临时冠材料及黏结材料的临床应用：物理性能与生物安全性

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.21.021

中国组织工程研究 ›› 2015, Vol. 19 ›› Issue (21): 3392-3397.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.21.021

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临时冠材料及黏结材料的临床应用：物理性能与生物安全性

聂二民，姜瑞，张春元，曾尽娣，谈济州

中山大学附属第一医院口腔科，广东省广州市 510080

出版日期:2015-05-21 发布日期:2015-05-21
通讯作者: 张春元，教授，中山大学附属第一医院口腔科，广东省广州市 510080
作者简介:聂二民，男，1980年生，河南省许昌市人，汉族，2007年中山大学毕业，硕士，主治医师，主要从事口腔临床医学方面研究。
基金资助:
广东省科技厅社会发展项目(2011B080701010、2011B080701086、2012B061700066)

Clinical application of temporary crown and cement materials: physical properties and biological safety

Nie Er-min, Jiang Rui, Zhang Chun-yuan, Zeng Jin-di, Tan Ji-zhou

Department of Stomatology, the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China

Online:2015-05-21 Published:2015-05-21
Contact: Zhang Chun-yuan, Professor, Department of Stomatology, the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China
About author:Nie Er-min, Master, Attending physician, Department of Stomatology, the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China
Supported by:
the Social Development Project of Guangdong Provincial Science and Technology Department, No. 2011B080701010, 2011B080701086, 2012B061700066

摘要/Abstract

摘要：

背景：临时冠在临床应用较为广泛，临时冠及其黏结材料随着材料科学的发展不断更新，其临床应用、物理学性能及生物安全性方面也越来越优越。
目的：综述临时冠及其黏结材料的临床应用现状、物理性能及生物安全性。
方法：以“temporary crown，provisional crown，temporary restoration，provisional restoration，interim restoration”为英文检索词，应用计算机检索PubMed数据库中2004年1月至2014年12月发表的相关文章。纳入与临时冠及其黏结材料相关的研究文献，排除重复性研究。
结果与结论：通过临床评价和实验研究得出，临时冠材料自身聚合收缩、聚合产热、单体释放等物理特性和细胞毒性、对软组织的刺激性等生物安全性方面是临床要克服的关键问题。临时冠材料和黏结材料在临床上应用广泛，随着新材料筛选和新制作方法的出现其具有巨大的应用前景和较高的临床价值，但在其实验室研究和临床应用的探索过程中，还有许多亟待解决和深入探究的问题。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 生物材料, 口腔生物材料, 临时冠, 临时冠黏结剂, 临床应用, 物理性能, 生物安全性

Abstract:

BACKGROUND: Temporary crown has been used widely in clinic. The physical properties and biological safety of temporary crown and cement materials are more superior along with the development of material science.
OBJECTIVE: To summarize clinical application, physical properties and biological safety of the temporary crown and cement materials.
METHODS: PubMed database was searched by the key words of “temporary crown, provisional crown, temporary restoration, provisional restoration, interim restoration” in English to retrieve relevant articles published from January 2004 to December 2014. Literatures addressing the temporary crown and cement materials were included, and the repetitive researches were excluded.
RESULTS AND CONCLUSION: Through the clinical evaluation and experimental study, the physical properties (polymerization shrinkage, polymerization heat production, polymerization monomer release) and biological safety (cytotoxicity, irritation to the soft tissue) of the temporary crown and cement materials are the key problems needed to overcome. With the appearance of new materials and new fabrication methods, the temporary crown and adhesive materials have great application prospect and higher clinical value, but in the exploration process of the laboratory research and clinical application, there are many problems to be solved.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

Key words: Dental Prosthesis, Dentin-Bonding Agents, Review

中图分类号:

R318

聂二民，姜瑞，张春元，曾尽娣，谈济州. 临时冠材料及黏结材料的临床应用：物理性能与生物安全性[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(21): 3392-3397.

Nie Er-min, Jiang Rui, Zhang Chun-yuan, Zeng Jin-di, Tan Ji-zhou. Clinical application of temporary crown and cement materials: physical properties and biological safety[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(21): 3392-3397.

