纳米树脂颜色及透光率的老化因素分析

纳米树脂颜色及透光率的老化因素分析
丁婕;王少海;韩建国
【摘要】目的:利用紫外线加速三种纳米树脂材料老化,探讨老化后颜色及透光率的变化.方法:分别采用3M Z350A2、A3色;Shofu BeautifulⅡA2、A3色;Clearfil Majesty A2、A3色纳米树脂各制作3个盘状试件.利用分光光度仪测量初始CIEL*、a*、b*值及透光率t值,然后将各组树脂试件放置于紫外线下照射刺激老化8、16、24h后,测量每个照射时间后的颜色及透光率的数值.结果:各组树脂试件经紫外线老化刺激后均产生了颜色的变化.照射24h色差值达到最大值,3M组色差值最
大,Clearfil组色差值最小、在色差值△E＜3以内的临床可以接受范围.各组透光率
值变化较小.结论:紫外线老化刺激能够引起纳米树脂颜色改变,但透光率值变化不大.【期刊名称】《口腔颌面修复学杂志》
【年(卷),期】2016(017)003
【总页数】4页(P161-164)
【关键词】纳米树脂;紫外线照射;颜色;透光率
【作者】丁婕;王少海;韩建国
【作者单位】徐州医学院口腔医学院江苏221000;第二军医大学附属长海医院口
腔科上海200433;徐州医学院口腔医学院江苏221000
【正文语种】中文
【中图分类】R783.1
纳米填料复合树脂具有简单快捷的美学修复效果，最大程度满足了患者保存牙体组织、相对便宜价格的要求。

随着树脂材料的使用，不可避免的会发生各种老化现象。

1801年德国科学家发现了紫外线，它具有灭菌保健作用、同时也会发生降低免疫功能或使材料发生光诱导氧化反应[1-4]。

本实验采用紫外线人为照射加速老化三
种纳米树脂，通过颜色及透光率值产生的变化，对紫外线老化树脂做一研究分析以期指导临床。

1.1 主要实验材料和设备三种光固化纳米脂：Filtec Z350 A2、A3色(3M ESPE，美国) BeautifulⅡA2、A3色(松风，日本)；Majesty A2 A3色(Kuraray Clearfil，日本)，mini LED F0261型光固化机(赛特力，法国)，上棱牌游标卡尺(海恒胜工具有限公司)，SUS201不锈钢金属垫(坚威五金有限公司)、韩国鹰牌水砂纸(恩泽(天津科技有限公司)，10W紫外线灯(飞利浦，日本) Ci7600台式分光光度仪(爱色丽，美国)。

1.2 试件的制作与分组选取内径为1cm、2mm的不锈钢金属垫片安放于洁净的载玻片上，用调拌刀分别将树脂填入垫片中间，上覆聚乙烯薄膜覆盖(防止氧阻聚层
的形成)，用相同的载玻片把填入的树脂在垫片内压平，用光固化灯将树脂双面各
照射40sec，取出直径为1cm、高2mm的树脂圆盘状试件，试件表面用800目、1200目、2000目水砂纸依次打磨抛光，试件厚度用游标卡尺控制在
2.0±0.02mm。

试件如下分为六组，A组：Filtec Z350 A2色；B组,Filtec Z350 A3色；C组，BeautifulⅡA2色；D组，BeautifulⅡA3色；E组，Majesty A2色；F组，Majesty A3色。

每组相同方法制作3个试件。

1.3实验方法试件经超声冲洗后置于黑暗干燥的环境中保存24h，首先进行测量颜色参数CIE L*、a*、b*值及透光率t值的初始值，测量前用厂家提供的方法进行
分光光度仪校正。

所有试件在暗室室温内于紫外线灯下照射，距离为10cm。

测量
试件在紫外线灯下照射8、16、24h后的CIE L*、a*、b*值及t值。

根据色差公
式△E*=[△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2计算照射不同时间后的色差值[5、6]。

1.4统计学分析应用SPSS 20.0统计软件包进行统计学分析，采用软件中分析-描
述统计-探索下检验数据正态性，正态数据以(±s)表示，两组数据采用Independent-Samples T Test进行颜色及透光率的数值比较；多组数据采用
One-Way ANOVA检验进行颜色及透光率的数值比较，检验标准α=0.05，P＜0.05为差异有统计学意义。

各种树脂经紫外线照射8、16、24h后的颜色变化△E见表1，△E整体变化趋势如图1，(M：3M、S：Shofu、K：Clearfil、2：A2、3：A3)，六组树脂试件经紫
外线老化刺激后均产生了颜色的变化如图2。

