No. 94818

5 ข้อ 2.50 คะแนน

Universal adhesives (UAs)

บทความ

Universal adhesives

                                                ผศ.ทพ.ดร. พิภพ สายแก้ว

ภาควิชาทันตกรรมหัตถการและวิทยาเอ็นโดดอนต์

มหาวิทยาลัยมหิดล

11 พฤศจิกายน 2565

 

            Universal adhesives (UAs) เป็นสารที่สามารถยึดติดได้ทั้งในระบบ etch-and-rinse, self-etch หรือ selective etch (multi-mode) นอกจากนี้บางบริษัทยังอ้างว่าสามารถใช้ได้กับทั้งงาน direct และ indirect (multi-purpose or universal) ได้อีกด้วย จากการที่สิทธิบัตรของ 10-MDP ที่เป็น functional monomer ที่สำคัญของบริษัท Kuraray Noritake หมดอายุ บริษัทผู้ผลิตอื่นๆจึงมีการปรับสูตรของสารยึดติดโดยการเติม 10-MDP เข้าไป อย่างไรก็ตามยังมี UAs ของบางบริษัทที่ไม่ใช้ 10-MDP เช่น บริษัท Kerr ที่ยังใช้ GPDM เป็น functional monomer อยู่

ความแตกต่างระหว่าง UAs และ all-in-one

นอกจากมีการนำเอา10-MDP มาเป็นส่วนประกอบ functional monomer หลักแล้ว UAs ยังมีความแตกต่างจาก all-in-one adhesive ในประเด็นอื่นๆอีก ได้แก่

  • ค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH)

หากแบ่ง adhesive ตาม pH จะสามารถแบ่งออกได้เป็น strong (pH<1), intermediate strong (pH~1.5), mild (pH~2), ultra-mild (pH³2.5) ซึ่ง adhesive ในระบบ all-in-one มักจะมี pH ที่ค่อนข้างต่ำเพื่อให้สามารถ demineralize enamel ได้ แต่จากการศึกษาพบว่า adhesive ที่เป็น strong pH จะมีประสิทธิภาพการยึดติดที่ไม่ค่อยดีนัก เนื่องจากความเป็นกรดที่สูง calcium และ phosphate ที่ถูก demineralize ไม่ได้ถูกล้างกำจัดออกภายหลังการทาเหมือน phosphoric acid เกิด calcium และ phosphate หลงเหลืออยู่บนผิวฟันและเป็นเสมือนกับ contaminants ที่ขัดขวางการยึดติดที่ดี ทำให้ปัจจุบัน adhesive กลุ่มนี้หายไปจากท้องตลาด ในส่วนของ UAs จะพบว่า pH ถูกปรับให้อยู่ในระดับ mild หรือ ultra-mild pH เกือบทุกยี่ห้อแล้ว

  • ปริมาณ hydrophilic content ที่ลดลง

ทั้ง HEMA และ solvent ต่างก็เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในสารยึดติด แต่ถ้ามีปริมาณมากจะทำให้ adhesive มีความ เป็นhydrophilic มากและอาจมีผลต่อการ polymerize ทำให้ความเข็งแรงของการยึดลดลง โดยใน UAs พบว่า ทั้ง HEMA และ solvent ถูกปรับปริมาณให้ลดลงเมื่อเทียบกับใน all-in-one adhesive