图/表（结果） 1

2.1 临时冠材料分类临时冠材料种类繁多，不同材料制作的临时冠的性能也各不相同，根据材料的化学成分分为以下几类。
自凝聚甲基丙烯酸甲酯类：自凝聚甲基丙烯酸甲酯类临时冠材料临床上俗称自凝塑料，由粉和液组成的双组分化学固化基托材料，通常有两种颜色(红色和白色)，具有操作时间长、价格便宜、临床应用比较广泛等优点，但其在固化期间单体易挥发有刺激性气味，并产热和容易造成气泡，易对牙髓及牙周组织造成伤害，表面粗糙不易抛光，固化收缩率较大易造成就位困难、边缘适合性减低、与邻牙接触不良等缺点。
聚乙烯丙烯酸甲酯类：聚乙烯丙烯酸甲酯类较聚甲基丙烯酸甲酯类的聚合收缩率低，其对牙髓刺激性小，产热和气泡形成少，但也存在边缘适合性低、表面粗糙、硬度低等缺点^[10]。
复合树脂类：复合树脂类是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的多相固体材料，是一个连续相和一个分散相的复合。复合树脂类临时冠材料是一种化学固化型糊剂，聚合温度低，不含刺激性聚甲基丙烯酸甲酯单体类成分，对牙髓和牙周组织不会造成损伤。众多学者认为，复合树脂类临时冠具有较好的边缘密合性和边缘强度，较高的抗挠强度，形态、色泽稳定，易抛光等优点^[11-14]。
纤维增强复合树脂类：纤维增强复合树脂类是近年来临床应用的一种新型材料，指在聚合物树脂基质中加入以各向异性而紧密排列的纤维作为增强材料，纤维可有效阻止裂纹扩展，显著提高其机械强度。该材料具有复合树脂类所具有的优点，其挠曲和抗压强度均提高^[15-16]。
2.2 临时冠制作方法临时冠为了能够满足患者对恢复牙齿外观和美观的迫切要求，临床上多采用椅旁即刻修复，分为直接法、间接法和改良间接法。
直接法：主要是针对牙体缺损较多的残冠残根或多个牙齿连续缺损，采用自凝塑料和成品牙片进行制备，在临床上比较常用。将自凝塑料粉液按比例调和，到面团期直接在基牙上进行塑形，待自凝塑料凝固后取出，然后进行外形修整、调整咬合、试戴、打磨、抛光和黏固。该方法对牙髓牙周的刺激性大，边缘密合性差，舒适度较差^[17]。
间接法：先制取预备体印模，灌注石膏模型，在硬化石膏模型上采用自凝塑料配合成品牙片制备临时冠，然后进行外形修整、调整咬合、试戴、打磨、抛光和黏固^[4]。该方法相对直接法具有耗费时间长、就位困难等缺点，但可避免材料聚合对牙髓牙周组织的损伤。
改良间接法：用于牙体无缺损、缺损较少或缺损可以通过特定材料充填暂时恢复外形的牙齿，多采用树脂类或纤维增强树脂类临时冠材料。牙体预备前用藻酸盐印模材制取基牙的印模，于湿性环境中保存。牙体预备后，把树脂类临时冠材料使用专用器械导入基牙印模中，然后就位到口腔中，待材料硬固后取出，进行打磨抛光和黏固。该方法目前在临床上比较常用，椅旁操作时间短，
对牙髓牙周组织无损伤，并且具有良好的边缘适合性，美观、舒适^[2，18]。
2.3 临时冠临床应用临时冠是一种临时修复体，它可以保护基牙预备体，起到恢复牙体外形、恢复美观、保持间隙、咬合重建等作用。
保护基牙预备体：活髓牙牙体预备后牙本质小管暴露，牙髓易受到外界物理化学刺激引起牙体敏感或牙髓病变，临时性修复体佩戴后能有效隔绝外界物理和化学刺激，对于死髓牙能起到保护预备体防止折裂的发生。
恢复牙体外型、美观及部分咀嚼功能：牙体缺损或缺失对患者颜面部外观影响较大，特别是前牙区。后牙区除了恢复缺失牙的外观外，还能恢复部分咀嚼功能。
保持间隙：临时冠能有效防止预备体或缺失牙邻牙移位，以及对应咬合牙齿的伸长而保持修复间隙。
软组织改建：临时冠与损伤的牙龈恢复有十分密切的关系，如颈缘密贴、表面光滑则有助于牙龈恢复正常形态，反之则妨碍牙龈恢复或导致牙龈炎症。临时修复体颈缘深入龈下适当的位置，对牙龈产生持续的机械刺激，能激发牙周膜细胞分泌一系列细胞因子和生长因子，有助于牙龈组织的改建，修复牙龈外型。