随着紫外线照射时间的延长，树脂色差值变化不一，各组总体照射24h色差值达到最大值，其中，24h后△E变化值
3M＞Shofu＞Clearfil。

3MA2组△E范围为4.99-5.91、3MA3组△E范围为
2.35-4.44、3M组主要表现为L*值的减小、a*值先减小后增大总体增大、b*值的增大；ShofuA 2组△E范围为2.74-4.86、ShofuA 3组△E范围为
3.995.08、Shofu组主要表现为L*值的减小、a*值先减小后增大总体增大、b*值的增大；ClearfilA2组△E范围为 0.99-2.29、ClearfilA3组△E范围为2.06-2.20、总体基本为L*值的减小、Clearfil组主要表现为L*值的先减小后增大总体减小、a*值的增大、b*值的增大。

其中ClearfilA2和ClearfilA3两组色差值△E＜3以内的临床可
以接受范围。

除Clearfil A3组，每种树脂三种老化时间后的△E值进行One-Way ANOVA检验差异有统计学意义(P＜0.05)。

各种树脂照射8 h后3MA2组△E值变化最大、Clearfil A2组△E值变化最小，除
3MA3和ClearfilA3组(P=0.197＞0.05)，SNK检验两两比较差异有统计学意义(P＜0.05)；照射16 h后3MA2组△E值变化最大、Clearfil A3组△E值变化最小，除Clearfil组间(P=0.097＞0.05)，SNK检验两两比较差异有统计学意义(P＜0.05)；
照射24h后3MA2组△E值变化最大、ClearfilA2组△E值变化最小、ClearfilA2
组△E值变化最小，组间两两比较中，Shofu组间(P=0.160＞0.05)和Clearfil组间(P=0.509＞0.05)差异无统计学意义，其余组间两两比较差异均有统计学意义(P＜0.05)。

各种树脂经紫外线照射8、16、24h后的透光率t值见表2，透光率变化范围从照射前的48.03-66.73至照射24h后的42.96-59.59，随着时间的延长，透光率变
化△t值逐渐增大，t值逐渐减小。

除ClearfilA3组，其余五组树脂试件经紫外线老化刺激后均产生了颜色的变化。

随着紫外线老化时间的延长，透光率t值越小。

老化24h后△t值达到最大，其中24h后△t变化值3M＞Shofu＞Clearfil，3MA2
组△t值最大、Clearfil A3组△t值最小。

除3MA2和ShofuA 3组，各组紫外线老化后透光率t值与照射前差异均无统计学意义。

不同照射时间后的t值进行One-Way ANOVA检验差异均无统计学意义(P＞0.05)，而且老化相同时间后各组间透光率t值进行SNK检验提示，除Shofu组间差异有统计学意义，其余组间透光率t值差异均无统计学意义(P＞0.05)。

利用紫外线老化刺激复合树脂，使其发生颜色变化的研究，一直是学者研究的重点。

紫外线主要来源是太阳，其是由原子的外层电子被激发后产生的，波长短于
290nm的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。

随着科技的进步和城市化的发展，空气中逐渐增多的化学物质破坏了大气层，使空气中的紫外线含量逐渐增加。

复合树脂光固化聚合后材料里残存的单体导致树脂材料不稳定，随着紫外线照射时间的延长，树脂内的C=C键氧化反应产生的黄色产物随之增多，树脂材料倾向于发生黄色的改变。

现在口腔研究颜色采用1976年国际照明组织委员会(CIE)公布的CIE1976L*a*b*
国际通用测色标准，L*表示明度，在0-100范围内；a*表示红绿度，+a*代表红色、-a*代表绿色；b*表示黄蓝度，+b*代表黄色、-b*代表蓝色。

有研究表明，紫
外线老化袭击后树脂材料发生L*值降低、a*和b*值的增加，即发生树脂亮度的降低，颜色朝红黄色发生改变[7]。

Wozniak[8]报道，紫外线老化刺激可使树脂表面变得粗糙而产生颜色改变，与材料的固化方式无关。

与本实验的颜色各数值变化结果相符。

根据《中国颜色体系》国家标准，彩色样本的色差值小于3.0是色差宽容度范围，临床可接受，本实验以△E小于3.0为人眼分辨最小色差值，临床可接受[7,8]。

3M组和Shofu组△E值超过3.0、Clearfil组△E值小于3.0，说明可乐丽菲露玛吉斯特具有较好的颜色稳定性。

Ertas等[9]研究报道，树脂基质中TEGDMA
具有强吸水性，不含TEGDMA的树脂能表现出较强的颜色稳定性。

UDMA具有
低吸水性和溶解性，又较单体Bis-GMA具有较强的抗染色能力。

根据厂家提供，3M具有Bis-GMA、TEGDMA和UDMA单体，Bea utifulⅡ具有Bis-GMA、TEGDMA单体，Majesty具有Bis-GMA单体。

