纤维桩具粘接除垢中乙二胺四乙酸的应用综述
时间：2019-07-24 来源：西南军医 作者：陈月,周凯璇,郑月梅, 本文字数：8861字摘 要： 纤维桩具有良好的性能, 常应用于残冠残根的修复治疗。牢固的粘接是纤维桩修复远期成功的重要保证。桩道预备过程中产生的玷污层是影响纤维桩粘接的重要因素。乙二胺四乙酸 (ethylene diamine tetraacetic acid, EDTA) 用于桩道清理具有独特的优势。本文就EDTA及EDTA与其他的材料和技术的联合运用进行综述, 为纤维桩的临床粘接提供一定的参考。
关键词： EDTA; 纤维桩; 牙本质粘接; 根管牙本质;
纤维桩具有与牙本质相近的物理性能, 良好的透光性和生物相容性, 因而是残冠残根修复治疗中的优先选择[1]。研究表明, 纤维桩修复失败的主要类型是失粘接[2]。玷污层是影响纤维桩粘接的重要因素[3]。EDTA是一种温和的螯合剂, 与牙本质表面钙镁等金属离子结合, 形成可溶于水的高稳定系数螯合物, 可达到清洁牙面、去除玷污层、暴露牙本质小管的目的, 有利于粘接体系的建立和稳定。
1、 EDTA对根管牙本质玷污层的影响
桩道预备时, 机械切割牙本质产生的玷污层, 包括大量无机物以及变性的胶原纤维, 甚至牙胶碎屑和封闭剂碎屑, 贴附于桩道内牙本质表面[4], 挤压进入牙本质小管内的玷污层可深达40μm[5]。表层排列疏松、自由能低的玷污层不利于高质量混合层的形成, 影响粘接强度, 降低修复体远期成功率[6]。EDTA分子中带有4个羧酸基团, 螯合牙本质中的金属离子, 选择性地去除羟磷灰石和非胶原蛋白, 保留胶原基质的结构, 胶原不易变性, 胶原纤维网结构更完整[7], EDTA螯合能力较强, 0.5mol/L EDTA处理1min脱矿深度为0.2μm[8], 而涂布17%EDTA 2 h后, 牙本质脱矿可达150μm[9]。然而, EDTA对玷污层作用的具体效果还与浓度、剂型、作用时间和PH密切相关。
1.1、 浓度和剂型
张朝良等[10]研究了5%-20%ED-TA糊剂对玷污层的作用, 发现随EDTA浓度的增加, 玷污层的去除程度和根管的腐蚀程度都逐步增加, 15%EDTA能有效去除根颈1/3和根中1/3的玷污层, 虽对根尖1/3的玷污层去除能力不显着, 但对根管的腐蚀显着小于17%和20%EDTA。钟声等[11]研究格兰根管凝胶 (含15%EDTA和过氧化脲) 和EDTA水溶液 (15%EDTA) 作用1 min和5 min对根管玷污层的影响, 结果显示, 无论是1 min还是5 min时, 格兰根管凝胶对玷污层的清除效果及对根管的腐蚀作用均强于EDTA水溶液。凝胶去玷污层和腐蚀作用更强, 原因与其流动性差、粘附力强有关, 若与NaClO共同作用时, 氧化剂过氧化脲与NaClO作用时释放氧产生泡腾效应也是其原因之一, 另外, 正因为氧化物的存在, 纤维桩粘接受到干扰, 使用17%ED-TA凝胶出现了纤维桩粘接强度降低的不良影响[4]。
1.2、 时间
EDTA对玷污层的去除效果呈现高度的时间依赖性[11], 暴露的时间延长, 释磷量增加[12]。单独使用17%EDTA 1 min, 玷污层可以有效去除[13], Alkhudhairy等[14]使用17%EDTA仅20 s, 桩道内的玷污层就几乎完全去除。15%EDTA在凝胶状态时, 1 min即可清除玷污层并导致牙本质过度脱矿, 5 min则腐蚀显着, 呈现焦土状;15%EDTA水溶液作用1 min可有效清除玷污层, 5 min可引起脱矿[11]。目前认为临床应用EDTA水溶液和EDTA凝胶时应将持续作用时间控制在l min以内, 以避免根管壁过度脱矿腐蚀和远期可能发生的根管吸收[11]。
1.3、 p H EDTA与羟基磷灰石存在平衡反应