咬合重建和调节颞下颌关节：对于重度磨耗或咬合关系紊乱的患者，可以制作临时冠模拟修复后的效果，能帮助临床医生更好地找到和恢复其正常的咬合关系，对最终修复体的制作和咬合关系紊乱病的诊治具有重要指导意义。
2.4 临时冠材料物理化学性能和生物安全性评价
抗折性能：抗折强度又叫剪切强度或弯曲强度，主要包括拉伸和压缩强度，它是临时冠材料一个最主要的物理性能，特别是对于要长期佩戴临时冠的患者，比如咬合重建、种植修复体过渡义齿、颞下颌关节紊乱病治疗等^[3，19-20]。临时冠制作完成后就位到基牙上，会立即承受咀嚼力，正常成人的咀嚼力为300-500 N，因此临时冠材料具有良好的生物机械性能^[3-4，8]。以往临时冠机械性能的评价主要涉及到材料弯曲强度和弹性模量的研究^[3，20-21]。除了这些参数以外，抗折韧性被认为是评价材料防止裂隙扩展和机械性能的一个重要参数，临时冠短期内出现失败，多是因为修复体表面出现裂隙并在咬合力作用下扩展，裂隙点在显微镜下表现为主要因材料在打磨和抛光时在材料表面或表面下方产生的微小缺陷^{[11，19，22-24]}。
颜色稳定性：临时冠材料要具有良好的颜色稳定性，特别是在前牙美学区或患者要长期佩戴时。目前有关临时冠颜色稳定性研究的文献比较少，多数实验通过加速老化实验对丙烯酸甲酯类和复合树脂类材料颜色变化进行研究，另有一些研究是观察使用含有色素的浸泡液(咖啡、浓茶、葡萄汁以及加入色素的人工唾液等)对临时冠材料颜色稳定性的影响。研究表明，所有的临时冠材料在咖啡溶液中颜色变化比较明显，复合树脂类或纤维曾庆复合树脂类相对丙烯酸甲酯类具有较好的颜色稳定性^[25-26]。
聚合收缩：以甲基丙烯酸甲酯为基础的多聚材料，在聚合过程中会因为游离基引发聚合反应而导致单体分子间原子距离的减小，导致多聚材料的聚合收缩^[10，27-28]。聚合收缩的程度取决于材料的化学成分，含有较小分子质量单体(MMA)成分的材料相对复合树脂材料聚合收缩程度大^[10，29-30]。对于有粉液两组分的材料，材料聚合收缩的程度还依赖粉液混合的比例^[10]。对于高分子二甲基丙烯酸类聚合材料，聚合收缩的程度还取决于材料内无机填料的成分^[10，31-32]。临时冠材料聚合时发生的尺寸变化和内应力的释放会对修复体的边缘适合性造成影响^{[9-10，33-34]}。
边缘适合性：它是用于评判临时冠黏固一段时间后临时冠材料聚合收缩、压力释放及材料塑化的标准，边缘适合性对基牙及牙周组织的健康具有重要意义。有研究通过采用体外热循环和咬合加载模拟口腔环境评价临时冠的边缘适合性，研究表明这些处理措施特别是热循环后，临时冠的边缘裂隙会增加^[33-35]。造成边缘适合性变化的原因是为了达到较小的聚合收缩或快速化学固化，而在聚合材料中添加成分的百分比及添加材料的类型使得临时冠材料在水溶液和热循环条件下更易发生尺寸变化。目前的研究表明，不同材料制作的临时冠边缘适合性有差异，丙烯酸甲酯类临时冠会随着使用时间的延长边缘适性降低，复合树脂类临时冠材料相对于丙烯酸甲酯类具有较好的边缘适合性^[3，33]。另外制作方法也会影响临时冠的边缘适合性，同种材料间接制作法相对直接制作法具有较好的边缘适合性。临时冠黏结剂是否完整充填在临时冠和牙体之间也会对临时冠的边缘适合性造成影响，不完善的黏结会造成黏结剂的溶解而导致失黏结^[36]。
聚合产热：临时冠材料中单体聚合过程中存在明显的放热过程，会对牙髓及牙周组织造成损伤^[37-41]。聚合产热的程度主要取决于临时冠材料的构成，为了避免聚合产热对牙髓的影响，建议采用聚合产热低的临时冠材料^[42]。有研究表明，聚合过程中放热会使髓腔温度上升且甲基丙烯酸甲酯聚合对髓腔温度影响最大，树脂类的聚合产热较少^[38]。贴近临时冠髓腔内的温度和临时冠材料的临床操作相关，临时冠的制作方式、复合材料内的基质类型及基牙剩余牙本质的厚度等都会对髓腔温度造成影响^{[37-38，42-43]}。Seelbach等^[44]研究表明，当临时冠材料厚度大于4 mm、剩余牙本质厚度小于1 mm时，临时冠材料聚合产热导致的温度上升会对牙髓造成损伤。
