[摘要]目的：研究四种表面处理方法对三种陶瓷修复体表面处理后与金属托槽间黏结强度的影响。方法：三种不同的瓷粉制作试件并随机分成四个处理组：①酸蚀；②喷砂；③喷砂+偶联剂；④酸蚀+偶联剂。在各组试件表面处理后黏结金属托槽并测量其黏结剪切强度。结果：①经统计学分析，无论对于喷砂还是酸蚀，结合硅烷偶联剂处理后都能显著地提高托槽与瓷修复体表面的黏结强度（P0.05）；②酸蚀不同于喷砂，单独处理时达不到临床托槽黏结强度要求，而结合硅烷偶联剂后，其黏结强度有显著的提高（P 0.05）。结论：偶联剂作为一种辅助处理措施，可以提高喷砂或酸蚀处理后托槽与瓷修复体表面的黏结强度；联合硅烷偶联剂处理，可使单独应用达不到临床托槽黏结要求的酸蚀表面处理方法，达到临床应用要求。
[关键词]陶瓷偶联剂；瓷表面处理；剪切强度
[中图分类号]R783.1 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2012）04-0609-03
Effects of silane coupling agent on the shear bond strength of metal brackets to different ceramic surface porcelain surfaces
YU Tao1, WANG Jin1,CAO Jun2
(1.Department of Stomatology, The 150th Hospital of PLA Luoyang 471000,Henan,China; 2.Deparment of Orthodontics,School of Stomatology,The Fourth Military Medical University)
Abstract: Objective The effects of various surface preparation methods with coupling agent on the shear bond strength of orthodontic brackets bonded to different ceramic surfaces. Methods Three kinds of porcelain restoration materials were sampled and produced into specimens. Each material specimens was divided into 4 groups according to the preparation method: SB,HF,SB+CPand HF+CP. Shear bond strength (SBS) was tested and compared to the different groups. Results The results shows that silane coupling agent (CP),which was used as an auxiliary measures for surface treatment, can enhance the SBS either SB or HF significantly (P0.05). the CP combined with HF surface treatment can improve the SBS to the clinical requirement. Conclusion These results suggest that the CP as an auxiliary measure can result in the improvement of the SBS for the SB or HF porcelain surface treatment. The HF+CP surface treatment could increase the SBS while the HF preparation is not satisfied with the clinical requirement.
Key words：silane;surface preparation;shear bond strength
