1、复合树脂修复体的无创检测 李嘉楠 沈嵩 天津市口腔医院南开大学口腔医院 北京大学医院口腔中心 收稿日期：2017-05-24Received： 2017-05-24随着粘接材料和技术的发展, 复合树脂修复技术有了越来越广泛的应用。然而, 复合树脂材料固化时发生聚合收缩, 随之而来的应力变化可能会在修复体与牙体组织之间产生裂隙, 从而影响修复体的密合性。为观察修复体与牙体组织之间的密合性, 多采用显微镜观察法, 包括使用光学显微镜 (light microscope, LM) 、扫描电子显微镜 (scanning electron microscope, SEM) 1,2、透射电镜 (trans
2、mission electron microscopy, TEM) 3、激光扫描共聚焦显微镜 (confocal laser scanning microscopy, CLSM) 等进行检测。这些方法需要对试样进行切片, 本质上都是有创检测, 在切片过程中还可能产生人为裂隙影响观察结果。近年来, 显微计算机断层摄影术、光学相干层析成像技术、声发射技术等无创方法也被用于复合树脂修复体的评估。本文对复合树脂修复体的无创检测方法做一综述。一、显微计算机断层摄影术 (micro-computed tomography, Micro-CT) 显微计算机断层摄影术基于传统 X 线技术发展而来, 具有分辨率
3、高、非侵入性的特点, 可对整个复合树脂修复体进行扫描并三维重建, 直观显示细微结构。近来, Micro-CT 被用于检测复合树脂的聚合收缩、粘接界面裂隙的形成、冠部微渗漏, 评估根管充填后的密合性10, 评价修复体的边缘和内部适合性。传统的显微镜观察法结合染料渗透法可以对于修复体边缘微渗漏进行定性研究或者半定量研究。在 Micro-CT 的应用中, 为了提高图像的对比度, 通常使用硝酸银溶液对试样进行处理, 。Sun J5等人使用 Micro-CT 测量复合树脂聚合前后的体积, 从而得出聚合收缩的体积大小, 并在接下来的研究中证实 Micro-CT 可应用于修复体微渗漏的定量研究7。Carre
4、ra14等同样测量出复合树脂修复体微渗漏的大小, 并且观察到复合树脂-牙本质粘接界面的裂隙主要存在于粘接系统与牙体组织之间。Micro-CT 可以精确地观察牙齿形态学特征, 不破坏牙齿结构, 对样品几何形态没有要求。其缺点是有电离辐射, 难以常规应用于人体。二、光学相干层析成像技术 (optical coherence tomography, OCT) 光学相干层析成像技术是基于光学低相干反射原理发展起来的一种新型成像技术, 具有分辨率高、非侵入性、无辐射的特点, 并且可对微观组织进行快速实时三维成像, 在生物医学领域有着广泛的应用15。目前 OCT 空间分辨率可达到微米量级 (1015m)
5、, 可便携, 适于椅前或床前操作。1998 年, Feldchtein 第一次将 OCT 技术用于口腔软硬组织断层成像16。近来, OCT 被应用于牙周病及早期龋的诊断、牙齿折裂的诊断, 复合树脂修复体内部存在的缺陷以及复合树脂修复体粘接界面的评价等等。目前已有大量研究证实 OCT 在龋的临床诊断、显示釉质早期龋的矿质改变方面的有效性, 并逐步证实 OCT 可量化早期龋的范围和程度21,22。OCT 在检测牙齿折裂方面也具有明显优势。此外, 也被用来评价复合树脂修复体。复合树脂材料固化过程中的聚合收缩, 复合树脂材料与牙体组织界面的脱粘接, 以及口内长期咬合力的作用都有可能产生微渗漏, 进而导
6、致牙齿敏感、修复体边缘着色、继发龋等危害。如何尽早准确、无创检测出复合树脂修复体边缘、内部以及粘接界面的缺陷也是临床医生关注的焦点。扫频光学相干层析成像 (SS-OCT) 是基于快速扫频光源的 OCT 技术, 属于频域 OCT 的一种, 其特点是成像速度快、灵敏度高。Makishi 等使用 SS-OCT 对类洞复合树脂修复体进行检测, 发现粘接界面出现裂隙的地方图像信号强度明显增加, 显示为一条“亮线”26, 结合微拉伸试验证实修复体粘接力大小与图像上的裂隙百分比之间存在相关性27。Bakhsh28使用 SS-OCT 成像技术对复合树脂-牙本质间的裂隙进行了量化研究。Ishibashi29使用
