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【摘要】随着医用复合树脂在口腔科的广泛使用，对此类材料的研究也有了一定的发展。本文就近年来医用牙科复合树脂的组成、聚合方式的改进、物理、机械性能的改善及应用作以综述，分析了树脂基质、无机填料种类及偶联剂等因素对医用复合树脂的影响，临床应用的选择及此类材料亟待解决的问题，并对今后的研究进行了展望。
【关键词】复合树脂;无机填料;临床应用
Composite Resin for Medical Research Progress and Application JIANG Chang-jun ，CHEN Jun.(The Fifth Clinical College of Anhui Medical University,Liuan Hospital,230007,China)
【Abstract】Medical composite resin with a wide range of applications in dentistry, the study of such materials must have been development. This article on the recent medical dental composite resin composition, the way to improve the polymerization、 physical、 mechanical properties and its application for a review.Analysis of the resin matrix、 inorganic filler and coupling agent、 such as the types of factors on the medical effects of composite resin, clinical applications and the problem what need to be solved , and neck of the future prospects of the study.
【Key words】Composite resin;Inorganic filler coupling agent
【中图分类号】R783.1
【文献标识码】A
【文章编号】1814-8824(2009)-05-0024-03
牙科复合树脂是一类由有机树脂基质和经过表面处理的无机填料及引发体系组合而成的一类颗粒增强型聚合物基复合材料。它在牙科领域的应用已有50年的历史，复合树脂是一种操作简便、美观、性能良好的牙科修复材料，目前已广泛应用于牙体缺损的修复，并有逐渐取代传统的汞合金充填材料趋势。但是，随着临床的广泛使用，它的一些不足也逐渐暴露出来，如抗力性和耐磨性较差、固化收缩明显、生物毒性和颜色匹配性不尽人意等。随着树脂基质及无机填料的不断改进，牙科复合树脂的物理和化学性能不断提高。本文就今年来复合
树脂基质、聚合方式、无机填料的研究进展及临床应用作一综述。
1 复合树脂基质的单体
当前，市场上销售的牙科用复合树脂大都是采用二甲基丙烯酸类高分子作为树脂基质单体，被自由基引发后，交联聚合成三维的空间网络结构，从而达到人们所期望的一些性能。这类常用单体有：双酚-A-双甲基丙烯酸缩水甘油酯（2，2-Bis-［4-(2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyl)phenyl]propane,Bis-GMA）、双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯（triethylenegly coldimethacrylate,TECDMA）及氨基甲酸酯双甲基丙烯酸酯（1，6-Bis-［2-methacryloyloxyethoxycar bonylamino］-2,4,4-trimeth-ylhexane,UDMA）。Bis-GMA分子较长，且含有刚性的苯环结构，所以它的聚合收缩度较小，但它过于黏稠，不利于填料的加入；TECDMA分子较小，它的聚合收缩相对较大，但相对稀薄，常作为稀释单体使用。UDMA分子大小介于二者之间，其聚合收缩性和黏稠性也同样介于二者之间［1］。对新型单体的研究主要是为了克服现今树脂的一些缺点，比如：因聚合收缩或不够耐磨所致的边缘微漏；同时能产生新的功能，如释放F离子、抗龋或抗菌斑沉积；或者改善其机械性能，使其强度、硬度、稳定性增加、吸水性减小、X线阻射或易于同天然牙相粘结等。
