四种漂白方案对纳米牙科复合材料颜色变化及显微硬度的影响

摘要

客观的．本研究的目的是比较纳米复合材料在四种漂白方案后的颜色变化和显微硬度。材料．25个样本由纳米复合树脂(Filtek Supreme XT)制成。标本被平均分成五组:漂白组和对照组，如下:G1:人工唾液在C;(对照)G2:过氧化氢(HP) 7%;G3:过氧化氢(HP) 35%;G4:过氧化脲(CP) 10%;过氧化脲(CP) 35%。用分光光度计采用CIELAB色标进行颜色测量。在表面进行维氏硬度测量。数据采用双向方差分析。结果．E、VHN入组均值差异无统计学意义，但贮存漂白前后VHN均值差异有统计学意义。结论．纳米复合材料样品在漂白后没有明显的变化(颜色和显微硬度)。因此，漂白后不需要更换修复体。

1.介绍

自海伍德和海曼介绍使用漂白剂来改善天然牙齿的外观以来，已成为一种流行的程序[1］．目前，漂白剂主要是基于过氧化氢(HP)或其化合物，如过氧化脲(CP)。漂白剂通过将过氧化物分解成不稳定的自由基来美白牙齿结构。这些自由基通过氧化或还原反应进一步分解成大的色素分子。氧化/还原过程会改变牙齿内相互作用的有机物质的化学结构，从而引致牙齿变色[2，3.］．然而，漂白剂的应用会影响人的牙齿和修复材料。

漂白对牙科修复材料的一般影响最近已进行了综述[4］．由于其有机基质，复合树脂材料尤其比惰性金属或陶瓷修复体更容易发生化学变化[5］．虽然在牙齿结构上应用低浓度的CP会造成最小的表面变化[6，7]，然而高浓度的溶液会改变牙釉质表面[8］．漂白剂也会使现有复合修复体的表面恶化，并诱导细菌粘附[9］．

漂白剂的使用是广泛的，但是研究漂白剂处理对修复材料显微硬度的影响的研究报告的结果相互矛盾[10- - - - - -14］．

CP(家庭漂白)对表面显微硬度的影响与材料有关[13，15- - - - - -17］．证实了玻璃离子水泥在接触15% CP后表面显微硬度显著增加[17，18］．然而，漂白剂使复合材料的显微硬度显著降低[11，12］．复合树脂应用15% CP后表面显微硬度无明显变化[17］．然而，其他研究表明漂白剂并不能降低修复材料的显微硬度[19，20.］．

漂白剂可能会影响现有复合修复体的颜色。聚酸改性复合材料的颜色变化一般高于杂化和宏观填充复合材料记录的颜色变化。因此，漂白剂对修复材料颜色的影响是物质依赖的[21］．

多项研究表明，过氧化氢基漂白剂对牙科修复材料的影响。总的来说，这些研究表明漂白剂的作用是轻微的，在临床上不显著的，因为复合树脂表面有轻微的粗糙。漂白剂不会明显改变牙齿颜色的修复材料的颜色[22］．

最近，介绍了一种初次填充尺寸为5-20 nm的纳米填充树脂复合材料[23］．一种复合牙科填充材料，可用于口腔的所有区域，具有高初始抛光度和优异的抛光固位性(典型的微填充)，以及适用于高应力修复的优异力学性能(典型的混合复合材料)[24］．由于这些特性，纳米填充复合材料的漂白剂变化较小。其表面性能可能与杂化复合材料不同。

虽然有一些关于家用漂白系统对复合材料的影响的报告[25，26]，有关室内漂白技术对修复材料的影响的研究甚少[4，11］．关于漂白体系对微杂化和纳米填充复合树脂的影响的文献资料有限。因此，本研究的目的是评估四种漂白方案对纳米填充复合树脂的颜色变化和显微硬度的影响。

2.材料和方法

研究中使用的光固化复合材料是Filtek Supreme(批号6BN ET-2181/01, 3M ESPE, Dental Products St. Paul, Minn, USA1）.

