作者：白庆红，朱 松，吉林大学口腔医院修复科
光固化复合树脂目前已被广泛应用于牙齿缺损的修复治疗中。相较于传统充填材料银汞合金，复合树脂具有更加美观、操作方便、毒性较低等优点。牙本质粘接剂中的单体是其主要成分，对于粘接耐久性和稳定性具有至关重要的作用。本文从多用途单体的结构、作用机制、在牙本质粘接剂中的应用等方面进行综述，并对未来单体的设计趋势和面临的挑战作出展望。
1. 树脂-牙本质粘接界面现状
目前牙本质粘接主要机制是树脂单体渗入脱矿牙本质胶原纤维网间隙内， 形成稳定的混合层(hybird layer，HL)。对于酸蚀-冲洗模式，由于树脂渗透深度小于牙本质脱矿深度，在牙本质表面深层存在脱矿的胶原纤维，当暴露于水或酸蚀处理时，内源性基质金属蛋白酶( matrix metalloproteinases，MMPs)和半胱氨酸组织蛋白酶(cysteine cathepsins，CC)被激活，脱矿的胶原纤维被裂解为3/4-N 端多肽和1/4-C 端多肽，这是粘接界面的初始酶解部位。
此外，水解也是粘接界面面临的一大挑战，水的存在促进甲基丙烯酸酯材料中酯键的化学水解，水解后的羧酸酯和醇降解产物更具亲水性，进一步增加了局部水的进入。随着时间的推移，甲基丙烯酸酯聚合物的局部区域会继续软化、塑化，出现链断裂，接触唾液中酯酶和变异链球菌的酯酶，从而加速酯键水解。降解的酸性产物会促进致龋细菌生长繁殖，变形链球菌毒力因子增加，牙体硬组织脱矿，从而导致继发龋和边缘渗漏，因此粘接剂中应用新型多用途单体，提高聚合物的稳定性将减少粘接界面的退变。
2. 多用途单体
2.1 10-甲基丙烯酰癸氧基磷酸酯(10-methacryloy-loxydecyldihydrogen phosphate，10-MDP)
10-MDP 是目前临床应用较广的功能性单体。它的主要特征是：(1)单体的一端是甲基丙烯酸酯基团，使单体之间能够通过共聚结合在粘接剂的聚合物中。(2)另一端是亲水性磷酸酯基团，两个磷酸根基团在水溶液中解离出H+，使牙本质脱矿，然后磷酸根可以与羟基磷灰石(hydroxyapatite，HAp)的Ca2+ 结合，形成稳定的MDP-Ca 盐，实现微机械锁结。(3)长碳间隔基团，有效地防止了甲基丙烯酸酯和磷酸酯基团之间的空间位阻，同时使10-MDP 具有疏水性。
MDP-Ca 盐通过机械作用保护粘接界面内脱矿后暴露的胶原纤维网。然而很少有人关注到10-MDP 的降低MMPs 活性作用，10-MDP 和MDP-Ca盐均可与MMP-9 的催化结构域结合，从而抑制MMPs 活性。MMPs 识别的主要子位点是特异性S′1，MDP-Ca 与MMPs 通过活性位点间隙的范德华力以及S′1活性位点的氢键相互作用。此外，牙体硬组织脱矿是
MDP 渗透胶原纤维，通过破坏氢键解开螺旋结构，并最终固定在胶原内，充当巨大的胶原磷蛋白(huge collagenous phosphoprotein，HCPP)，HCPP 通过静电吸引钙和磷酸盐，与单独胶原蛋白的化学磷酸化修饰只能诱导胶原外矿化相反，MDP 结合的胶原蛋白，无需NCPs 以及其他聚合物添加剂，即可诱导胶原纤维内矿化。Zheng 等将脱矿牙本质样本置于人工唾液中孵育，观察得出结论，经过MDP 再矿化的脱矿牙本质的机械性能可以完全恢复到正常牙本质的水平。
综上所述，10-MDP 不仅作为酸性功能性单体被广泛应用，而且还具有促进脱矿牙本质再矿化以及抑制粘接界面酶活性作用，但10-MDP 对水解敏感。
2.2 双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]磷酸酯
