第四章 討論
4.4 實驗設計分析
矯正黏著強度的試驗在牙科材料研究領域已歷經了長期的時間，
最早從1955年Buonocore提出「acid etch bonding technique」應用於 牙科領域至今，不論是新型黏著材料的研發、酸蝕劑的比較、各式primer 的使用…等都需要進行bonding strength test黏著強度測試，但是即 便是這長期的實驗累積，仍會發現放眼望去大部分的實驗在黏著強度的 測 試 實 驗 設 計 有 很 大 的 分 歧 ， 會 導 致 這 種 現 象 是 因 為 至 今 在
「orthodontic shear bonding strength test」黏著強度實驗並無實 驗標準的制定42。各個實驗在設計、材料選擇、材料試驗機夾治具設計 方式…各不相同，並無標準化實驗準則可供參考。因此要在各個發表的 研究中去比較彼此之間數據的差異，存在有相當高的困難度。因此在此 想將目前orthodontic shear bonding strength test黏著強度測試實 驗所存在的問題與差異提出討論。
在本實驗中，選擇以體外實驗 ( in vitro ) 進行實驗的測試，
雖然採用此方法，無法達到百分之百模擬口中真實環境，矯正器黏著層 的變化與口內的變化可能有所差異。但是採用體外實驗的優點是因為可 將實驗的變因儘可能的單純化，避免太多的因素造成實驗的誤差。大部
分有關黏著強度的實驗亦都是採取in vitro的形式進行。而在本實驗 應該「越慢越好」，Fox這位學者甚至提出最好將cross-head speed設為 0.1 mm/min43。不過，大部份的研究並未採用這麼低的速度進行實驗，
Lindemuth 及Hagges 統計了1996~1997的黏著強度測試研究，發現所使 用的cross-head speed的範圍非常廣泛，從0.05 mm~50 mm/min都有，
其中絕大部份是落在0.5 mm~5 mm/min之間。所以在2005年Arndt Klock, Ba¨rbel Kahl-Nieke就對此進行研究，研究不同的cross-head speed 對shear bonding strength test的影響，其研究結果顯示，0.1 mm/min、
0.5 mm/min、1.0 mm/min以及5.0 mm/min這四種速度進行shear bonding strength test後，所得到的最大力量以及 ARI index都沒有統計學上 的差異44。
目前的黏著強度試驗中，屬於大部份的學者所常採用的速度設定。
因為cross-head speed並無標準訂定，目前大部分的實驗皆採取 非常低的速度，但是，其實這種速度與口內實際拆除矯正器的速度是大 不相同的，在口內我們並不會使用這麼低的速度進行，甚至Versluis 這個學者提出，採用較高的速度拆除矯正器，可以避免牙齒牙釉質的破 裂，所以他認為應該儘可能採取較高的速度進行拆除矯正器的動作，以 避免過多的牙齒傷害。我想這應該是值得以後的研究深入探討的議題，
因為如果以材料學實驗而言，能有個適當的cross-head speed的訂定，
可以使得各個實驗彼此之間，能夠更容易進行比較。
最後則是試驗機施予力量的構件設計形式 42，最早期使用的方法是 Newman 所設計的實驗方式，所使用來施力的構件型式為「wire loop」，
後來大部分的實驗也都採用這種方式施予矯正器力量使之脫落，其設計 如下圖(圖 4-1)45
圖4-1 「wire loop」型式施力構件45
這種方式是以鐵線繞住矯正器的Tie-Wing下方，然後以平行矯正 黏著層的方向往上拉，使得黏著層產生shear stress並且造成矯正器脫 落。但是這可能會有幾點問題存在：鐵絲置於矯正器Tie-Wing下方時，
可能會在拆除過程中發生移動的情形、此外鐵絲的強度不夠堅硬，材料 試驗機所記錄出的力量變化，可能會因為鐵絲形變而產生誤差。而另一 種常用的方式，是Brantley 以及Eliades所提出的方法，利用塊狀或是 桿狀的金屬物件對矯正器進行施力，儘可能使得施力部位接近矯正器底 部黏著層部分，使用此方法的好處是希望可以得到近乎單純的剪力，減 少其他不必要的力量產生，不會增加實驗設計的複雜程度。
圖 4-2 桿狀型式施力構件46
另外還有一種設計是採用刃狀的鐵片，直接由黏著層處施力，可 是如此一來，矯正器脫落的原因就不單純只是剪力的作用，而是有
「wedge 鑿」的效果，如此所得到的力量就不能單純以 shear bonding strength 來說明了。
本實驗所採用的是第二種的方式，利用半圓桿狀的構件，儘可能 地貼住矯正器底部，調整牙齒試片的位置，使的矯正器底部與構件呈平 行狀態，期許能產生適當的力量進行矯正器拆除，而且因為施力的冶具 具有足夠的強度，也可避免力量的產生是因為冶具變形所致，可降低誤 差。
圖 4-3 本實驗所使用的施力構件
本研究所測得控制組的黏著強度為：13.81±3.04 MPa，對照於廠 商所公佈之 Super-Bond C&B 與牙釉質的黏著強度為 13~15MPa，兩者結 果極為符合。所以雖然我們無法得知廠商實驗時所使用的實驗儀器及設 備設計，但是由此相似的結果可知，本實驗在實驗設計及夾治具設計上 應無太大缺失且符合矯正黏著強度測試的應用。