为了进行颜色和显微硬度测量，在金属模具中制作了直径为8mm、厚度为1mm的试样。将复合树脂装入模具中，上下表面覆盖醋酸酯基体条。通过基于LED (LEC 1000, MM Optics, São Carlos, SP，巴西)的光固化单元(LCU)，在40秒内对样品进行光固化。在复合树脂光固化前标定LCU，功率密度为500 mW/cm²使用功率计(Fieldmaster, Coherent-model调频,设置WX65,部分33 - 0506,美国)。

光固化后，标本从模具中取出并放置在蒸馏水24小时，以确保完全聚合。

2．1．颜色测量

初始定量颜色(E)使用分光光度计进行测量(Pocket)Pro, PocketSpee technologies Inc.，丹佛，科罗拉多州，美国)。在基线测量期间，对每个样品进行三次测量，并计算读数的平均值。采用CIE实验室均匀色标计算各样品的平均值。

总色差的大小用一个数字表示＝,在那里代表光明,redness-greenness和yellowness-blueness。这个公式提供了数字数据，代表了两个物体之间感知到的颜色差异。

将标本随机分为5组(）：

(我)组1:贮存于人工唾液中当了三个星期的监工;(2)第二组:标本用7%的双氧水处理，每天4小时，持续2周;(3)第3组:标本用35%的过氧化氢处理(3次，每次30分钟，间隔一周);(iv)第4组:标本用过氧化脲(10%)处理，每天4小时，持续2周;(v)第5组:标本经35%过氧化脲处理(3次，每次30分钟，间隔一周)。

在试验期间，试样保持在和100%的相对湿度。活性处理期后，每天用蒸馏水冲洗标本以去除漂白剂，并储存在人工唾液中。在漂白方案结束时，如前所述，得到了对照组和试验组的颜色变化测量值。所有标本测量三次，计算平均值。

2．2．显微硬度测量

固化和储存24小时后，所有样品的顶部表面然后用3个连续系列(中等、精细和超精细)sofl - lex磁盘(3M ESPE)和一个低速手机抛光。将标本随机分为5组()，如已报告的颜色评估。

将试样吸干，放置在Micromet 2100显微硬度计(Buehler, Lake Bluff, Ill, USA)压痕下。通过压头施加50g负载，停留时间为30秒。这种方法依赖于通过测试机器的显微镜观察表面压痕。每个压痕的对角线长度直接从测试机上的显微镜的刻度目镜测量。在每个试样的上表面随机做四个压痕，并计算其显微硬度的平均值。在聚合后24小时(基线)，在同一试样上进行漂白(3周)，测量显微硬度。

2．3.统计分析

数据采用Stata软件(Stata统计软件:Release 8.0, College Station, Stata Corporation, Tex, USA)进行方差分析(ANOVA)，水平显著性为5%。

3.结果

3．1.颜色测量

表格2显示了的意思不同组的值。结果显示，组间差异无统计学意义(）.的结果表明，四种漂白方案对纳米填充复合树脂Filtek Supreme XT (3M ESPE, Dental Products St. Paul, Minn, USA)的颜色均无显著影响。

对比五组中每一组的平均颜色变化，可以看到它们是均匀的，这一发现可以指出使用这四种漂白方案的结果是相同的(图)1）.

3．2．显微硬度测量

标本在基线和漂白后VH的平均值和标准差见表3.和4．VH值(基线和漂白后)差异有统计学意义(）.储存和漂白后的VH值明显低于基线值。

所有的溶液，无论是储存(人工唾液)或处理(漂白剂)都会影响修复材料在所有水平上的VHN。然而，人工唾液储存和漂白方案显著降低了所有组的VHN平均值。

漂白后的样品，即HP(7%和35%)和CP(10%和35%)处理的样品，以及阳性对照的样品，VHN值相似。因此，在漂白方案后，各组间无显著差异。这个数字2显示基线和漂白后的显微硬度结果。

4.讨论

“美白牙齿”是当今牙科患者最普遍的审美要求，牙齿美白是实现这一目标的一种相对无创的方法。随着牙齿漂白的流行，漂白对牙齿材料美观的影响必须被考虑。这使得试图在牙齿修复体和邻近的牙齿结构之间建立和保持良好的颜色匹配的过程变得复杂。使用漂白作为美白治疗时，必须关注修复体的化学结构和形态结构的变化[8，26，27］．