7、 SS-OCT 在口内对 132 个充填体进行了扫描分析, 对其边缘适合性和内部完整性做出评价, 发现其中缺陷的存在, 包括边缘悬突、内部孔隙以及复合树脂与牙本质之间的裂隙。接下来 Turkistani, Park30,31等人也在研究中证实了 SS-OCT 的可靠性。Nazari32,33使用 SS-OCT 对不同复合树脂聚合后内部存在的气泡进行了定量研究。OCT 技术也可以检测复合树脂修复体边缘的釉质微裂纹34。Schneider35等用渗透树脂修复釉质表面的脱矿区, 使用 OCT 技术进行监测, 将树脂渗透的过程可视化, 结果证实借助 OCT 可以优化操作技术。OCT 技术也有其自身的局
8、限性:如光源的选择标准不够统一, 成像深度浅等。由于 SS-OCT 的轴向分辨率在 1015m 左右, 目前还不能显示纳米渗漏。能否用于更广泛的临床应用也依赖于技术上的研究和改进。三、声发射 (acoustic emission, AE) 技术声发射技术是一种动态无创检测技术, 二十世纪 90 年代开始应用于口腔医学。主要用于检测全瓷冠裂纹36, 纤维增强的复合树脂贴面中的断裂37。Kim和 Okuno38研究不同粒径形态和填料含量对复合树脂材料力学性能的影响, 使用声发射技术推测出微裂发生在填料本身或填料和树脂基质界面。近来, 有研究证实声发射技术应用于实时监测复合树脂聚合过程中界面脱粘接的
9、有效性及可靠性。声发射技术可对样本进行动态检测、大面积检测。它的局限性在于不能检测静态存在的缺陷, 同样条件下也并不能完美再现裂纹的形成。此外, 声发射技术还受周围环境噪音影响, 在一定程度上限制了其应用。四、超声显微技术超声显微技术是基于脉冲声波在材料中的传播特征的变化进行缺陷评估的一项技术。超声波传播时, 若遇到不同声阻抗介质界面, 部分超声能量将会被反射, 反射能量的大小与界面两侧介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。利用这种特性, 可对材料组织状态、缺陷进行检测。Peck 在上世纪八十年代使用超声显微镜观察釉质龋, 结果显示超声显微镜下龋损区与偏光显微镜和 X 线显微照相术观察到的
10、范围相似, 且对于小的矿化差异更加敏感45。日本学者使用漏兰姆波装置 (超声无损检测技术中的一种) 测量了离体牙上牙本质和牙釉质的厚度46。Raum 等人使用超声显微成像技术观察到不同介质中牙体组织表层和表层下的弹性特征47。Denisova 使用超声显微镜检测出了水门汀和牙本质粘接界面的特征, 证实了超声无损检测在评价牙科材料方面的潜力, 并对应用超声无损检测原理开发新的诊断技术和仪器以应用于临床的可能性进行了展望48。Shelke49使用超声显微镜对人尖牙及牙槽骨进行成像, 动态、无创地获得牙体硬组织及皮质骨的声学特征。目前, 超声显微检测技术在口腔医学领域应用的报导相对比较少。一方面,
11、其仪器探头结构、尺寸还不适用于口腔内的操作。另一方面, 对于表面形态不平整, 各向异质的组织来说, 结果分析较为复杂。以上几种无创技术均存在其局限性。为了更迅速、精确、无创地检测复合树脂修复体, 仍需进一步探索。在大多数体外研究中, 通常会使用传统的显微电镜观察法证实不同无创检测手段的有效性。也有人同时采用 Micro-CT 和 OCT 技术对复合树脂修复体进行检测, 发现二者所测得的缺陷百分比并不完全相同, 但二者之间存在相关性50。参考文献1 Sano H, Yoshiyama M, et al, Comparative SEM and TEMobservations of nanolea
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