偶联剂在口腔临床中的应用及研究现状

闫芳　乔爱红　王晓峰　周珊

[摘要]随着经济的快速发展，国内人均收入和生活质量得到提高，人们对于口腔健康给予了高度重视。除了治疗效果外，人们对于美观的要求也越来越高，这对于材料方面提出了新的要求。偶联剂之前多用于工业，随着材料的发展，偶联剂在口腔材料应用中占有很大量。偶联剂可以提高复合树脂之间的粘接强度，与玻璃纤维等材料联合使用既美观又增强材料的性能，目前已广泛用于口腔玻璃纤维桩、透明美观弓丝等。因此，本文主要从偶联剂在口腔临床中的应用进行阐述，旨在为今后偶联剂在口腔临床中的应用提供循证医学指导。

[关键词]偶联剂;口腔;应用;玻璃纤维;材料

[中图分类号]R783.1    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455（2019）10-0159-03

Abstract： With the rapid development of domestic economy and the improvement of per capita income and quality of life， people attach great importance to oral health.In addition to the therapeutic effect， people have increasingly high requirements for aesthetics，which puts forward new requirements for the convenience of materials.Coupling agent was used in industry before. With the development of materials， coupling agent plays a very important role in the application of oral materials.Coupling agent can improve the bonding strength between the composite resin， and combined with glass fiber and other materials， both beautiful and enhance the performance of the material， has been widely used in oral glass fiber pile， transparent and beautiful bow wire.Therefore， this paper mainly expounds the application of coupling agents in oral clinic， aiming to provide evidence-based medicine guidance for the application of coupling agents in oral clinic in the future.

Key words： coupling agent ;oral; application; glass fiber; materials

在口腔临床中，有各种各样的材料用于恢复治疗，这种修复材料的典型产品主要是由硅烷偶联剂来提高单体和填料之间的亲和力。研究表明[1]用偶联剂处理的牙科复合树脂具有较高的韧性，比如在牙体牙髓方向，可以提高修复材料的粘接强度，应用于口腔修复可以增强玻璃纤维桩的粘接强度等，而在正畸方面，透明美观弓丝（玻璃纤维增强复合树脂弓丝）的研发开展也离不了偶联剂的应用，这对于口腔临床材料应用具有指导意义。

1  偶联剂的概述

偶联剂是用于与合成树脂或其他聚合物反应的处理剂，或在其中形成氢键的有机化合物。它可用于改进无机物和有机材料之间的界面，因而极大地提升了复合材料的性能，如：物理性能、电性能、热性能、光性能等[2]。口腔科常用的有：有机硅烷类偶联剂和含酸基的粘合剂单体等。硅烷偶联剂是一种促进修复材料与牙齿产生化学结合的促进剂。一般认为，对于非硅基修复体，表面预处理是提高硅含量，然后在硅烷的帮助下改善树脂结合的强制性的初步步骤[3]。

2  偶联剂在口腔临床中的应用

2.1 偶联剂在牙体牙髓中的应用

2.1.1 提高复合树脂中填料与基质的结合：Meereis等[4]在研究树脂基牙科材料的聚合收缩应力中提出，为了使填料颗粒牢固地附着在树脂基体上，通常在填料和基质混合前进行表面预处理。偶联剂在假体表面和树脂粘合剂之间形成“分子桥”，建立化学键，显著提高粘接强度[5]。Staxrud[6]探讨硅烷在新旧树脂复合修复中的作用，采用与评估旧复合材料修复方法进行测试，证明了硅烷化偶联剂能提高树脂复合修复的粘接强度。

2.1.2 改善修复体或填充物与粘合剂或牙齿之间的粘合力，从而增强其强度。Machado等[7]根管准备后，采用四种不同的治疗方法进行表面处理：硅烷+胶粘剂（S/A）、只有硅烷、只有粘着剂或没有处理。结果表明硅烷与树脂胶粘剂的结合增强了中冠状根区和冠状根区对牙本质的保留力。Chenmin Yao等[8]通过探讨硅烷偶联剂对二硅酸锂玻璃陶瓷和复合树脂的预处理与通用胶粘接强度的影响表明，添加硅烷预处理可以有效提高粘接剂与硅酸盐锂玻璃陶瓷的粘合强度和边缘密封性能。Khan等[9]通过用硅烷引物和氨基甲酸氨基甲酯树脂与树脂钛结合，對商业纯钛进行了预处理。得出硅烷引物[3-丙烯酰基丙基三甲氧硅烷+0.5%BIS-（1，2-三乙氧硅基）乙烷]可增强附着力，改善其强度。