目前的牙齿漂白技术主要是基于过氧化氢或其前体的氧化作用，这些前体通常与活化剂(如热或光)结合使用。商业牙齿漂白产品通常以凝胶形式制造，可以在牙科诊所进行专业管理(办公室漂白)或患者在家里使用托盘(家庭漂白)。目前可用的美白剂通常分别基于6-20和25%-40%的过氧化氢凝胶，用于家庭和办公室美白[8，27］．

寻求漂白治疗的患者可能会使用不同种类的美学修复材料进行牙齿修复。由于漂白而产生的化学软化可能会影响这些材料的临床耐久性。对现有修复体进行剧烈的颜色变化可能会损害美学;因此了解漂白剂对修复材料颜色的影响是很重要的。漂白剂和修复材料之间的相互作用具有临床意义，因为患者可能会注意到颜色的变化[17，21］．

使用漂白剂后，牙齿美白是由于自由基氧化有机物[3.］．对于牙科复合树脂，漂白剂可能对树脂基体、填充物或两者都有影响。但是填料基本上是玻璃或陶瓷，因此双氧水对填料的影响很小。相反，通过集中或重复使用过氧化氢，树脂基质可能会发生化学降解[28］．

一些研究评估了漂白对牙齿硬组织的影响[7，29- - - - - -32］．最近发表的一篇综述表明，牙齿漂白剂可能对牙齿修复材料有负面影响。影响包括表面形态的变化，以及化学和物理性质的变化[4］．雅尔辛和古尔干[26结果表明，牙齿有色修复材料的光泽度明显降低。因此，当这些修复存在时，漂白剂不应任意使用。

然而，由于文献中有争议性的发现，需要进一步研究牙科材料的物理性质和表面形态的影响。一些作者报道了修复材料在漂白后的显微结构变化和硬度下降[13，25]，而其他研究只发现轻微变化或没有变化[13，33，34］．此外，办公室解决方案和两者、牙齿和修复之间的相互作用仍然令人担忧，一旦过高的过氧化氢浓度可能会恶化可能的有害影响[35］．

这一说法与Monaghan等人一致[36，37高浓度的办公室漂白系统会影响复合树脂的颜色，而低浓度的家用漂白系统则不会。

库利和伯格[38]评估了复合树脂在暴露于10%过氧化脲凝胶后表面硬度、粗糙度和亮度的变化，发现这三个参数在暴露后显著增加。Cullen等[39]报道了10%过氧化脲和30%过氧化氢对高填充复合树脂的拉伸强度无显著影响。而微填充复合树脂在30%过氧化氢的作用下，拉伸强度明显降低。Canay和Cehreli [21结果表明，10%过氧化氢比10%过氧化脲提供了更多的复合树脂的颜色变化，且所有复合树脂在过氧化氢溶液漂白后的颜色变化均可临床肉眼检测到。Lima等[40结果表明，16%的过氧化脲降低了杂化复合材料表面的显微硬度，与使用的光源类型无关。

本研究中使用的漂白方案对被测材料的颜色变化和显微硬度没有任何显著影响。这些发现与Kim等人的结果一致[28其中牙齿美白膜和美白带对牙齿复合树脂颜色和表面粗糙度的影响可以忽略不计。不同类型的复合树脂，无论是纳米填充树脂还是微杂化树脂，在颜色变化和表面粗糙度上没有差异。在其他研究中[17， 15%过氧化脲对所有被测复合树脂(Filtek Z-350和Filtek P-60/3M ESPE)的表面显微硬度均无显著影响，且15%过氧化脲对表面显微硬度的影响与材料有关。

纳米填充复合材料被开发用于口腔的所有领域，具有高初始抛光和优良的抛光保留(典型的微填充)，以及适用于高应力承载修复(典型的混合复合材料)的优异力学性能。本研究使用的是近期的牙色修复材料。这种修复材料的结构或组成的变化可能提供了更抗漂白处理的表面[19］．复合树脂Filtek Supreme(3M ESPE)作为纳米填充复合材料的平均粒径为0.6-1.4微米。这可能是Filtek Supreme的另一个原因(3M ESPE)填料粒径越小，抛光效果越好，漂白剂的作用越小。