p H越小, 羟磷灰石释放的钙越多, 但EDTA有效离子键减少;pH越大, EDTA的Y4-形式增多, 利于螯合, 但同时羟磷灰石释放的钙减少, 想要最好的去污效果, p H需要兼顾两个平衡。有报道称:偏酸性条件 (pH=6.5) 比偏碱性 (pH=13) 条件下的EDTA去污效果好, 但对根尖1/3的作用仍然较差[15];而Serper等[12]测量牙释磷量证明中性EDTA溶液 (pH=7.4) 比弱碱性溶液 (pH=9.0) 更适合用于去除玷污层, 随时间的延长, 释磷量增多, 且根颈、中1/3比根尖1/3的作用明显。
2、 EDTA对纤维桩粘接系统的影响
纤维桩粘接的特殊性在于它几乎完全在根管内进行, 相比于冠部牙本质, 根管形态各异, 直径小, 冲洗剂不易进入, 玷污层去除困难, 特别是根尖1/3。再者, 根管内牙本质小管分布不规则, 分支较多, 从根颈1/3到根尖1/3牙本质小管密度逐步减小且更无序, 树脂渗透困难, 不利于粘接界面的机械锁合。另外, 越往根尖, 固化光照的距离加大, 不利于树脂水门汀的聚合反应[2]。以上各原因均阻碍了纤维桩牢固粘接力的形成。
EDTA的金属螯合性及基质金属蛋白酶 (matrix metalloproteinase, MMPs) 的抑制作用, 利于维持天然胶原纤维结构, 使纤维之间的氢键更完整[16], 树脂单体更容易渗入及包裹胶原纤维网, 加大树脂与牙本质小管的机械锁合强度[17]。
在自酸蚀粘接系统中, 弱酸性的酸性单体使表面玷污层发生变性, 其酸蚀过程被矿物成分缓冲, 残留在胶原基质上的矿物成分与树脂之间形成化学键, 有助于粘接更牢固, 单独使用EDTA后, 胶原上的矿物质完全去除, 导致化学键减少, 粘接强度降低[18], 但明显高于杂乱玷污层完全存在的对照组[19]。
在自粘接系统中, 以磷酸酯代替磷酸, 简化了粘接程序, 固位依靠机械固位及交联聚合物和填充材料之间相互作用[18]。相比用生理盐水或NaClO冲洗, 使用EDTA后玷污层清除良好但粘接效果却并不理想, 且发现螯合剂类冲洗剂均出现此现象[20]。
在全酸蚀粘接系统中, 粘接的关键是完全清除玷污层, 开放漏斗状牙本质小管, 一般使用磷酸酸蚀, 其粘接力来源于树脂单体与小管之间形成机械锁合, 并且该粘接系统对表面的干燥度有较高的要求, 又特别在根管内, 操作不好把控。相比于自酸蚀粘接系统, EDTA作用在全酸蚀粘接系统中时所达到的粘接效果欠佳[18]。
3、 EDTA与其他材料和技术的联合运用
3.1、 EDTA和NaClO
Na ClO通过释放HClO产生非特异性的蛋白水解作用, 降解玷污层杂乱的胶原基质, 能使EDTA更有效地发挥脱钙作用[4], 单独使用时, 残留于牙本质胶原网中Na ClO会释放出氧原子, 影响树脂的聚合, 这一方面有碍粘接牢固性。两者联合使用时, 效力互补, 效果更佳[21]。在不同的粘接系统, 其联合使用的效果不完全相同。
在自粘接系统中, 17%EDTA+5%NaClO[22]或者18%EDTA+5.25%NaClO[23], 以先EDTA, 后NaClO的顺序使用时, 能够提高纤维桩的粘接强度;6.15%Na ClO+17%EDTA以先NaClO后EDTA的顺序联合使用[14], 或者2.5%NaClO+17%EDTA以Na ClO-EDTA-NaClO的顺序 (20 s) 交替使用时, 也能提高纤维桩的粘接强度[21]。Oliveira等[2]对桩道冲洗方法对纤维桩粘接效果的影响进行了系统地分析, 发现几乎在所有实验中, EDTA和NaClO联合使用都是有利的, 最佳使用方式为17%EDTA联合5.25%Na ClO冲洗1 min。但祝书金[24]等使用17%EDTA和5.25%NaClO后并没有相应的效果, 可能是因为清洗液未去除干净, 干扰了树脂的聚合。每一种自粘接树脂都有不同的灌溉策略, EDTA的使用效果各不相同[2], 它对部分树脂如RelyX U200的粘接加强作用不明显[21]。