2.2 偶联剂在口腔修复中的应用

2.2.1 玻璃纤维桩：临床上玻璃纤维桩是为了保留严重缺损的牙齿，在其完成根管治疗后修复所常用的材料[10]。目前，纤维桩通常由环氧基质和玻璃纤维及填充剂组成[11]。但是，当牙体出现严重的缺损，缺乏良好的牙本质肩领，并且根管口扩张呈喇叭状时，预纤维化桩的纤维分离是临床工作失败的最常见原因[12]。郑虎等[13]通过对50根纤维的表面进行不同处理，得出30%含量的H2O2溶液处理纤维桩后再使用硅烷偶联剂，可显著增加纤维桩与树脂之间的粘接强度。李崴嵬等[14]在偶联剂和不同粘接剂对纤维桩粘接强度的影响分析中表明联合使用偶联剂可以增强酸蚀纤维桩和粘接剂之间的粘接强度， 且对于不同粘接剂均有很好的效果。

2.2.2 全口义齿：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一种新型的抗裂材料，由于其抗裂性能较差，因此在临床上使用寿命较短[15-16]。聚甲基丙烯酸甲酯可以用各种方法进行增强[17]。这包括用金属丝、合金网、纤维、填料和纳米填料等[18-20]。Karacaer等[21]为上颌义齿基托折断的患者重新制造一副新义齿，并在这些义齿的基底材料中增添了超高模量的硅烷化短聚乙烯纤维，18个月的随访观察显示所有义齿使用良好且没有开裂的迹象。Elshereksi[22]等通过将5%的硅化、钛化和纯钛纳米钛酸钡（nbt）掺入聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）义齿基复合材料中，结果得出其提高了断裂韧性。Qaw[23}通过评价中间粘接剂（MMA和硅烷偶联剂）和ZrO2纳米颗粒（纳米ZrO2）机械表面处理对义齿基托抗剪强度（SBS）的联合作用，得出在使用中间粘接剂后提高了修复体的强度，是一种可行的新型义齿粘接剂。Tamore等[24]研究将不同比例的氧化铝（Al2O3）添加到修复树脂中，比较两种表面不同处理方法（即表面硅烷化处理和不处理）对修复热聚合丙烯酸树脂弯曲强度的影响，结果证明了用碳化硅烷处理的含有1.5% Al2O3的修复树脂，极大地提高了基牙树脂的屈曲强度。Shakeri[25]等研究了双改性有机粘土对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基托树脂力学性能的影响。结果表明，以3-三甲氧基硅丙基甲基丙烯酸酯（MPS）为活性硅烷偶联剂应用于有机粘土中能显著增强树脂基托的韧性及抗弯曲强度。

2.3 偶联剂在口腔正畸中的应用

2.3.1 金属托槽与不同瓷修复体粘接：以锆为主的陶瓷由于其优越的机械性能（如：强度、韧性和抗疲劳性），吸引了人们对口腔美观修复体的极大兴趣。使用以锆为主的陶瓷主要的临床问题是难以与预期的合成基质或天然组织取得适当的附着力[26]。Okada等[27]假设，硅烷偶联低聚物-硅烷偶联单体的缩合产物将是一个更适合锆的底漆。为了证明这一假设，在应用硅烷偶联单体或低聚物后，对复合树脂与锆之间的剪切键强度进行了比较，采用硅烷偶联低聚物非活性乙醇溶液处理后，其剪切键强度比采用该单体时有所提高。并且硅烷偶联剂在110°C下热处理锆，对提高复合树脂与锆之间的剪切强度至关重要。

目前，戴陶瓷冠修复体的患者在进行正畸治疗时，大多使用喷砂、酸蚀或两者结合，以增加沟槽和陶瓷表面的粘附强度。宁磊等[28]通过树脂老化时间及硅烷偶联剂对金属托槽粘接强度的实验证明，硅烷化偶联剂可以提高树脂老化表面的粘接强度，满足临床正畸治疗的需要。

