窝沟封闭材料的研究进展

罗瑜，吕长海，张石楠

(昆明医科大学附属口腔医院儿童口腔科，昆明 650106)

窝沟封闭技术是基于1955年酸蚀技术产生而发明，Buonocore[1]将酸蚀后的牙釉质与丙烯酸树脂结合。20世纪60年代中期，Cueto和Buonocore[2]生产了第一种封闭材料氰基丙烯酸甲酯，但这种材料易被唾液和细菌分解。此后，有研究者发明了含有双酚-A和甲基丙烯酸缩水甘油酯的粘接树脂并使树脂与紫外光结合，不断提升封闭剂的抗降解性和机械性能[3-4]。目前窝沟封闭已成为预防窝沟龋齿最有效的一种方法[5]，但主要是恒牙，一般针对6岁以上的儿童。随着口腔保健意识的提高，家长对于低龄儿童乳磨牙窝沟龋的防范意识越来越强，希望这些不同的材料能够在保证预防效果的同时，更加适用于低龄儿童大范围普及应用。儿童年龄较小，自控能力弱，唾液分泌旺盛，临床隔湿困难，从而影响封闭效果。因此，寻求硬度较高、粘接力较强、微渗漏较少且操作时间较短的封闭材料成为研究的热点。现就近年来窝沟封闭材料的研究进展进行综述。

1 树脂型窝沟封闭剂

目前，树脂基质型的窝沟封闭剂是最常用的封闭材料，现已有50余年的使用历史[6]。根据聚合机制和组成结构的不同，树脂窝沟封闭剂经历了四代发展。第一代封闭剂是365 nm紫外光固化，由于此材料表面过多吸收紫外光，加之光输出密度不稳定，能量低，效果较差，现已不再使用；第二代封闭剂采用双酚A甲基丙烯酸缩水甘油酯配方，为自凝固化，树脂基质与催化剂在混合1～2 min后发生放热固化；第三代封闭剂为可见光固化剂，使用波长为430～490 nm的高强度的可见光为固定光源在10～20 s内即可固化；第四代封闭材料在第三代的基础上增加了氟化物[7]。

树脂型窝沟封闭剂大多为第三代或第四代可见光固化封闭剂，主要成分由树脂基质、稀释剂、引发剂构成，引发剂中含α-二酮类光敏剂樟脑酯，需要吸收适当波长和足够强度光固化单元的入射光子以启动聚合反应[8]。临床上，固化光源到材料的距离和光照时间等均会影响封闭剂的固化强度。

第四代窝沟封闭剂可根据氟化物与封闭剂的结合方法不同分为两大类：一类是可溶性氟盐溶解后释放氟离子，另一类是有机氟化物中的氟离子通过离子交换而释放出来[9]。氟化物能够降低釉质溶解度，促进釉质再矿化，对口腔致龋细菌也有抗菌作用[10]。Naorungroj等[11]采用琼脂扩散法和浮游生物生长抑制试验法对市面上销售的3种不同品牌的含氟树脂型窝沟封闭剂ClinPro(3M ESPE)、Embrace(Pulpdent)和Ultraseal XT Plus(Ultradent)的抗菌作用进行了研究，结果表明3种材料均能抑制嗜酸乳杆菌和变形链球菌的生长。但并非所有的含氟树脂型窝沟封闭剂均具有抗菌作用，某些密封剂缺乏抗菌作用可能与氟离子与材料结合的方式有关[12]。然而，含氟窝沟封闭剂可提供的氟有限，其临床效果与不含氟的窝沟封闭剂相比可能没有明显差异。

为了提高封闭剂的压缩强度、硬度和耐磨性，有的封闭剂中还加入了一定的填料。有研究对填料组Helioseal F(Ivoclar Vivadent,Liechtenstein)和无填料组ClinPro(3M ESPE,USA)的封闭剂保存率进行比较发现，无填料组的1年完全保存率为64.39%，有填料组的完全保存率为53.57%，差异无统计学意义，填料组保存率相对较低的原因可能为材料难以完全渗透到窝沟点隙中[13]。