ประสิทธิภาพของ Universal adhesive

  • การยึดติดกับ enamel และ dentin

จาก systematic review พบว่าการยึดติดกับ enamel จะมีประสิทธิภาพที่ดีกว่าหากมีการ etch enamel ด้วย phosphoric acid ก่อน จึงแนะนำว่าควรใช้ UAs แบบ etch-and-rinse หรือ selective etch แต่กับ dentin พบว่าประสิทธิภาพของการยึดติดแบบ etch-and-rinse หรือ self-etch ไม่แตกต่างกัน ยกเว้น All Bond Universal ที่เมื่อใช้ในระบบ etch-and-rinse จะมีค่าแรงยึดติดที่สูงกว่า เนื่องจาก pH ของสาร ที่~3.1-3.2 นั้นไม่สามารถที่จะละลายเนื้อฟันและชั้นสเมียร์ได้ดีพอเมื่อใช้ใน self-etch mode อย่างไรก็ตามจากการศึกษาทางคลินิกของ Perdigao เป็นเวลา 5 ปี โดยใช้ Scotchbond Universal (Single Bond Universal) พบว่าการใช้ adhesive ใน self-etch mode ให้ผล retention rate ที่ต่ำกว่าการใช้แบบ etch-and-rinse และ selective etching           จากที่ได้กล่าวไปจะพบว่า UAs มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นกว่า all-in-one และสามารถใช้งานแบบ multi-mode ได้ แต่อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพของ UAs ก็ยังคงด้อยกว่า 2-steps self-etch หรือ 3-steps etch-and-rinse ที่มีผลสำเร็จของการศึกษาในทางคลินิกที่ดีกว่า

วิธีการใช้งาน UAs ให้มีประสิทธิภาพดีที่สุด

Bond to enamel

            หากต้องการที่จะ bond กับ enamel การทา phosphoric acid ก่อน จะให้ผลที่ดีกว่า ไม่ว่าจะมีการกรอผิวฟันร่วมด้วยหรือไม่ก็ตาม แต่หากต้องการใช้ใน self-etch mode กับ uncut enamel จะต้องมีการกรอผิว enamel เพื่อกำจัด aprismatic layer ออกก่อน จะช่วยให้ etching effect มากขึ้น ส่งผลให้ได้แรงยึดที่สูงขึ้น

Bond to dentin

  • การเป่าลมให้นานขึ้น (prolonged air-blowing time)

การเป่าลมเป็นขั้นตอนที่สำคัญ คำแนะนำของบริษัทส่วนใหญ่ระบุว่าหลังการทา adhesive ให้เป่าลมอย่างน้อย 5 วินาที หรือเป่าลมจนไม่เห็น liquid movement ซึ่งอาจจะไม่ชัดเจนว่าต้องเป่านานเท่าไร จากการศึกษาของ Fu และคณะ เปรียบเทียบการเป่าลมที่ 5 15 และ 30 วินาที จะได้ค่า bond ที่สูงกว่าการไม่เป่าเลย เพราะว่าการเป่าจะทำให้ adhesive เป็น film บางๆ และยังเป็นการระเหยตัวทำละลาย (solvent) ออกไปอีกด้วย โดยเฉพาะ adhesive แบบ single bottle ที่มีการรวมส่วนประกอบทุกอย่างเข้าไปในขวดเดียวกัน ทำให้ต้องใส่ solvent เข้าไปในปริมาณที่สูงกว่าระบบที่มีการแยกขั้นตอน หากมีการเป่าลมที่ไม่เพียงพอ อาจทำให้ solvent หลงเหลืออยู่และไปขัดขวางการเกิด polymerization ของ adhesive ได้

นอกจากนี้ยังพบว่าการเป่าลมที่นานขึ้นจะช่วยระเหย solvent ทำให้ชั้น adhesive มีความสมบูรณ์มากขึ้นและช่วยเพิ่ม bond durability ในกลุ่มของ adhesive ที่มี solvent เป็น ethanol แต่ไม่มีผลต่อ adhesive กลุ่ม acetone-based ทั้งนี้เป็นเพราะ acetone มีอัตราการระเหยที่ค่อนข้างเร็วเนื่องจากมี vapor pressure ที่สูง ประกอบกับคำแนะนำของบริษัทที่ให้ใช้ maximum air pressure จึงทำให้การเป่าลมที่นานขึ้นเป็น 15 หรือ 30 วินาที ก็พบว่าไม่แตกต่างกับการเป่าลมเพียง 5 วินาที ในขณะที่กลุ่ม ethanol-based จะสามารถเกิดปฏิกิริยา hydrogen bond กับน้ำและ monomer ที่ถูกรวมอยู่ด้วยกันในขวด เป็นผลให้การเป่าเพื่อระเหย solvent ทำได้ยากขึ้น ดังนั้นการเพิ่มเวลาการเป่าลมให้นานขึ้นจึงเป็นผลดีใน adhesive กลุ่ม ethanol-based

