问题
听说贴在前牙上的树脂没过多久就脱落了,担心是不是在粘接树脂时没有用光充分固化,导致内部固化不足。想了解用光固化树脂的过程到底起什么作用,为什么会被如此重视。
简短回答
用光使树脂固化的过程(光固化)是这样一种原理:树脂中的特定成分必须吸收特定波长的光,固化反应才会开始。如果这种光没能充分到达材料深处,表面看起来虽已固化,内部却可能固化不足,导致强度下降。因此厚度与光线到达的程度是决定树脂最终物理性能的重要条件。不过树脂脱落除了固化程度之外,粘接当时的湿度控制,以及该部位所承受的力量大小等条件也会共同起作用,所以仅凭脱落这一事实,并不能断定是内部固化不足,或治疗过程存在问题。实际原因需要到牙科直接检查才能确认。
为什么会这样?
光使树脂固化的原理
复合树脂(一种做成接近牙齿颜色的粘接型充填材料)中含有光引发剂(吸收光线后启动固化反应的成分)。这种成分必须吸收牙科光固化机发出的蓝光(波长约为400~500纳米)才能被激活,进而引发反应,把接近液态的树脂成分像链条一样长长地连接起来。随着这一反应进行,树脂会从柔软的状态变为坚硬的固体。也就是说,树脂并不是随着时间推移就会自行固化的材料,而是必须充分接受特定波长的光才会固化,光线未能到达的部分,反应本身不会启动,会保持柔软状态。
越厚,光线越难到达内部
问题在于,这种光线越往树脂表面深处走就越急剧减弱。单次堆叠的厚度越大,到达底部的光量就呈指数级减少,即使表面附近充分固化,超过一定深度后固化程度(聚合转化率,表示树脂转变为坚固结构的程度的数值)也可能大幅下降。因此,除非是专为一次性厚层填充设计的特殊产品,临床上通常会将单次堆叠的厚度限制在2mm以内,并采用分层填充、逐层照光的方法。光固化机发光的顶端越贴近牙齿表面、越垂直照射,光线就能穿透得越深,所以如果这个顶端倾斜或远离牙齿,即使照射时间相同,到达内部的光量也会减少。
另外,要想充分固化,光强度与照射时间相乘所得的总能量(辐射曝光量)必须达到一定水平以上才能传递到位,要使1.5~2mm厚的一层树脂充分固化,根据产品和色调不同,至少需要6~24 J/cm²范围内的能量。颜色越深或越不透明的树脂,光线被散射和吸收的程度就越大,即使厚度相同也需要更多能量。
固化不足会降低强度,固化过程中的收缩也会同时起作用
光线未能充分到达的部位,聚合转化率(单体转变为坚硬高分子的比例)较低,可能不如充分固化的部位坚固。除此之外,树脂在固化过程本身就会发生体积收缩2%~5%左右,最多可达7%的聚合收缩,此时牙齿与树脂粘接的界面会产生最大可达18 MPa的应力。如果这种应力超过粘接力,界面就可能出现微小间隙(微渗漏,指细菌或唾液可以进出的狭小缝隙),严重时可能导致粘接开裂或树脂脱落。也就是说,树脂能有多坚固、能维持多久,是光线到达深度与固化过程中产生的收缩共同作用的问题。
仅凭脱落无法断定原因
前牙树脂脱落,并不意味着原因一定出在固化不足上。粘接当时是否混入了唾液或水分、牙齿表面处理是否充分、之后该部位是否反复受到较强的力量,这些都会影响树脂的固位。实际上,无论是用树脂填补前牙缝隙的情况,还是用树脂粘接破损前牙的情况,都说明如果力量反复集中在同一点,粘接界面就可能开裂或树脂脱落。固化程度是否不足,还是与其他条件叠加在一起,仅凭外观很难分辨,因此有必要让牙科直接检查脱落的树脂和剩余牙齿的状态。