树脂型窝沟封闭剂需要酸蚀、冲洗，操作步骤较为复杂，操作过程需要完全隔湿，否则将会导致窝沟封闭的失败。年龄较小的患儿缺乏一定的自控能力且唾液分泌旺盛，遇到具有刺激性的酸蚀剂时儿童的接受度较差，且乳牙的酸蚀时间较恒牙长，这些原因增加了树脂型窝沟封闭剂的技术敏感性，故难以保证窝沟封闭的质量。

2 玻璃离子型窝沟封闭剂

玻璃离子聚合物是20世纪70年代的产物，玻璃离子应用于窝沟封闭的首次系统性报道可追溯到1996年[14]。由于其亲水性强，附着性好，技术敏感性低，现已成为不合作儿童窝沟封闭的首选材料。但由于其保存率远低于树脂型窝沟封闭，许多医师对其防龋性能持保留意见。

有研究表明，玻璃离子中的氟释放量存在一个“爆裂效应”，即最快的释放发生在第1天，随后缓慢释放[15]。这种“爆裂效应”归因于在氟铝硅酸钙玻璃粉凝固过程中被聚烯烃酸溶解时，引发氟化物的快速释放。Aboush和Torabzadeh[16]研究表明，随访1年后玻璃离子释放的氟化物量远高于含氟复合材料。Alirezaei等[17]的Meta分析显示，传统树脂型窝沟封闭剂与玻璃离子作为封闭材料的龋齿发生率比较差异无统计学意义，可能原因为即使封闭剂在临床上已经丢失，窝沟底部仍残留少量封闭剂，并继续释放氟化物，从而继续提供咬合面的保护。

单纯具备较强的释氟能力并不是预防窝沟龋最佳的封闭材料，长期的预防效果还与封闭材料与牙齿的密闭性有关。Singh和Pathak[18]对经过酸蚀和未经过酸蚀处理后玻璃离子(GC Fuji Ⅶ)与树脂型窝沟封闭剂(ClinPro)的微渗漏进行比较，发现玻璃离子封闭剂使用前对釉质进行酸蚀，可减少其微渗漏。

传统的玻璃离子封闭剂，如Fuji Ⅲ(日本GC公司)由于存在微渗漏的风险不能用作窝沟封闭剂。新一代的玻璃离子Fuji Ⅶ(日本GC公司)除了氟含量的大幅度增加外，材料的耐磨性和断裂强度也在不断改善。此外，边缘封闭能力也有很大提升。有学者对玻璃离子(GC Fuji Ⅶ)与树脂型窝沟封闭剂(Concise)的微渗漏进行比较发现，两者差异无统计学意义[19]。同时，玻璃离子的黏度也会对保存率造成一定影响。高黏度玻璃离聚物对牙釉质具有良好黏附性，其在离子交换层中具有极低的凝固收缩率、较低的湿敏性且可与较强的釉质化学结合[20]。具有代表性的产品有Ketac Molar Easymix(美国3M公司)。与低黏度玻璃离子封闭剂不同，高黏度玻璃离子封闭剂是采用指压法将封闭剂紧紧压入窝沟，使材料更好地渗入点隙窝沟中。De Amorim等[21]进行的Meta分析表明，高黏度玻璃离子的保存率明显高于低黏度和中黏度玻璃离子，可作为树脂型窝沟封闭的一种良好的替代材料。

玻璃离子需将粉和液按比例调和后才可使用，调和的比例难以把握，这也在一定程度上影响封闭效果，另外操作时间也会延长，且玻璃离子固化时间较长，对不配合的儿童不是最佳封闭材料。

3 流动树脂型窝沟封闭剂

流动树脂从1995年使用至今,其在临床上的应用日益广泛,临床上可用于Ⅰ类洞垫底、Ⅱ类洞龈壁充填、楔缺的修复、预防性树脂充填。流动树脂成分与传统树脂型窝沟封闭剂非常接近，但流动树脂的填充颗粒量更多，多孔性更弱，耐磨性更好，且渗透能力强，与牙齿表面形成良好的粘接,能有效减少微渗漏，以上因素使得近年来流动树脂成为一种有效窝沟封闭剂[22]。

