玻璃离子水门汀
玻璃离子水门汀(glass ionomer cement,GIC)是由英国学者Wilson综合了硅水门汀和聚羧酸锌水门汀的优点开发出来的,由于其独特的美观性能和粘接性能,一经问世便引起广泛关注,在随后的近30年得到迅速的发展。1986年国际标准化组织颁发了该水门汀的测试标准,并将其名称规定为“玻璃聚链烯酸盐水门汀”,但人们习惯称为玻璃离子水门汀。
国际标准化组织(ISO)根据用途将GIC分为三型,Ⅰ型用于冠、桥、嵌体等固定修复体的粘固,Ⅱ型用于牙体缺损的修复,Ⅲ型用于洞衬及垫底。
(1)根据剂型可分为粉液剂型、粉液胶囊型、单粉水硬型和单糊剂型。
(2)根据固化方式可分为一般酸碱反应固化型和光固化与酸碱反应固化双重固化型。
(3)根据树脂改性情况可分为一般玻璃离子水门汀(即粉液剂型酸碱反应固化玻璃离子水门汀)、粉液剂型光固化玻璃离子水门汀(光固化与酸碱反应固化双重固化型,又称为树脂增强玻璃离子水门汀)和复合体(单糊剂型光固化玻璃离子水门汀,又称为聚酸改性复合树脂)。
(一)组成
传统玻璃离子水门汀为粉液剂型。粉剂为研磨精细的氟铝硅酸钙玻璃粉,充填用的粒径为40 μm,粘接用的粒径为25μm。液剂为聚丙烯酸或聚丙烯酸与衣康酸共聚物的水溶液,其浓度一般不超过50%,此外,液体中还加有少量的酒石酸,以改善其操作性能和粘接性能。与聚羧酸锌水门汀相似,聚丙烯酸可做成粉状,与氟铝硅酸钙玻璃粉混合,使用时与水混合即可,此为单粉剂型玻璃离子水门汀。某些粉剂含有10%~20%的银、银合金或不锈钢;某些材料内加入固体的聚合物于粉剂中,以提高其机械性能。
光固化玻璃离子水门汀是一种树脂改性(resin-modified)产品,可以是粉液剂型,也可以是单糊剂型。粉液剂型产品的粉剂主要是氟铝硅酸钙玻璃粉,并含有聚合反应促进剂(有机叔胺)。液剂主要是具有多个羟基的甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、光引发剂和水。这类产品既具有复合树脂的一些特点,又具有玻璃离子水门汀的一些特性,被称为聚酸改性复合树脂(polyacid-modified composite resin),又称为复合体(complexus)。
(二)性能
1.凝固反应 调拌过程中,聚丙烯酸与酒石酸、玻璃粉发生反应,表面释放钙离子和铝离子,网状结构的聚合酸形成凝胶,酒石酸在pH较低的情况下优先与玻璃粉反应,防止过早凝胶化,可延长操作时间。
水门汀在粉液混合后5分钟左右凝固,光固化型则在光照后凝固。在凝固早期,生成聚羧酸钙凝胶,此时材料易吸收水分,可被侵蚀和溶解。进一步反应生成聚羧酸铝后,水门汀才变得坚硬,这一过程至少需要30分钟。这段时间可在水门汀表面涂布保护剂,防止水气侵蚀。
2.粘接性能 玻璃离子水门汀对牙釉质和牙本质均有一定的粘接强度,其粘接力主要来自三个方面:一是机械嵌合作用;二是聚丙烯酸分子链上的自由基团可与牙组织中羟基磷灰石的钙离子螯合而形成粘接力;三是聚丙烯酸分子链上的羧基与牙本质中的胶原蛋白形成氢键。一般的玻璃离子水门汀与牙釉质的粘接强度为4~6 MPa,与牙本质的粘接强度为2~3 MPa。由于材料中加入了带有羧基的树脂单体成分,粘接时又使用底涂剂(primer)及粘接剂,单糊剂型光固化玻璃离子水门汀与牙釉质的粘接强度可达10~17 MPa,与牙本质的粘接强度可达7~12 MPa。其粘接边缘封闭性优于其他齿科水门汀,由于材料黏性较强,在牙体治疗中洞型要求不必太严格。在去净龋坏牙体组织的原则下,保留健康牙本质,可不制作深倒凹,但必须保持洞壁有0.5 mm的厚度。
3.理化性能
(1)凝固时间:在粉液混合后5分钟左右凝固,光固化型则在光照时才凝固。
(2)强度:凝固24小时后,其压缩强度为170 MPa,拉伸强度约为16 MPa,表面硬度为50 MPa左右,并有较好的耐磨性,这些性能优于其他水门汀,但其机械强度却低于复合树脂和银汞合金。加入金属微粉增强的金属陶瓷水门汀,其机械强度有了很大的改善。