  • การทาแบบ active application

บางการศึกษาอาจใช้คำว่า agitation, rubbing หรือ scrubbing technique ซึ่งมีความหมายคล้ายกัน คือ การทา adhesive บนผิวฟันร่วมกับการใช้พู่กันหรือ microbrush ถูไปด้วย หลายการศึกษาที่ใช้ adhesive ในระบบ self-etching mode พบว่าหากมีการทำ active application จะทำให้ adhesive มีค่าแรงยึดติดที่ดีขึ้นกว่าการทาแบบ passive เนื่องจาก จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัด smear layer ช่วยให้ resin แทรกซึมเข้าไปในชั้น dentin ได้ดีขึ้นและเป็นการไล่น้ำออกจากชั้น adhesive รวมไปถึงช่วยเพิ่ม bond durability อีกด้วย ทั้งนี้ ไม่พบว่าแรงกดในขณะทำ active application มีผลต่อค่าแรงยึดแต่อย่างใด

  • การทา adhesive ซ้ำ 2 ครั้ง (double application)

ในประเด็นนี้ หลายๆการศึกษาอาจจะนิยามความหมายไม่เหมือนกัน อาจหมายถึงการทา adhesive 2 ครั้งโดยมีการฉายแสงหรือไม่ฉายแสงระหว่างชั้นก็ได้ ซึ่งทั้งสองกรณีสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการยึดติดได้แต่ด้วยกลไกที่แตกต่างกัน การทา 2 ครั้งโดยฉายแสงระหว่างสารยึดติดแต่ละชั้น ทำให้ชั้น adhesive มีความสมบูรณ์มากขึ้น ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของชั้น adhesive และบริเวณ interface (รอยต่อระหว่าง adhesive-dentin) ส่วนการทา 2 ครั้งโดยไม่ฉายแสงระหว่างชั้น จะช่วยในการกำจัด smear layer และส่งเสริมการแทรกซึมของ resin เข้าไปใน dentin  ซึ่งทั้งสองกรณีช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการยึดติดทั้งคู่ แต่ก็มีข้อควรระวังในกรณีที่มีการทาซ้ำและฉายแสงระหว่างชั้น เพราะจะทำให้ชั้น adhesive มีความหนาเพิ่มขึ้น ซึ่งชั้น adhesive ที่หนา อาจทำให้เข้าใจผิดเป็น gap หรือ secondary caries เมื่อตรวจจากภาพถ่ายรังสีได้เนื่องจาก adhesive ส่วนใหญ่ไม่ทึบแสง x-ray เท่ากับเรซิน คอมโพสิต

  • การใช้ร่วมกับ hydrophobic coating

มีการแนะนำให้ใช้ UAs ร่วมกับ hydrophobic coating ซึ่งเป็นการเพิ่มขั้นตอนการใช้งาน จึงทำให้การใช้งาน UAs แบบ etch-and-rinse จะมีลักษณะเหมือนกับ 3-steps etch-and-rinse และเมื่อใช้งานแบบ self-etch จะเหมือนกับ 2-steps self-etch จากการศึกษาของ Ahmed และของ Ermis ให้ผลไปในแนวทางเดียวกันว่า UAs บางยี่ห้อมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเมื่อมีชั้น hydrophobic coating แต่ก็ยังด้อยกว่าเมื่อนำไปเทียบกับ 2-steps self-etch ซึ่งการใช้ hydrophobic coating นั้นทำให้ข้อดีของ UAs ในแง่ของความสะดวก รวดเร็วนั้นหมดไป หากทันตแพทย์ต้องการใช้ hydrophobic coating แนะนำให้ใช้ adhesive ในระบบ multi-steps ดีกว่า