1.1 开环类单体（ring-opening monomers） 包括螺环原碳酸脂类膨胀单体（sprio orthocarbonates,SOC）,环氧树脂类，乙烯基环丙烷类。SOC加入到传统的Bis-GMA/TECDMA系统中，形成新的树脂基质聚合收缩性几乎为零，聚合后的残余应力大大减小，树脂的强度也显著提高［2］。但是，它的反应性较差，需要延长光照时间；对水、酸性化合物及填料敏感，不利于保存；聚合后对紫外光起反应，容易着色等。环氧树脂类相对以Bis-GMA为主体的树脂来说，它在固化深度、聚合收缩性、强度、硬度等方面都有了很大的提高。但在室温下反应活性较低，固化时间较长，固化后析出单体较多。乙烯基环丙烷类在口腔中所显示的生物相容性良好，致畸，致突变性及细胞毒性远低于丙烯酸类树脂，而且它对潮湿、酸和无机填料都比较稳定，也便于储存。具有良好的发展前景。
1.2 液晶单体系统 是为了减小树脂的聚合收缩而开发的新型单体。因其具备的低黏稠性，低收缩性以及高转化率，是一种很有发展前景的单体系统。但是树脂中其他组分的添加，如填料等，会影响液晶单体的性能。聚合后，树脂的弹性较大，机械性能会受到一定的影响。而且，合成液晶单体的成本很高，某种程度上，也限制了其在临床上的应用［2］。
1.3 树脂化玻璃离子单体系统（compomers） 是复合树脂和玻璃离子的结合体。Compomers的使用就是为了改善传统玻璃离子的物理性能及临床上的可操作性，虽然是要将树脂的优点（好的机械性能，临床上的易操作性）和玻璃离子的优点（无聚合收缩性，与牙齿粘结好，释放F离子）结合在一起，但它总体来讲，更像是复合树脂［3］。
1.4 有机化陶瓷基质系统 是为了降低聚合收缩，改善边缘密和性，提高耐磨能力和生物相容性，研究开发的一种新型有机化陶瓷基质系统。这种基质是在分子水平上复合的一种有机无机化合材料。体外实验证明，有机化陶瓷基质系统的确显示了很好的硬度与耐磨性；其边缘密和性也可与传统树脂加粘结技术相媲美［4］；如果不加入稀释单体TEDMA,也可达到很好的生物相容性。
1.5 Bis-GMA的衍生单体系统 由于Bis-GMA的黏稠性（1.0～1.2kpa/s,23℃）过高，限制了填料的加入，需要加入稀释单体TEDMA.但是加入稀释单体却使树脂的聚合收缩性和吸水性增加。于是人们分别用氢原子、甲基、三甲基硅氧烷、二甲基异丙基硅氧烷等取代Bis-GMA分子上的羧基，开发出来黏稠性较低的Bis-GMA的衍生单体。实验证明，这些衍生单体的黏稠性有所减低，且疏水性也好于Bis-GMA,Bis-GMA/CH3Bis-GMA基质系统与Bis-GMA/TEGDMA相比，聚合收缩性及吸水性显著降低，硬度、聚合深度及双键转化率都
有所提高［5-6］。
2 无机填料
最为常用的无机填料主要有石英、气相二氧化硅、玻璃粉、陶瓷粉、羟基磷灰石等，它们均可以提高树脂的耐磨性。早期的复合树脂主要采用大颗粒的石英作为填料，这种树脂表面粗糙，不利于抛光。以后引进了主要成分为二氧化硅的超微填料，由于这种填料面积达，故颗粒含量不高。为此，学者们不断开发新型填料。纤维和晶须自身具有优越的机械性能，作为填料能给复合树脂较为理想的性能，是目前学者们研究最多的填料。
2.1 纤维 纤维增强复合树脂是由树脂基质和纤维增强物组成的高分子复合材料，具有低密度、高强度、高模量以及耐腐蚀的优点，自从其被引入牙科领域后，进行了大量的基础研究和临床应用。到目前为止纤维增强复合树脂中曾研究过的纤维主要有金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高模量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、自体纤维等。影响纤维增强复合树脂性能的因素有：纤维的类型、大小、长短、分布、含量等。到目前为止纤维增强复合树脂中曾研究过的纤维主要有金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高模量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、自体纤维等［7］。