自酸蚀粘接系统中, 有研究发现单独使用17%EDTA后的树脂粘接效果不如使用5.25%NaClO[18], 但优于1%NaClO[25];刘婧源等[26]将5.25%NaClO与15%EDTA联合运用, 发现纤维桩的粘接强度高于对照组;但狄贵景等[1]的实验中5%NaClO与17%EDTA联用后获得的粘接效果不如各自单用, 刘畅等[4]的实验发现5.25%NaClO与17%EDTA合用时的粘接效果与对照组无明显差异。产生负面影响的原因可能是:一些渗入牙本质小管的残余EDTA、NaClO及其分解产物形成氧抑层导致树脂粘接剂聚合不完全, 结果玷污层去除良好但力学效应不理想, 或者这种组合冲洗导致表面胶原纤维网结构溶解破坏[4], 降低了有效树脂突的数量, 以及去除玷污层后由改性玷污层、粘接剂、偶联剂所形成的混合层质量下降[26]。
全酸蚀粘接系统的纤维桩粘接效果不如前两种粘接系统, 相关的实验研究较少, Bitter K等[23]发现18%EDTA与5.25%NaClO联合使用相比对照组降低了纤维桩的粘接强度, 恰好是1%NaClO与超声震荡联合时粘接强度最高。然而也有称EDTA运用于全酸蚀粘接系统是不错的选择[2]。EDTA联合NaClO在全酸蚀粘接系统的应用还有待进一步探索。
EDTA和NaClO的使用顺序不同导致牙本质小管的腐蚀程度不同, Qian等人[27]的研究发现:先用Na ClO后用EDTA冲洗, 根管牙本质没有腐蚀, 而用NaClO作为终末冲洗剂时, 管周及管间牙本质被显着腐蚀, 原因可能是在EDTA前使用Na ClO时, 羟基磷灰石可以保护深层胶原纤维不受NaClO的溶解作用, 然而在相反的情况下, Na ClO在EDTA可以直接攻击使用脱矿剂后已经暴露的胶原蛋白。
3.2、 EDTA与氯已定
氯已定 (chlorhexidine, CHX) 为广谱抗菌剂, 生物相容性好, 其毒性和腐蚀性小于NaClO[28]。自酸蚀系统中仅使用0.2%CHX, 获得的纤维桩粘接强度大于5.25%NaClO+15%EDTA。刘畅等[4]研究发现17%EDTA+2%CHX用于纤维桩粘接比联合5.25%Na ClO的效果更好, 并且氯己定是一种MMPs抑制剂, 可以抑制胶原纤维的降解, 延长粘接系统耐久性[9]。Qmix是EDTA、CHX、表面活性剂的混合制剂, 抗菌效果更强且持久, 使用Qmix可以简化纤维桩冲洗灌溉的程序, 表面活性剂的存在能够降低根管牙本质表面张力, 增加其可湿性, 使冲洗剂向牙本质中的渗透程度加大, 有助于高效的开放牙本质小管, 用Qmix比用氯己定时纤维桩粘接强度更大[29]。Vemuri等[30]比较了MTDA、EDTA、Qmix对根尖1/3的玷污层清洗效果, 结果认为Qmix是最好的去根尖玷污层的终末冲洗剂。Aksel H等[31]发现, 用NaClO作为初次冲洗液, 再用Qmix冲洗后的牙本质小管腐蚀程度比用17%EDTA低。
3.3、 EDTA与激光活化冲洗 (LAI) 技术
Er:YAG激光 (Erbium:yttrium-aliminum-garnet, 掺铒钇铝石榴石) 发出2.94μm的光波被水强烈吸收, 被羟基磷灰石少量吸收后, 组织内部压力剧增, 发生微爆破, 牙本质表面可呈现凹凸不平的鳞片状[32], 具有潜在良好的去除玷污层能力。Er:YAG联合使用17%EDTA (1min) , 纤维桩粘接的不同部位获得的粘接强度均大于EDTA单独使用时[33]。光子激光声流系统 (photon-initiated photoacoustic streaming, PIPS) 采用低功率, 短脉宽的设计, 在Er:YAG激光活化冲洗技术上发展而来, Er:YAG激光在PIPS模式下冲洗玷污层的能力更强, 能开放更多的牙本质小管, 使用Panavia F 2.0, 获得的粘接效果比使用Nd:YAG、Er:YAG更好[34]。
Er, Cr:YSGG (Erbium, chromium:yttrium-scandium-gal-lium-garnet, 铒铬钇钪镓石榴石) 作为牙硬组织消熔工具, 近年来广泛用于口腔领域, 研究发现, Er, Cr:YS-GG对无机成分无明显影响, 其热熔原理选择性消除玷污层的有机成分, 用Er, Cr:YSGG照射牙本质表面后, 牙本质表面呈现弹坑状, 牙本质小管开放, 管周牙本质突出[35], Haralur等[36]研究结果显示, Er, Cr:YS-GG+EDTA去除玷污层的效果比Er, Cr:YSGG+NaClO优秀;但单独使用Er, Cr:YSGG后树脂粘接效果并不理想[37]。