自粘性流动复合材料是近年来发展起来的一类新型修复材料，其不需要单独的酸蚀和额外的粘接系统，但目前对于其作为密封剂的性能的研究较少[25]。Margvelashvili等[26]研究显示，自粘流动树脂(Vertise Flow)剪切粘接强度高于树脂型窝沟封闭剂(Guardian Seal)，两者差异有统计学意义，但受试材料在微渗漏方面具有相似性。一项体外研究显示，自粘接流体树脂(Dyad Flow)与光固化封闭剂(Fissurit F)的微渗漏评分比较差异无统计学意义[27]，但Kucukyilmaz和Savas[28]对具有粘接系统的可流动复合材料(Tetric Evolflow)、自粘可流动复合材料(Vertise Flow)、高填料树脂窝沟密封剂(Fissurit FX)以及高填料纳米混合型窝沟封闭剂(Grandio Seal)进行了24个月的随访发现，在所有实验材料中,流动性复合材料与粘合剂体系的结合效果优于其他密封材料,而自粘接流动树脂的保存率最低(62.9%)。一项体外研究表明，与传统树脂窝沟封闭剂相比，自粘接流体树脂(Vertise Flow)具有更高的黏度，这种更高的黏度可能导致较低的微机械嵌合力，从而导致脱落率增加[29]。

自粘性流动复合材料简化了操作步骤，大大缩短了椅旁操作时间，对于自控力较差的患儿有一定的适用性，但其保存率相对较低，防龋效果难以保证，临床中应慎重选择使用。

4 树脂改良玻璃离子封闭材料

尽管玻璃离子的性能已经得到了很大提升，但操作者仍希望材料在增加强度的同时还具有较高的保存率。20世纪80年代末和90年代初，市场上出现了树脂改良玻璃离子(resin-modified glass ionomer cements，RMGIC)。RMGIC有两种凝固反应：一种为酸碱凝固反应，另一种为自由基聚合反应。自由基聚合反应在光照激活的条件下较酸碱反应更加快速。这种复合材料结合了光固化树脂和玻璃离子各自的优越性。与玻璃离子封闭材料相比，RMGIC与牙釉质和牙本质具有更好的黏附性；与树脂封闭剂相比，其技术敏感性较低[30]。

Gabriela等[31]将ClinProTMXT Vanish(树脂改良型玻璃离子)、VitremerTM(树脂改良型玻璃离子)、Floroshield(含氟树脂型窝沟封闭剂)应用于乳磨牙咬合面进行微拉伸试验，得到ClinProTMXT Vanish是唯一在6个月后保持粘接强度值的材料，这可能是树脂封闭剂中的机械嵌合力与玻璃离子的化学黏附力之间的结合共同作用导致。有研究在用ClinProTMXT Vanish封闭的牙组织中也观察到大量的钙离子和氟离子，这可以解释其对牙釉质脱矿的巨大保护潜力，钙磷酸盐的沉淀和牙齿结构中氟羟磷灰石的形成促进了牙齿的再矿化[32-33]。Gonçalves等[34]在临床试验中对比了ClinProTMXT Vanish和Fluroshield，观察到后者的保存率更高。然而，两种材料的表面粗糙度和边缘完整性的临床特征以及龋预防率相似，这可能与高氟化物的释放有关。Cabral等[35]在临床研究中使用ClinProTMXT Vanish和Fuji Ⅸ对恒磨牙进行窝沟封闭，观察到在使用ClinProTMXT Vanish封闭牙齿24个月后，封闭剂保存率较低，但两种材料在预防龋齿方面的效果相似。一份对于树脂改良玻璃离子封闭剂与树脂型窝沟封闭剂临床性能的2年报告显示，树脂改良玻璃离子封闭剂的完全脱落率为38%，而树脂型窝沟封闭剂的完全脱落率仅为10%[36]。