由于10-MDP 的良好作用，许多研究者通过合成类似物以期望具有多种功能。双[2-(甲基丙烯酰氧基) 乙基] 磷酸酯( bis [2-( methacryloyloxy)ethyl]phosphate，BMEP)是一种稳定的可聚合单体，单体两端为甲基丙烯酸酯基团，中间含有磷酸基团，能够与其他甲基丙烯酸酯单体相聚合，具有低pH值、亲水性和短碳链的特性。不仅能有效酸蚀牙本质，更好地渗透胶原纤维之间的空间;还能够有效地抑制MMP-2 和MMP-8 活性。
Alkattan 等将15%或40%(质量分数)的BMEP 替代甲基丙烯酸羟乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA)配制成粘接剂，pH 值为1.46 或1.74，能够提升即刻和老化后的微拉伸粘接强度(microtensile bond strength，μTBS)，且在水储存老化6 个月后通过纳米渗漏测试，粘接界面的封闭性和稳定性较好。
丁香酚作为一种具有抗菌特性的材料，当与氧化锌联合使用时，常用于口腔临时填充材料和根管治疗的消毒剂，但缺点是游离的酚基团抑制树脂类材料中甲基丙烯酸酯基团的聚合反应。通过引入可聚合的甲基丙烯酸酯基团修饰丁香酚的化学结构，可以使丁香酚衍生物参与自由基加成聚合反应。这种甲基丙烯酸丁香酚( eugenylmethacrylate，EgMA)，对顽固性根管感染致病菌，如粪肠球菌、变形链球菌表现出内在的抗菌活性，对牙髓细胞有着较低的细胞毒性。不仅可以在固化前充当消毒剂，减少临床就诊时间;而且固化后的粘接剂抑制口腔和根管细菌在其表面的定植，已成功掺入粘接剂、玻璃离子水门汀、复合树脂材料。
Alkattan 等报道了一种多功能牙本质粘接剂，底涂剂包括BMEP，pH 值为1.74，粘接剂掺入不同浓度的EgMA，含20%(质量分数)EgMA 组即刻和老化后的μTBS 均高于对照组，并表现出较低的纳米渗漏。同时，用MTT 法(methyl tetrazolium)测定EgMA 改性粘接剂处理24 h 和48 h 的人成纤维细胞活力，与对照组相比没有显著降低(P<0.05)。但该实验性粘接剂老化循环时间较短，更长时间的研究数据有待补充。
2.3 4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐(4-methacry-loxyethyl trimellitate anhydrate，4-META)
4-META 分子的一端为甲基丙烯酸酯基团，另一端为疏水性芳香基团，中间为功能性亲水性羧基，可提高润湿性。它是目前商品自酸蚀粘接剂的成分，例如i-Bond(Hereaus-Kulzer，Hanau，德国)和G-Bond(GC，Tokyo，日本)，该单体的黏附机制依赖于羧基在水中解离出H+ 与HAp 反应，使其表面溶解，释放的钙离子、磷酸根离子和氢氧根离子，在酸性溶液中饱和，沉积形成二水磷酸氢钙(dicalciumphosphate dihydrous，DCPD) 沉淀，但与10-MDP-Ca相比，它的溶解速度更快、分子稳定性较低。这是4-META 使用效能低于10-MDP 的关键原因。
通过临床研究，使用G-bond 粘接剂进行树脂修复后9 年，总体临床成功率为80.3%，通过回顾文献，进行meta 分析证实，基于10-MDP 的粘接剂较含4-META 的表现出更好的粘接性能。4-甲基丙烯酰氧基乙基偏苯三酸钙(calcium 4-methacryloxyethyl trimellitic acid，CMET)是通过钙离子取代4-META 中的两个羧基中的氢离子而产生的。它以单体和二聚体的形式存在，是低分子量亲水性单体。
Rao 等发现CMET 可以释放钙离子，与组织液中的磷酸根离子发生反应，形成HAp，诱导脱矿牙本质的再矿化，CMET 还可以抑制变异链球菌形成生物膜。研究者配制了含不同浓度CMET 的实验性粘接剂，在体外作用于大鼠成牙本质细胞样细胞(MDPC-23)，含0.5%CMET 组能够促进MDPC-23 细胞的增殖分化和修复性牙本质的形成，具有较好的生物功能性。