(3)色泽:与聚羧酸锌水门汀相比,由于选用了玻璃粉,玻璃离子水门汀凝固后具有半透明性,色泽也与牙齿相似,可用于前牙牙体缺损修复。光固化玻璃离子水门汀可提供多种不同颜色的材料供选择,可使修复体颜色与牙齿颜色更加匹配,达到美观修复的目的。一般粉液剂型玻璃离子水门汀凝固后,材料中含有较多的气泡,不易抛光,容易黏附色素,影响美观。单糊剂型材料含气泡较少,抛光性明显改善,尽管如此,这类材料仍易受咖啡、茶等染色。
(4)溶解性和吸水性:一般玻璃离子水门汀在凝固过程中有较强的吸水性,吸水后材料呈白色垩状,溶解性增加,容易被侵蚀。只有在凝固后才具有良好的强度和低溶出率,所以,临床上充填牙齿后,一般需在材料表面涂一层保护剂,以防凝固过程接触水分。一般玻璃离子水门汀在水中吸水率(6个月)为5%~9%,溶出率为0.07%~0.35%。粉液剂型光固化玻璃离子水门汀在浸水后早期吸水率较大,7天吸水率可达89%,6个月吸水率为93%。单糊剂型光固化玻璃离子体水门汀吸水率较小,6个月吸水率为30%。玻璃离子水门汀吸水后体积膨胀,能补偿凝固过程中的体积收缩,提高修复体的边缘密封性能。
4.生物学性能 玻璃离子水门汀大多含氟化物,在口腔唾液中能缓慢释放氟离子,这也是该材料的优点之一。所释放的氟离子可与紧邻的牙齿硬组织中的羟基磷灰石中的羟基进行交换,提高牙齿硬组织中的氟含量,从而提高牙齿的抗龋能力。溶出物的pH小于3,呈酸性。与聚羧酸锌水门汀相似,玻璃离子水门汀的牙髓刺激性很小。在保留牙本质厚度不小于0.1 mm时,该材料对牙髓几乎无刺激作用。
(三)应用
1.应用范围
(1)不同性能的玻璃离子水门汀具有不同的用途:通常Ⅰ型用作粘接固位,Ⅱ型用作充填修复,Ⅲ型用作衬层垫底,Ⅳ型用于桩核的制作。
(2)传统的玻璃离子水门汀的机械强度较低,不能用于恒牙的Ⅱ、Ⅳ类洞的充填,但可用于乳牙的所有洞型的修复。对于恒牙的修复多用于Ⅲ、Ⅴ类洞和楔状缺损的修复,尤其适用于易发龋患者的牙齿修复。
(3)金属陶瓷型玻璃离子水门汀,其机械强度和耐磨性较高,广泛用于恒牙Ⅱ类洞修复、乳牙修复、嵌体洞衬,它可以作为牙本质的替代物而用于桩核制作。(https://www.daowen.com)
(4)光固化型玻璃离子水门汀具有较佳的美学性能及含有树脂成分,特别适用于前牙的充填修复及与复合树脂联合用作充填修复。
(四)操作规范
(1)准备玻璃离子水门汀一套、调拌板、调拌刀、酒精棉球、专用量勺。
(2)核对材料的名称及有效期。
(3)将粉剂摇松散。
(4)按调拌要求用专用取粉剂勺取1平勺粉,液剂瓶垂直向下取2滴液剂,粉液比适宜。
(5)将粉剂分两次加入液剂内,充分旋转研磨,调至细腻无颗粒,无气泡,表面光滑,将材料收集完全,调拌好的粘接剂以能拉2 cm长的丝为宜。调拌时间为30秒。
(6)调拌结束后及时用酒精棉球或流动水清除调拌刀上残留的材料。
(五)使用注意事项
(1)严格按照说明书的比例取粉剂和液剂。按照粉液剂型说明书要求准确取量,不当的粉液比会降低材料的性能且易在口腔内发生分解。用作粘接材料的粉液(质量)比为(1.3~1.5)∶1,而用水调和型的粉液比为(3.3~3.4)∶1,充填用粉液比通常为3∶1。
(2)为了保证粉液比合适,使用前应先将粉剂放在手上轻轻振荡。选用合适的塑料刀调和以免着色,调和可在纸板或玻璃板上进行。
(3)液剂瓶应垂直桌面挤压,平稳,缓慢地挤出液体,如出现气泡,倒置液剂瓶时轻轻用手敲打,使气泡上升离开瓶口。
(4)使用完毕后立刻旋紧瓶盖,防止粉剂受潮及液体挥发。
(5)在规定时间内完成材料调拌,温度过高时材料的操作时间相应变短。调和时间一般为45秒,调和完毕应立即使用,如果发现表面变硬应停止使用。
(6)如果材料接触到口腔黏膜、皮肤或眼睛,立刻用水冲洗。
(7)要求现调现用,调拌时调拌刀与调拌板充分接触,以同一方向匀速旋转,以减少气泡形成,提高调拌质量。
(8)调拌时只能将粉剂逐次加入液剂中,而不能将液剂加入粉剂中。充填后涂保护剂加以保护,24小时后方可进行充填物抛光。
(六)优缺点
1.优点 易调拌,具有高强度和刚性,可释放氟,具有抗酸性、透明性。
2.缺点 凝固慢,凝固早期对水敏感,粘接性能并不确切,对初期的牙髓有刺激。
(马严俊)