本实验24h紫外线照射后色差值大小顺序为结果：3M＞Shofu＞Clearfil，与树脂所含单体成分具有的颜色稳定性相符。

颜色由彩度(Chroma)、色相(Hue)、明度(Value)构成。

色彩的繁多类型决定了色
彩三要素的不足，有研究提出，分析颜色时应在颜色三要素的基础上增加透光率构成颜色四要素的概念[10]。

树脂的透光率使修复体具有生动立体的层次性和通透性，使树脂更加的逼真耐用，是树脂修复成功的另一个重要因素，本实验所有树脂试件统一2mm厚度、统一抛光目数后采用分光光度仪，通过6mm测量孔径可同时测量透射光和反射光，可测出更加准确的直接透光率值。

本实验发现，原始透光率数据同厂家A2色大于A3色，与A3较A2色树脂调色基质较多颜色加深、增加基
质折射率有关。

对于△t，尚无统一的临床容忍度标准，但本实验进过紫外线老化后的透光率值变化不大，随机选取实验室人员进行目测对比照射前后透光率，90%
以上表示无明显变化。

数据统计学也说明纳米复合树脂具有较好的透光率稳定性，避免了修复后透白的死板色导致修复失败。

复合纳米树脂材料是一种新型的牙体修复生物材料，由二氧化锆与二氧化硅构成复合体具有高度的耐磨性和强韧的物理机械特性，改良了X阻射性，能提高修复美容度和治疗满意度[11，12]。

但也有研究发现，相较于普通树脂，纳米树脂在颜色稳定性方面无颜色稳定性优势，自制的POSS树脂具有低吸水性，具有更好的颜色稳定性[13，14]。

研制出颜色稳定性的纳米树脂已经成为亟待解决的热点问题之。

【相关文献】
[1] 吴波相．互吸引的能量[M].北京：现代出版社，2013：165
[2] 孙建英.口腔科手机三种消毒方法的比较[J].哈尔滨医药，2011，31(1):41-42
[3] 吴维，骆丹.Toll样受体与紫外线致皮肤光损伤及皮肤肿瘤[J].国际皮肤性病学杂志，
2013,39(1):59-62
[4] 胡行俊.紫外线与合成材料的光老化[J].合成材料老化与应用，2006，2:37-41
[5] 王立凯，刘亚男，郑淼，等.人工老化对不同厚度瓷聚体及不同类型树脂黏固材料颜色稳定性的影响[J].华西口腔医学杂志，2015，33(2)：201-205
[6] 张莘，章非敏，陈晨，等．紫外线照射老化树脂黏固剂对色素值及相对透明率的影响[J].华西口腔医学杂志，2009，27(2):175-177
[7] Paravina RD，Ontiveros JC，Powers JM．Accelerated aging effects on color and translucency of bleaching-shade composites[J].J Esthet Restor Dent，2004，16(2):117-126 [8] 罗云，巢永烈.不同品牌不透明瓷层厚度与遮色能力的研究[J].中华口腔医学杂志，1999，
34(2):116-118
[9] Hasegawa A,Ikeda I,Kawaguchi S.Color and translucency of in vivo natural central incisors[J].J Prosthet Dent,2000, 83(4):418-423
[10] 苏亚丽，王少海.天然牙与全瓷修复体光物理学特性及透光率[J].口腔颌面修复学杂志，2014,15(4):236-239
[11] 葛兰兰，陈贵敏.光固化复合树脂应用于前牙美容修复的临床研究[J].中国美容医学，2008，17(1):86-88
[12] 朱基标.纳米复合树脂材料和光固化复合树脂材料在前牙美容修复中的对比研究[J].健康必读，2013，12(5):245
[13] 谢海峰，张莘，朱晔.7种树脂基充填材料的颜色性能评价[J].华西口腔医学杂志，2009，
27(4):401-404
[14] 王冠春，谢伟丽，陈萌萌，等.POSS纳米填料对复合树脂与牙本质粘结强度的影响[J].口腔医学研究，2010，3:343-345。