RMGIC结合了树脂和玻璃离子的优点，可释放氟化物、促进牙齿的再矿化，且可以在相对潮湿的环境下使用，虽然这种树脂改良玻璃离子的保存率并不高，但防龋性能良好。许多清洁不到位的第一恒磨牙在还未完全萌出时就已经患龋，因此必须在萌出后及时行窝沟封闭，但由于牙齿萌出不足、龈沟液较多难以完全隔湿，树脂型窝沟封闭剂的封闭效果不佳，此时可以将RMGIC作为临时封闭材料。

5 复合体

复合体又称为聚酸改性复合树脂，早在20世纪80年代后期就已经出现。复合体类似于传统复合树脂，因为它们的固化反应需要光引发剂的参与[37]。复合体的主要成分与传统的复合树脂大致相同，与复合树脂不同的是，复合体还含有酸性功能团，可通过吸收水分触发酸碱反应，释放氟的同时可以缓冲酸性环境,在酸性唾液中能释放更多的氟离子[38]。复合体既具有复合树脂的美观性，又具有玻璃离子的释氟性能，在临床中应用较广，可用于Ⅰ类洞、Ⅱ类洞和Ⅴ类洞的充填修复，正畸带环的粘接，以及窝沟封闭[39]。

Sundfeld等[40]用复合体与RMGIC进行窝沟封闭，电子显微镜观察22年后材料的保存率，即使临床上观察到部分牙齿的封闭剂完全脱落，但电子显微镜的观察发现这些牙齿窝沟的底部均有封闭剂保留，且没有龋坏的牙齿。虽然有报道发现复合体和树脂改良玻璃离子窝沟封闭的保留率不高，但研究中使用的评估方法为视觉临床分析，不能正确地描述在较深的窝沟位置存在封闭剂材料[41]。Singla等[42]模拟口腔环境对Fuji Ⅱ LC(树脂改良玻璃离子)和Dyract Flow(流动复合体)微渗漏进行了体外研究，发现Dyract Flow抗微渗漏性能优于Fuji Ⅱ LC，这可能是玻璃离子在口腔环境中的溶解性所致。粘接强度试验用于评价材料与牙齿表面的结合效果，有研究测定3种流动复合体Dyract Flow(Dentsply，德国)、Twinky Star Flow(Voco，德国)、R&D Series Nova Compobond(Imicryl，土耳其)对乳磨牙窝沟封闭后牙釉质表面的剪切粘接强度，发现不同流动复合体的剪切粘接强度具有显著差异[43]。然而，Dhillon和Pathak[44]在流动复合体应用于恒牙釉质表面的研究中观察到更高的剪切粘接强度。同样的材料应用于牙本质时也得到了类似的结果，造成乳恒牙之间的这种差异可能由于乳牙和恒牙形态、结构以及矿物质成分的含量不同[45]。

流动复合体具有良好的边缘封闭性，值得在临床推广应用，但由于要与粘接系统联合使用，操作时间相对较长，低龄儿童配合不佳，效果不理想。相对乳牙而言，流动复合体应用于恒牙时将获得更高的粘接强度，对于窝沟较深的恒磨牙具有更高的临床应用价值。

6 展 望

窝沟封闭是预防乳磨牙和恒磨牙龋坏的一种有效方法，窝沟封闭的效果受多方面的影响，如窝沟的形态、牙釉质表面处理方法和医师的操作技能。另外，密封剂材料的类型、黏度和流动性以及材料的耐磨性也会对封闭效果造成一定影响，临床上应根据具体情况选择合适的封闭剂。儿童是窝沟封闭术的主要受益群体，但由于儿童唾液丰富且自控能力较差，隔湿不良容易影响封闭剂的粘接效果从而导致过早脱落并发生龋坏。因此，缩短操作时间、简化操作步骤、提高粘接强度、减少边缘微渗漏是今后封闭材料的主要研发方向，以自粘接为核心技术的封闭材料具有广阔的发展前景。随着医学技术的发展，窝沟封闭材料将会进一步改进及完善，从而为龋病的防治提供更有效、更便捷的方式。