刺激性气味：聚甲基丙烯酸甲酯类液体成分中单体极易在常温环境中挥发，刺激人呼吸道黏膜，吸入过多会造成中毒症状，出现头晕、恶心、呕吐及眼花等。因此在临床操作要尽量远离工作区，保持周围环境为通风状态。
细胞毒性：临时冠材料的固化是通过树脂单体聚合而成，聚合过程中多存在聚合不完全，树脂基质中会不断地有残余单体(甲基丙烯酸甲酯)成分释放出来^[45-53]。有研究表明，甲基丙烯酸甲酯能贵体外培养的细胞产生毒性作用，降低细胞代谢，抑制细胞增殖，诱导细胞死亡^[52，54-55]。
对牙周组织的影响：临时冠在制作过程由于材料自身或操作技术的问题，造成临时冠边缘不准确、边缘位置过深、边缘锐利不规整、解剖形态不良及冠解剖面粗糙菌斑聚集等，均会对牙周组织造成损伤，引起牙龈炎、附着丧失、牙槽骨吸收及牙体松动等。临时冠材料表面的抛光性和表面粗糙度，特别在口腔湿性环境下，会造成表面细菌及附着物增加，会对牙周组织产生损害。临时冠材料的表面粗糙度会受到储存环境、表面处理措施及材料成分等因素的影响^[56-58]。
对黏膜的影响：主要成分为甲基丙烯酸甲酯的临时冠材料，在常温下通过氧化还原反应引发聚合，有不同单体释放，对口腔黏膜有刺激性，部分患者出现变态反应性接触性口炎。
2.5 临时冠黏结剂临时冠黏结剂除了提供良好的固位外，还有封闭、防止边缘裂隙、抗菌和保护牙髓的功能^[59-61]。临床上应用的临时冠黏结材料主要分为含丁香油酚、不含丁香油酚材料和含有氢氧化钙临时冠黏结剂。
含丁香油酚材料：丁香酚是苯酚的衍生物，常与氧化锌调和使用，是临床上常用的临时黏结材料。该材料硬固时间较长，气味较大，并且固位力较小，常出现临时冠佩戴过程中脱落。研究认为氧化锌与丁香酚溶剂的反应是可逆的，当氧化锌黏结剂接触到水，其表面发生水解释放出丁香酚，丁香酚是自由基清除剂，释放出的丁香酚渗透进入牙本质小管，干扰树脂基质修复材料的聚合，从而导致树脂类黏结剂黏结强度下降。
不含丁香油酚材料：该材料主要为树脂类临时黏固材料，是一种流动性强并含有2种引发体系的双固化复合树脂，操作时间3-5 min，可以确保每一处材料即使光照无法达到的区域也能充分固化，固化完全。树脂类黏结剂与修复体不但能形成机械固位，还能与修复体表面的氧化物发生一定的化学结合，相对于含丁香油酚材料固位力强，因此被广泛应用于各种临时冠的黏结^[62]。
含氢氧化钙的临时冠黏结剂：氢氧化钙具有强碱性和诱导牙本质形成的能力，能刺激间质细胞和成纤维细胞增殖，成纤维细胞逐渐分化为成牙本质细胞，形成管状牙本质和骨样牙本质，进而形成牙本质桥，起到保护牙髓的作用。临时冠材料中加入氢氧化钙制剂，能够起到良好的护髓作用。目前有关该材料临床应用较少，已有的研究证实含有氢氧化钙制剂的临时冠黏结剂能够获得较好的黏结效果^[62]。笔者在临床上尝试使用光固化氢氧化钙做为临时冠黏结剂，该材料流动性强、固化时间短、易去除、固位力强，取得了良好的临床效果。
消除临时冠黏结剂对永久修复体黏结的影响：临时黏结剂后影响永久黏结剂粘结强度的因素很多，一方面是很难彻底清除预备体表面残留的临时黏结剂，阻止了永久黏结剂的聚合作用；另一方面在黏结前对牙本质表面的不同预处理措施，暴露黏结面积的大小，黏结区牙本质小管的数量及玷污层的情况，黏结剂的黏结性能及在牙本质小管中的渗透情况等因素的影响^[63]。能有效去除牙本质表面残余的临时黏结材料是解决残余临时黏结剂对最终黏结剂黏结强度影响的关键，目前有学者尝试用不同的方法来去除临时冠黏结剂的残留^[64-66]。

