可减少树脂的体积收缩，从而降低收缩应力；另一方面，增加填料使弹性模量的获得加快，后者是聚合收缩应力形成的主要因素。通常认为，材料获得弹性模量越快，应力越高。那么，体积收缩和弹性模量是如何共同影响树脂的收缩应力呢？Braga等认为在相对较窄的收缩值范围内，弹性模量获得的快慢是决定应力发xx展的主要因素；反之，在较广的收缩值范围内，体积收缩是决定收缩应力的主要因素。Atai等[6]研究发现，收缩应力的降低与填料体积分数的增加呈线性关系，可用以下公式表示：εtotal=εmΦm=ε（m1- Φ）f。其中，ε代表收缩，Φ代表体积分数，m 代表基质，f 代表填料。

    2.1.2 树脂基质 树脂基质是复合树脂的主体成分，赋予树脂可塑性、固化特性和强度。树脂基质中稀释单体的相对分子质量通常比聚合单体低，增加稀释单体可提高聚合碳碳双键密度，增加收缩。此外，稀释单体可增加反应环境的可动性，提高转化率，亦造成收缩增加。Dewaele等提出通过加入减少树脂单位体积双键数的分子，可在不改变转化率和机械性能的同时减小树脂的聚合收缩。Chen等研制了分别以环氧树脂和多官能团丙烯酸酯聚合物为基质的新型树脂，其收缩应力较以 Bis- GMA为基质的树脂低。

    2.1.3 其他成分 其他成分包括引发剂、协助引发剂、抑制剂和着色剂等。通过改变其具体成分或其比例，可减慢固化速率而不改变最终的聚合程度。固化速率减慢有利于缓解应力，理论上可降低收缩应力，对此尚需进一步研究证实。

    2.2 窝洞形态

    牙体形态和龋坏范围决定充填窝洞的形态。窝洞构象因素（cavity configuration factor）又名 C因素，是指充填窝洞的树脂表面被限制面积（黏结面积）与自由面积（非黏结面积）的比值。在窝洞体积相似的前提下，C 因素愈高，复合树脂充填体的聚合收缩愈大。同样体积的Ⅰ类窝洞，深而窄窝洞的自由面积比例小，C 因素高，充填树脂的收缩应力大；浅而宽窝洞的树脂收缩应力相应小。若窝洞体积不同，聚合收缩及其导致的界面裂隙与 C 因素联系极小。充填 C 因素高的窝洞时，使用分层充填和分步固化方式可有效减少聚合收缩应力。

    2.3 临床操作

    2.3.1 流动树脂衬洞 流动树脂的填料质量较传统树脂少 20%～25%，弹性模量低，其作为洞衬剂，充填于混合层和复合树脂之间可提高洞壁的顺应性和均匀应力分布，从而吸收和缓解部分聚合收缩应力，减少微渗漏[。流动树脂的层厚及其弹性模量影响其缓冲能力。流动树脂层厚越大其缓冲能力越强。弹性模量小的树脂流动性大，有利于应力缓冲，然而当流动树脂的弹性模量在 4～6 GPa 范围内，其弹性模量的减小并不能相应增加缓冲能力，具体机制未明。另有研究显示，流动树脂衬洞反而易导致黏结失败，增加微渗漏。鉴于各流动树脂的弹性模量不同，其缓冲能力的大小不同，致使各试验结果存在较大差异。因此，对于流动树脂衬洞对树脂聚合收缩的确切影响，尚有待深入研究。

    2.3.2 充填方法 充填方法是影响收缩应力的重要因素。与整体充填相比较，分层充填缩小聚合材料的体积，每一层充填物的聚合收缩可被下一层代偿，因而减小整体收缩。此外，通过分层充填可增加充填物的自由面积，减小与相对洞壁的接触，降低 C 因素，从而减小收缩应力。分层充填技术主要有唇舌向分层、龈向分层、间接聚合技术、楔形分层充填、连续牙尖构建技术和向心性充填。然而另有学者认为，分层充填并不减小应力或增强边缘封闭性。因为在光照结束时，树脂只发生 70%～85%的聚合收缩，5 min 后达到 93%，这意味着下一层充填物并没有代偿上一层的收缩。此外，仍有部分学者对降低 C 因素减小收缩应力的观点表示怀疑。分层充填降低收缩应力的观点虽受质疑，但因其具有容易操作、易于塑形和改善材料的聚合等优点，在临床上仍被广泛应用。

    2.3.3 固化方法

    2.3.3.1 光固化复合树脂 光固化复合树脂因具有临床操作时间长、固化时间短和保存期长等优点在临床上被广泛应用。光固化复合树脂固化过程中的聚合收缩受以下因素影响。1）光固化灯：目前临床上应用的光固化灯主要有卤光灯（quatztungsten halogen，QTH）、xx卤光灯（turbo- boos-ted halogen curing light）、发光二极管灯（light-emitting diode，LED）、等离子弧光灯（plasma arccuring，PAC）和氩激光灯（argonion laser，AL）[21]。不同光固化灯对树脂聚合收缩的影响程度尚不清楚。部分学者认为，LED 较 QTH 在大面积近中-!-远中窝洞充填中产生的牙尖偏斜降低但微渗漏增加。Cavalcante等认为，QTH、LED、AL和 PAC光固化系统用于充填Ⅱ类窝洞时，其微渗漏无显著差异。2）光固化模式：复合树脂的机械性能和收缩应力与光固化过程中的能量密度（energy density，ED）相关。ED 指单位面积树脂从光固化灯获得的能量，等于光强度与时间的积。高能量密度有利于树脂获得更高的聚合转化率，从而优化机械性能。但当 ED 达到一定程度，聚合转化率不再增加，多余的能量将转化为收缩应力。目前尚不能确定何种能量水平可达到复合树脂转化率、机械性能和收缩应力之间的良好平衡。过度的光照使牙体内部产生热量，反而可能导致界面黏结失败。光强度还影响树脂的聚合收缩。高强度光照使树脂快速聚合，增加收缩应力；反之，降低光强度可减慢固化速率，减小收缩。由此产生了软启动固化模式，其中包括分步固化、脉冲延迟、逐渐增强和振荡模式。软启动固化模式在降低收缩应力、改善边缘完整性的同时，可保持树脂的转化率和机械性能。软启动固化的初始阶段使用低强度光，继而使用高强度光。研究认为，初始光强度应小于100 mW/cm2，低强度光照时间小于 5～7 s，低强度光照与高强度光照时间间隔至少2min。对于软启动模式对树脂充填物边缘完整性的影响目前仍有争议。部分学者认为软启动固化使树脂聚合链延长，铰链物减小，影响聚合物的机械性能。

    2.3.3.2 化学固化树脂 与光固化树脂相比较，化学固化树脂固化速度慢，聚合收缩小。另外，化学固化树脂在混合过程中产生孔隙，其中的空气可抑制聚合、降低转化率。在固化过程中，这些孔隙还可膨胀，部分缓解树脂的体积收缩。因此，化学固化树脂较光固化树脂产生的收缩应力小。因化学固化树脂操作时间短，使用前需混合，储存时间短，故较少单独用于窝洞充填。

    3 结束语

    复合树脂的聚合收缩应力受多种因素影响，各影响因素之间的相互作用尚未xx明了。通过改良材料性能、改进临床操作以及根据窝洞具体情况选择适宜材料，可减小复合树脂的聚合收缩应力，从而减少微渗漏、釉质裂纹和牙尖移动，提高树脂充填的成功率。