目前临床上面对戴有陶瓷修复体的患者进行正畸治疗时，大多采用喷砂、酸蚀或二者结合的办法来提高托槽与陶瓷表面的黏结强度，本实验研究了以上两种表面处理结合硅烷偶联剂对不同陶瓷材料与托槽间黏结强度的影响，为临床应用提供一定的理论依据。
1 材料和方法
1.1材料和仪器：三种陶瓷体瓷粉：硅酸盐类陶瓷VITA VMK@95， 氧化铝陶瓷VITA VM@7和氧化锆陶瓷VITA VM@9（VITA Zahnfabrik,Germany）；蒸馏水；氢氟酸(Bisco,American)；可乐丽陶瓷偶联剂(KURARAY MEDICAL INC ,Japan)；下颌前牙铸网底型标准方丝弓托槽(杭州新亚公司)；烤瓷炉（Vita Vacumat30 Germany）；杜拉菲勒光固化复合树脂(上海贺利氏-古莎公司)；冷热循环仪（森日达试验设备有限公司，天津）；AGS-500万能材料试验机(SHIMADZU Corp,Japan)；将军双笔式精密喷砂机(贺利氏古莎齿科有限公司)。
1.2 陶瓷试件的制备：将三种瓷粉与蒸馏水调拌后分别充填到高4.0 mm，直径8 mm的活塞式模具中，用超声波充分震荡后用吸水面巾纸吸去水分，轻轻地推出试件置于烤瓷炉内按照各不同材料的操作标准准程序进行第一次烧结，将烧制后的瓷片打磨均匀上釉后再进行第二次烧结，放大镜下挑选出无表面缺陷的合格试件，得到直径6mm，高3 mm 圆盘状瓷片试件96个，将试件用自凝树脂包埋注入自制的模具中待用。
1.3表面粗化处理：将三种陶瓷试件随机分成四组，每种陶瓷按照喷砂、酸蚀、喷砂+偶联和酸蚀+偶联四种不同的表面处理方法进行处理，具体操作过程分别如下（见表1）。
1.4黏结托槽：用杜拉菲勒光固化复合树脂将下颌前牙金属托槽黏结在陶瓷试件表面，手指轻轻按压托槽底板使其与陶瓷试件面均匀稳定地接触,探针刮除托槽四周溢出的黏结材料，使用可见光固化灯分别从陶瓷试件的上方和左右两侧进行时间为40s的光照固化，以上所有操作均由一人在室温下操作完成。
1.5 冷热循环：将所有黏结托槽后的陶瓷试件置于37℃恒温水浴箱中水浴24 h,之后在温度为5℃与55℃的循环仪中进行冷热水温度循环实验,在每个水浴箱中停留时间30s,一循环周期60s,循环1000次。
1.6强度测试：用AGS-500万能材料试验机上一夹具固定陶瓷试件,使金属托槽槽沟与水平面平行，剪切刀刃的剪切方向与试件表面平行。设定刀具以0.5mm/min的速度匀速向下剪切,当托槽被剪切脱落时所受到的力值会被机器自动记录,单位为N。用游标卡尺测量出金属托槽底板面积，单位为mm2,从而得出出抗剪切强度,单位为MPa。
1.7统计学分析：运用SPSS 14.0软件对所得各个实验处理组的剪切强度及标准差做多因素方差分析,用LSD-T检验因素分组比较，α=0.05。
2 结果
结果见表2。从表2可以看出，当联合硅烷偶联剂作为表面处理措施时，可显著提高单一使用喷砂或酸蚀处理后的托槽黏结强度（P0.05）。
3 讨论
3.1 目前喷砂或酸蚀处理都是通过粗化平整光滑的陶瓷表面，形成不规则的微观裂孔和倒凹，增加了陶瓷表面的粗糙度，从而提高黏结剂和陶瓷的黏结性能[1-3]。而联合偶联剂进行陶瓷表面处理，其作用在于硅烷偶联剂的分子一端为可聚合的甲基丙烯酸酯基团,能与树脂中的机质发生共聚反应,另一端含有水解的硅氧基团,能与瓷表面吸附的水形成Si-O键,从而将瓷与树脂牢固的结合在一起,继而获得较大的黏结强度。[4-5]。也有研究表明偶联剂还可以通过润湿陶瓷表面，促使树脂更深更完全地穿透陶瓷表面微孔来辅助提高黏结强度[6-7]。
3.2 尽管该实验中VITA VM@7和VITA VM@9 均比V ITA VMK@95具有更高的密度，更小的晶体体积和更高的硬度，但由于陶瓷体瓷属于饰瓷材料，其主要成分仍属于传统烤瓷材料中的长石类结构和组成，作用是堆塑成形于氧化铝或氧化锆内冠的外部形态，与内核的材料组成有着明显的不同，所以当同一种处理方法作用于不同陶瓷材料时结果显示出了黏结接强度没有统计学差异。
3.3 文献研究表明，有效正畸黏结强度为6～8Mpa[8-9]。本试验中仅以喷砂处理后托槽的黏结强度均可达到临床应用要求，若再采取偶联剂辅助处理，虽然黏结强度有了显著提高，但是将会增加治疗结束后去除托槽时修复体表面破碎的风险。而当采用酸蚀处理后的黏结强度均未达到临床应用的要求，此时若采用对酸蚀联合偶联剂处理是适宜的。另外，本实验还发现喷砂+偶联和酸蚀+偶联的黏接强度明显高于喷砂组和酸蚀组(P