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引言

材料方法

讨论

综上所述，临床医生在选择临时冠材料和黏结剂时应该全面考虑患者预备体条件及每一种材料自身优缺点，要根据临床需要和治疗方法来选择材料。修复的目标是准确地恢复患者的美观和功能，临时冠作为一种过渡性修复是修复过程中重要的组成部分，应得到临床医生的重视。
根据以往临床应用经验和实验室研究总结理想的临时冠材料应具备以下条件：①良好的生物相容性，无细胞毒性、无刺激性气味。②固化前流动性强，固化后有一定的硬度和强度。③固化过程中无产热和收缩，具有良好的尺寸稳定性。④操作简便，短时间内凝固(3-5 min)。⑤颜色稳定。⑥固化后易于修整，边缘适合性好。⑦易于黏结，固位力强等。
临床上应用的临时冠黏结剂要求：①材料无毒、无刺激。②性能稳定，溶解度低。③不释放有害物质，不诱发不良反应。④具有良好的黏结强度，有一定的抗压强度和抗张强度。⑤具有一定的流动性，不妨碍临时冠就位。⑥颜色稳定。⑦凝固时间适宜(2.0-3.0 min)。⑧最终修复戴入前，能够彻底清除。⑨对永久性黏结不会造成影响等。
目前临时冠材料和黏结材料在临床上被广泛应用，随着新材料筛选和新制作方法的出现其具有巨大的应用前景，新材料的出现也有较高的临床价值，但在其实验室研究和临床应用的探索过程中，还有许多亟待解决和深入探究的问题。①新材料具有良好的生物安全性：新材料的研究中尽量克服成分释放、聚合收缩、聚合产热及对牙髓和软组织的刺激等，目前笔者尝试采用光固化氢氧化钙和流体树脂联合应用开发新的临时冠材料，但该材料尚需临床观察和实验室研究。②新材料能够提高工作效率：目前无论是那种临时冠制作方法，临床医生均需花费一定的时间，如何找到一种新的制作方法既能提高工作效率且具有良好的生物安全性，是目前亟待解决的问题之一。③如何减少临时冠黏结剂对最终修复体黏固力的影响：目前采用的所有临时黏结剂都会不同程度地影响最终修复体黏结剂和牙体牙本质之间的机械和化学黏结效果，如何找到一种既能提供良好固位又具有良好生物安全性，最终修复体黏固前能够彻底去除干扰的黏结材料也是要解决的问题。因此，临时冠及其黏结剂新材料、新制作方法的开发研制和临床应用将成为当今材料学领域的研究热点，相信随着相关研究的不断创新和深入，会有更好的临时冠及其黏结剂被研制出来。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

临时冠材料及黏结材料的临床应用：物理性能与生物安全性

Clinical application of temporary crown and cement materials: physical properties and biological safety

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