Nd:YAG激光 (Neodmiyum:yttrium-aliminum garnet, 钇铝石榴石) 照射后的根管侧壁玷污层发生部分溶解、熔融、气化, 从而被清除, 但不如17%EDTA去污效果, 若17%EDTA联合使用Nd:YAG, 效果优于分别单独使用[13]。
3.4、 EDTA与超声
超声震荡具有很强的清洁荡洗作用, 其空穴效应、声流效应和热效应, 能够分解生物组织圈, 可以有效地去除由牙本质碎屑、牙胶碎屑、封闭剂等不能以化学方法去除的玷污层成分, 获得极佳的清洗效果[21], 对根尖1/3的清洗也是有利的[2]。超声与17%EDTA联合使用时的效果有不同的结论, 李崴嵬等[38]实验证明在自酸蚀系统中, 超声震荡+EDTA (凝胶) 或NaClO, 对纤维桩的粘接均有加强作用;桩道预备后的封闭剂与粘接树脂之间会有相互作用。Moura等[21]用激光共聚焦显微镜观察封闭剂、粘接树脂渗透度及两者的相互关系, 发现使用超声震荡后的封闭剂和粘接树脂为混合状态。相比于树脂封闭剂, 丁香酚类明显降低纤维桩即刻粘接力, 单独使用EDTA对此类封闭剂去除效果不佳, 而联合使用超声震荡清除效果好[24]。此外, Moura等[21]还发现, 超声震荡促进了EDTA与NaClO降低牙本质小管显微硬度作用, 这一副作用导致粘接强度并没有得到更深一步加强反而有所降低。
4、 EDTA的不良影响
4.1、 腐蚀与软化牙本质
EDTA能够腐蚀牙本质小管, 并且呈现很强的时间、剂型和浓度依赖性。牙本质的硬度与牙本质小管的密度呈反向关系, 脱矿能够开放牙本质小管, 增加牙本质小管密度, 从而降低牙本质硬度。EDTA螯合作用可引起牙本质钙磷比发生变化, 增加根管牙本质的通透性和溶解度[39], 同时也对牙本质的显微硬度产生不利影响[21]。Baldasso等[7]比较了Qmix、EDTA (5 min EDTA+5 min 2.5%NaClO) 、柠檬酸和过氧乙酸处理前后根部牙本质努氏显微硬度变化和牙本质小管腐蚀情况, 离牙本质表面100μm处, 各组均明显软化牙本质, 以Qmix和EDTA组最明显, 而深入牙本质500μm, 仅有Qmix和EDTA组软化牙本质具统计意义。软化牙本质的粘接界面密闭性低, 微渗漏更易发生[18], 同时软化牙本质降低了根管抗性, 若EDTA完全清除玷污层, 粘接强度虽增加, 根管折断的可能性也增加, 临床选择灌溉策略时应该充分考虑[6]。
4.2、 EDTA渗透出根尖孔外
现在观点认为EDTA对根尖周组织有一定的毒副作用。EDTA的细胞毒性作用呈现剂量依赖性, 0.05%至1.0%EDTA对中国仓鼠肺成纤维细胞 (V79) 均产生活力抑制[40], 30 min后细胞活力减小。各种浓度的ED-TA凝胶对人牙周膜的碱性磷酸酶具有一定的活性抑制作用, 含0.01%EDTA凝胶培养基中细胞存活率低于80%, 0.005%EDTA使细胞的存活率在90%以上, 说明这个浓度以下EDTA凝胶溶液的细胞毒性甚微[41], 而这个浓度远远达不到在粘接处理中要求的运用效果。同时对牙周膜的细胞毒性也具有时间依赖性[42], 17%EDTA的细胞毒性在1 min, 5 min, 10 min强度递增, 均具统计学意义, 且毒性大于QMix、CHX和NaClO。
综上所述, EDTA具有较好的去除玷污层的能力, 但在不同纤维桩粘接系统及与其他技术和材料的联合应用取得的效果有所差异。在自粘接和自酸蚀粘接系统中EDTA作用效果较好。EDTA与NaClO、氯己定、激光、超声震荡都可达到相互促进的效果, 但相似实验取得结果有一定差异, 最佳的使用方法定论有待进一步探索。为减少根管牙本质的腐蚀软化, 应严格控制临床作用时间和浓度同时要尽量避免漏出根尖孔产生毒性作用。
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