漂白后的结果表明，漂白对复合树脂的颜色和显微硬度没有影响，即使在使用7%的过氧化氢和10%的过氧化脲超过14天(家庭漂白)4小时之后，甚至在使用35%的过氧化氢和过氧化脲超过30分钟之后(办公室漂白)。这些结果与以前对低浓度过氧化脲漂白产品的研究一致[21，28而对高浓度漂白剂则不适用。

低浓度10% ~ 16%过氧化脲凝胶对修复复合材料表面显微硬度的影响存在争议。在一些研究中，复合树脂的软化与家庭漂白凝胶的应用有关[25，41］．其他调查显示硬度没有明显变化[10，42]，因为使用了家用漂白凝胶，甚至增加了表面硬度[13，43］．办公室牙齿增白剂(35%过氧化脲或35%过氧化氢)对复合材料的硬度和抗拉强度无显著影响[44，45］．

如此大的数据差异表明，一些牙齿着色修复材料可能更容易改变，而一些漂白剂更有可能导致这些改变[46］．这些研究之间的差异可能是由于实验方法和所用漂白剂的不同[47，以及使用的修复材料[13］．漂白剂更换的频率也可能导致研究结果的差异。在本研究中，漂白产品使用临床相关的漂白制度，根据制造商的说明。家居漂白的申请时间为每天4小时，办公室漂白的申请时间为每天30分钟。这与其他几项漂白研究不同，在这些研究中，材料连续暴露于漂白产品数日，以模拟随时间的累积效应[11，12］．

体外研究在试图模拟临床条件方面是有限的。研究表明，漂白产品中的过氧化氢水平在使用过程中会耗竭，这取决于体内情况[47］．在这项研究中，漂白剂在漂白剂处理过程中没有被稀释或用任何水含量如唾液或蒸馏水缓冲，而在大多数其他研究中[13，44- - - - - -46］．仅在漂白后，标本保存在人工唾液中。将复合标本保存在唾液中，以模拟临床情况。可以想象，在唾液中的储存可能通过在修复材料上形成唾液表面保护层来改变或减弱增白剂的影响[48］．

牙齿的漂白机制是，活性物质(过氧化氢溶液)可以自由地流过牙釉质和牙本质，氧化牙齿中的色素[49］．本研究结果表明，复合树脂漂白后的颜色变化可能是由于试样表面的清洗，而不是由于试样本身的颜色变化。

虽然漂白剂可以成功地去除复合树脂表面的染色，但它们不会漂白复合树脂，而可以有效地漂白牙齿[6，50］．因此，在漂白后，复合树脂修复体可能与周围漂白的牙齿结构不匹配。此外，漂白还会增加复合树脂的表面粗糙度;因此，漂白后的修复可能更容易着色[13，16］．应谨慎使用漂白剂去除复合树脂修复体表面的外部污渍。

比色学是色彩科学的一个分支，它基于从物体感知到的颜色的数字表达。在评估色差时，通常使用两种颜色系统:孟塞尔颜色系统和国际eclairage标准委员会(CIE实验室)颜色系统。美国牙科协会推荐使用CIE实验室色差系统[51］．根据这个体系，自然界的所有颜色都是由红、蓝、绿三种基本颜色按不同比例混合而成的[21］．

为了标准化和可重复性评价修复材料的颜色变化，使用色度计进行分析按cielab系统计算的价值[52，53］．有人声称，在口腔的临床条件下，DE颜色差异被报道是相关的，只有当高于3.3时才能被感知到[54]或3.6 [55］．本研究采用CIELab系统。

根据本研究的结果，可以总结出在办公室内漂白后，不需要更换所测试的修复材料。Polydorou [20.]说，除了涉及美学的情况外，没有充分的理由表明修复的替换。因此，应提醒患者，现有的复合修复体在漂白后可能与天然牙齿不匹配，可能需要更换。

5.结论

研究结果表明，纳米填充复合材料在漂白(家庭漂白和办公室漂白)后的颜色变化和显微硬度没有明显或显著的变化。因此，漂白后不需要更换修复体。

致谢

作者感谢巴西3M ESPE公司提供了用于这项研究的纳米填充复合树脂，并感谢巴西São Paulo大学São Carlos物理研究所使用来自生物光子学实验室的分光光度计。这项研究得到了CAPES/Brazil和São Paulo State University (UNESP)， Araraquara School of Dentistry, Brazil的支持。

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