2.2 晶须 晶须是通过人为控制，以单晶形式生长的形状类似短纤维而尺寸远小于短纤维的须状单晶体。晶须可分为有机晶须和无机晶须两大类。有机晶须有纤维素晶须、聚4-羟基苯甲酸酯晶须、聚丙烯酸酯2苯乙烯晶须等类型，在聚合物中应用较多。无机晶须主要有碳化物、卤化物、氮化物、石墨类和无机盐等。它具有优良的耐高温、高热，耐腐蚀性能，良好的机械强度，电绝缘性，高强度，高弹性模量，高强度等特性，作为增强材料时显示出极佳的机械性能，在口腔修复中的应用前景良好。
3 偶联剂
偶联剂是一种能够增强无机填料与聚合物之间亲和力的有机化合物。运用偶联剂进行处理的方法根据处理方式的不同又可分为干法和湿法两种。它通过对无机填料进行化学反应或物理包埋等方法，使填料表面由亲水性变成亲油性，达到与聚合物的紧密结合，从而提高复合材料的综合性能。目前使用的偶联剂有硅烷、钛酸酯类、铝酸酯类、锆酸酯类、有机铬络合物及脂肪酸、酸酐化烯烃等。各类偶联剂的偶联效果与被改性物的组成和树脂的结构密切相关。其中硅烷偶联剂又是品种最多、用量最大的一种。
4 复合树脂种类及临床应用
根据其组成和性能特点将其分为通用混合填料(universal hybrid)型、超微填料（microfill）型、可流动(flowable)型、可压实（packable/condensable）型复合树脂和复合体（聚酸改性复合树脂）［8］。
4.1 通用混合填料型复合树脂 该材料可用于前牙，也可用于后牙，其填料有超微填料和微细填料组成。在性能上前牙和后牙，综合性能较好，但是，这种材料用于前牙时不如超微填料型复合树脂效果好，突出表现在抛光性能上。用于后牙其强度、耐磨性及操作性能比不上后牙复合树脂。
4.2 超微填料(microfill)型复合树脂 这种材料所含无机填料极细，填料含量较低，抛光性能极好，耐磨损，但强度低，聚合收缩、吸水值机热膨胀系数均较大。超微填料型复合树脂适用于：①前牙邻面洞、前牙切角缺损、牙颊或舌面颈1/3洞。②贴面、瓷及复合树脂修复体的修补。③牙间隙的关闭。④制作牙周夹板。⑤直接贴面修复。
4.3 可流动复合树脂 这是一种低黏度复合树脂，无机填料极少，流动性大，可用注射管针头直接将材料注射到修复部位，易于充填至不易达到的部位。大多数这类材料为光固化，具有X线阻射性。该材料适用于：①微小后牙牙合面洞、前牙邻面洞、前牙切角缺损和浅的颊或舌面颈1/3洞的修复。②后牙牙合面或颊舌面洞、后牙邻面或邻牙合面洞复合树脂充填修复的垫底。③美容性间接修复体小缺损的修补。④充填窝沟倒凹。⑤窝沟及点隙封闭。⑥瓷贴面的黏固，纤维预浸夹板固定。⑦临时修复体的修补。⑧儿童牙齿修复。
4.4 可压实型复合树脂 这是一种用于后牙的复合树脂，材料含有大量的无机填料，稠度很大，流动小，不粘器械，对牙齿的湿润性也较差，不利于形成优良的边缘密合性。该材料固化过程中体积收缩小，固化后强度高，硬度大，承受咬合力后不易变形，有利于维持边缘的完整性，被认为是银汞合金的代用产品，但不是替换产品。可压实复合树脂适用于后牙牙合面或颊舌面洞、后牙邻面或邻牙合面洞的充填修复。
4.5 复合体（聚酸改性复合树脂）［compomer(polyacid-modified composite resins)］ 复合体材料是在玻璃离子体水门汀和复合树脂的基础上发展起来的。复合体将复合树脂与玻璃离子体结合在一起，既具有树脂的光固化，又具有玻璃离子的酸碱反应固化。复合体具有长期释氟性、吸水性高、边缘密合性高等性能优点，但黏结性低于玻璃离子，强度低于复合树脂，一般应用于低应力承受区域的修复。恒牙前牙邻面洞。颊或舌面颈1/3洞、牙颈部缺损及根面龋修复，乳牙后牙牙合面或颊舌面洞及后牙邻面或邻牙合面洞修复，也可用作后牙邻面或邻牙合面洞的夹层材料，折裂牙的暂时修复，尚残留有一半牙冠的桩核修复。该材料特别适用于具有中等龋发生危险的患者。
5 小 结
对复合树脂各种性能的研究，目的都在于逐步提高其临床实用性，如美观、持久性和耐磨性等。耐磨性是反映复合树脂性能的一个主要指标。近年来各国学者在提高耐磨性方面做了大量的研究，特别是填料与耐磨性的关系。今后复合树脂的研究重点主要集中在以下几个方面：①对现有的树脂进行改性或研发新的性能更优越的树脂基体，选用的树脂基体应该具有高反应活性、高转化率和低聚合收缩性等性能；②设计新型填料，通过改变填料的颗粒大小、粒径分布或结构形态等来改善材料的性能；③通过添加含氟或羟基磷灰石颗粒类的填料来改善材料的生物活性和生物相容性，并具有预防激发龋的功能；④研发新的引发体系，降低材料的毒性，进一步提高聚合速率和聚合度。这些研究必将为临床合理应用树脂材料和研制具有更优越性能的新型复合树脂提供一定的理论依据。
参考文献
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