2.4 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-methacryloxyproyl trimethoxysilane，MPS)
三烷氧基硅烷基团，可水解为硅烷醇，在光酸诱导下，通过溶胶-凝胶反应相互聚合形成聚硅氧烷，此基团还可以在潮湿条件下，与羟基反应，然后，羟基发生缩聚反应，产生新的Si—O—Si 键和Si—O—C 共价键，在现有聚合物结构中形成新的交联，具有自增强的作用，从而提高粘接剂的机械性能和水解稳定性。
在低pH 值(pH<3)时，甲氧基硅烷基团缩合速率低于水解速率，中性pH 值时则缩合速率高于水解速率，这有利于粘接剂在口腔环境中的自增强作用。MPS 具有两种类型的官能团，单体的一端是甲基丙烯酸酯基团，另一端是三甲氧基硅烷基团，为模拟口腔的潮湿环境，设计了一种含有MPS、双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(bis-phenol A diglycidyl-methacrylate，BisGMA)、HEMA 的酸蚀-冲洗模式粘接剂，具有以下优点：
(1)促进树脂单体向脱矿牙本质渗透。
(2) 三烷氧基硅烷基团水解为硅烷醇，然后通过缩合反应与其他硅烷醇形成共价键，三烷氧基硅烷基团也可与水、BisGMA、HEMA 反应，进而被羟基取代，随后，羟基发生缩聚反应，产生新的Si—O—Si 和Si—O—C 共价键，在现有聚合物结构中形成新的交联，提高粘接界面的机械性能和耐水解性。
(3)防止共聚物的早期固化，因为早期固化会降低分子链流动性、自由基聚合和溶胶-凝胶反应。
(4)高效液相色谱还证实，固化后粘接剂中的HEMA 浸出量显著降低，表明形成的聚合物耐水解性能增强。
(5)循环加载过程模拟口腔情况，实验性粘接剂在5 次循环过程后，杨氏模量增加，提示材料具有一定的抗变形能力。未来还需要探索光的强度和照射时间、最适pH 值、生物相容性等，不断优化此类自增强粘接剂。
3. 未来单体设计趋势
粘接剂单体未来应朝着更高效、更安全、更耐用的方向发展。功能单体通常包含至少一个可聚合基团，例如甲基丙烯酸酯官能团，它们能够与粘接剂中的常用单体发生聚合反应。此外，这些单体还具有润湿和脱矿牙体组织的能力，通过与HAp 和(或)胶原纤维的相互作用，例如10-MDP 和4-META 中的酸性基团，它们能够促使牙体组织脱矿，并与HAp中的钙离子发生反应。此外，还可以探索引入其他功能性基团，从而具有抗菌性、抑制MMPs 活性等。
4. 小结与展望
由于复合树脂是目前治疗龋齿充填最常用的材料，因此提高树脂-牙本质粘接界面的耐久性和稳定性是十分重要的。目前粘接剂已经发展到了第8代，但树脂-牙本质粘接界面的降解、微渗漏和对牙髓的负面影响仍是影响树脂-牙本质粘接修复效果的主要原因。因此，大量研究致力于对粘接剂单体进行改性以赋予多种功能，或加入功能性成分。然而加入新成分的配比、添加方式、各类物质之间的平衡、细胞毒性则是面临的几大问题。
未来的研究将致力于探索粘接系统的最佳成分配比，以实现最佳的粘接效果和功能性的平衡。同时，多用途单体的协同效应也是研究的重点，例如将BEMP 与EgMA 结合使用，这种组合不仅能发挥BEMP 的酸性单体特性，有效酸蚀牙本质并抑制MMPs 活性，还能利用疏水性EgMA 的抗菌性能。这些研究将推动开发出更稳定、性能更卓越的口腔粘接剂，以满足临床需求。
来源：白庆红，朱松.牙本质粘接剂新型多用途单体的研究进展[J].口腔医学，2025，45(06)：456-459.DOI：10.13591/j.cnki.kqyx.2025.06.011.
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