สรุปในเรื่องของการใช้งาน UAs หากจะยึดติดกับ enamel ควร etch ด้วย phosphoric acid ก่อนหรือใช้แบบ etch-and-rinse ส่วนกรณียึดติดกับ dentin ควรใช้ adhesive ตามคำแนะนำของบริษัท มีการ active application ระหว่างใช้งาน หากมีเวลาควรทาซ้ำ และเป่าลมให้นานขึ้นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงที่สุด

เอกสารอ้างอิง

References

  1. Universal dental adhesives: Current status, laboratory testing, and clinical performance. Nagarkar S, Theis-Mahon N, Perdigão J. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2019 Aug;107(6):2121-2131. doi:10.1002/jbm.b.34305.
  2. State of the art of self-etch adhesives. Van Meerbeek B, Yoshihara K, Yoshida Y, Mine A, De Munck J, Van Landuyt KL. Dent Mater. 2011 Jan;27(1):17-28. doi: 10.1016/j.dental.2010.10.023.
  3. Bond strength of universal adhesives: A systematic review and meta-analysis. Rosa WL, Piva E, Silva AF. J Dent. 2015 Jul;43(7):765-76. doi: 10.1016/j.jdent.2015.04.003.
  4. Five-year clinical evaluation of a universal adhesive: a randomize double blind trial. Matos TDP, Perdigao J, Paula DE, Coppla F, Hass V, Scheffer RF, et al. Dent Mater. 2020 Nov;36(11):1474-85. doi:10.1016/j.dental.2020.08.007
  5. Immediate enamel bond strength of universal adhesives to unground and ground surfaces in different etching modes. Takeda M, Takamizawa T, Imai A, Suzuki T, Tsujimoto A, Barkmeier WW, et al. Eur J Oral Sci. 2019 Aug;127(4):351-360. doi: 10.1111/eos.12626.
  6. Effect of air-blowing duration on the bond strength of current one-step adhesives to dentin. Fu J, Saikaew P, Kawano S, Carvalho RM, Hannig M, Sano H, Selimovic D. Dent Mater. 2017;33(8):895-903
  7. Effect of air-blowing time and long-term storage on bond strength of universal adhesives to dentin Saikaew P, Fu J, Chowdhury AA, Carvalho RM, Sano H. Clin Oral Investig. 2019; 23(6):2629-2635
  8. Effect of Scrubbing Technique with Mild Self-etching Adhesives on Dentin Bond Strengths and Nanoleakage Expression. Thanatvarakorn O, Prasansuttiporn T, Takahashi M, Thittaweerat S, Foxton RM, Ichinose S, et al. J Adhes Dent. 2016;18(3):197-204. doi: 10.3290/j.jad.a36033.
  9. Bonding performance of self-etching adhesives to bur-cut dentin with active application mode. Saikaew P, Chowdhury A, Sattabanasuk V, Srimaneekarn N, Teanchai T, Carvalho RM, et al. J Adhes Dent 2021;23:357-65. doi: 10.3290/j.jad.b165379
  10. Effects of double application of contemporary self-etch adhesives on their bonding performance to dentin with clinical relevance smear layers. Chowdhury AA, Saikaew P, Alam A, Sun J, Carvalho RM, Sano H. J Adhes Dent 2019; 21(1): 59-66
  11. Do Universal Adhesives Benefit from an Extra Bonding Layer? Ahmed MH, De Munck J, Van Landuyt K, Peumans M, Yoshihara K, Van Meerbeek B. J Adhes Dent. 2019;21(2):117-132. doi: 10.3290/j.jad.a42304.
  12. Universal Adhesives Benefit from an Extra Hydrophobic Adhesive Layer When Light Cured Beforehand. Ermis RB, Ugurlu M, Ahmed MH, Van Meerbeek B. J Adhes Dent. 2019;21(2):179-188. doi:10.3290/j.jad.a42344.

ผู้เขียน/ผู้จัดทำ

ผศ.ทพ.ดร.พิภพ สายแก้ว

แบบทดสอบ