2.3.2 正畸弓丝：在正畸临床治疗中，患者多追求美观矫治，目前临床已经出现隐形矫治技术，但其价格较昂贵。虽然已研制出陶瓷美观托槽，但常用弓丝依然为不锈钢等显色弓丝。早在1989年Talass报道了他和美国Ormco公司联合研制的玻璃纤维丝，这种弓丝最大的优点是美观，且弹性模量低于其他所有正畸弓丝，可以产生最柔和的力。但因为易折断，临床难以开展其应用。Fujihara等[29]采用玻璃/环氧单向复合材料制成的美学复合拱线，通过界面控制获得最高的弯曲性能。即用1.0 wt%溶剂的环氧硅烷偶联剂具有最高的抗弯性能。Chai Kiat Chng等[30]在文章中表明纤维增强的聚合物复合材料（FRPC）可以为传统的正畸型拱线提供一种美观的解决方案，FRPC弓丝是一种很有前途的美学矫直弓丝。然而，要充分发挥其作为美学弓丝的潜力，还需要进一步的研究和改进，其中偶联剂扮演着重要的角色。

3  展望

纤维增强复合材料（FRC）几十年来在许多领域的科学和工程应用中取得了成功。虽然金属、陶瓷和颗粒填充树脂复合材料已经成功地作为牙科和医疗生物材料使用了几十年，但这些材料制成的设备并不能满足所有的临床要求[31]。偶联剂的特性可以增加其韧性及回弹性。希望今后的研究重点放在多重偶联剂在美学弓丝的应用中。

[参考文献]

[1]Kiyomi F，Hidefumi Fujimura，Mitsuji Teramae，et al.Precision synthesis of a long-chain silane coupling agent using micro flow reactors and its application in dentistry[J].J Sci Org，2016，6（1）：35-46.

[2]张志坚，花蕾，李焕兴，等.硅烷偶联剂在玻纤增强复合材料领域中的应用[J].玻璃纤维，2013，42（3）：11-22.

[3]Matinlinna JP，Lung CYK.Silane adhesion mechanism in dental applications and surface treatments： A review[J].Dent Mater，2018，34（1）：13-28.

[4]Meereis CTW，Münchow EA，de Oliveira da Rosa WL，et al.Polymerization shrinkage stress of resin-based dental materials：A systematic review and meta-analyses of composition strategies[J].Mech Behav Biomed Mater，2018，82：268-281.

[5]吳华英，穆锦全，许祥芹，等.不同表面处理对纤维桩粘结强度的影响及电镜观察[J].口腔医学，2014，34（11）：815-818.

[6]Staxrud F.Silanising agents promote resin-composite repair[J].Int Dent J，2015，65（6）：311-315.

[7]Machado FW，Bossardi M，Ramos Tdos S，etal.Application of resin adhesive on the surface of a silanized glass fiber-reinforced post and its effect on the retention to root dentin[J].J Endod，2015，41（1）：106-110.

[8]Yao C，Zhou L，Yang H，et al.Effect of silane pretreatment on the immediate bonding of universal adhesives to computer-aided design/computer-aided manufacturing lithium disilicate glass ceramics[J].Eur J Oral Sci，2017，125（2）：173-180.

[9]Khan AA，Al Kheraif AA，Syed J，et al.Enhanced resin titanium adhesion with silane primers using tribochemical silica-coating[J].Dent Mater J，2017，36（1）：111-116.

[10]Carlos Jose Soares，Paulo Vinicius Soares，Paulo Cesar Freitas Santos-Filho，et al. The influence of cavity design and glass fiber posts on biomechanical behavior of endodontically treated premolars[J].J Endod，2008，34（8）：1015-1019.

[11]Khoroushi M，Mazaheri H，Tarighi P，et al.Effect of antioxidants on push-core bond strength of hydrogen peroxide treated glass fiber posts bond with two types of resin cement[J].Restor Dent Endod，2014，39（4）：303-309.

[12]Camillo DArcangelo，Marco Cinelli，Francesco De Angelis，et al.The effect of resin cement film thickness on the pullout strength of a fiber-reinforced post system[J].J Prosthet Dent，2007，98（3）：193-198.

[13]鄭虎，郭建青，张献芳.不同表面处理方法对纤维桩与树脂黏结强度的影响[J].上海口腔医学，2014，23（6）：689-694.

[14]李崴嵬，佟静，李娜，等.偶联剂和不同粘接剂对纤维桩粘接强度的影响分析[J].现代医学与健康研究电子杂志，2018，2（13）：154-155.

[15] Se?o RS，Neppelenbroek KH， Filho JN.Factors affecting the strength of denture repairs[J].J Prosthodont，2007，16（4）：302-310.

[16]Sarac SY，Sarac D，Kulunk T，et al.The effect of chemical surface treatments of different denture base resins on the shear bond strength of denture repair[J].Prosthet Dent，2005，94（3）：259-266.

[17]罗毅，蒋俊强，但洪平.填料协同增强增韧光固化树脂基口腔材料的制备、性能及生物力学评价[J].中国组织工程研究，2017，21（10）：1489-1494.

[18]Gad MM.Evolution of denture repair and a review of new era[J].J Dental Sci，2017，2（2）：000125.

[19]Gad MM，ArRejaie AS，Abdel-Halim MS，et al.The reinforcement effect of nano-zirconia on the transverse strength of repaired acrylic denture base[J].Int J Dent，2016，2016：7094056.

[20]Gad MM，Rahoma A，Al-Thobity AM，et al.Influence of incorporation of ZrO2 nanoparticles on the repair strength of polymethyl methacrylate denture bases [J].Int J Nanomedicine，2016，11：5633-5644.

[21]Karacaer O，Dogan OM，Tin?er T.Reinforcement of maxillary dentures with silane-treated ultra high modulus polyethylene fibers[J].J Oral Sci，2001，43（2）：103-107.

[22]Elshereksi NW，Ghazali M，Muchtar A.Review of titanate coupling agents and their application for dental composite fabrication[J].Dent Mater J，2017，36（5）：539-552.

[23]Qaw MS，Abushowmi TH，Almaskin DF，et al.A novel approach to improve repair bond strength of repaired acrylic resin： an in vitro study on the shear bond strength[J].J Prosthodont，2018.

[24]Tamore SH，Jyothi KS，Muttagi S.Flexural strength of surface-treated heat-polymerized acrylic resin after repair with aluminum oxide-reinforced autopolymerizing acrylic resin[J].Contemp Clin Dent，2018，9（Suppl 2）：S347-S35.

[25]Shakeri F，Nodehi A.PMMA/double-modified organoclay nanocomposites as fillers for denture base materials with improved mechanical properties[J].J Mech Behav Biomed Mater，2018，90：11-19.

[26]Tzanakakis EG，Tzoutzas IG.Is there a potential for durable adhesion to zirconia restorations？ Asystematicreview[J].J Prosthet Dent，2016，115（1）：9-19.

[27]Okada M，Inoue K，Irie M，et al.Resin adhesion strengths to zirconia ceramics after primer treatment with silane coupling monomer or oligomer[J].Dent Mater J，2017，36（5）：600-605.

[28]宁磊，杨陆一，王守东，等.树脂老化时间及硅烷偶联剂对金属托槽粘结强度的影响[J].吉林大学学报（医学版），2018，44（4）：764-769.

[29]Fujihara K，Teo K，Gopal R，et al.Fibrous composite materials in dentistry and orthopaedics： review and applications[J].Com Sci Tech，2003，64（6）：775-788.

[30]Chng Chai Kiat，Foong Kelvin，Gandedkar Narayan H，et al.A new esthetic fiber-reinforced polymer composite resin archwire：a comparative atomic force microscope （AFM） and field-emission scanning electron microscope （FESEM） study[J].Prog Orthod，2014，15（1）：39.

[31]Vallittu Pekka K.An overview of development and status of fiber-reinforced composites as dental and medical biomaterials[J].Acta Biomater Odontol Scand，2018，4（1）：44-55.

[收稿日期]2019-02-26

本文引用格式：閆芳，乔爱红，王晓峰，等.偶联剂在口腔临床中的应用进展[J].中国美容医学，2019，28（10）：159-161.