第四章 討論
4.1 實驗設計探討
本實驗以 shear bond strength test 來測試矯正器與金屬假 牙表面的黏著強度，在以往研究黏著強度的文獻中，測試 shear bond strength 的實驗方法皆有不同，在樣本的設計、材料選擇、
夾治具設計、材料測試機的選擇，皆有不同的設計。在材料試驗 機上施予力量的實驗設計方面，最早期的設計是｛wire-loop｝的 形式，此設計方式是由 Newman 所提出，其實驗方式是以 wire 將 矯正器整個綁住，矯正器可以黏著在欲測試的黏著物上，或是以 欲實驗的條件來進行黏著，測試 shear bond strength 時，wire 為往上垂直的方向，所以可以使測試方向與黏著層平行，如此可 以以材料試驗機測出 shear bond strength，其實驗設計如下圖
（圖４－１）58。後來的文獻，也有許多採用此種實驗設計，例如 1995 年，Paul W. Majoret al.在研究金屬矯正器與陶瓷的黏著 強度時的實驗設計，亦是以此種形式來進行（圖４－２）59
圖４－１ wire-loop 型式的黏著強度測試實驗
圖４－２ Paul W. Majoret al.使用的實驗設計
另外也有將樣本做成桿狀或柱狀的形態，將兩種欲測試的樣
本以樹脂黏著，再以材料試驗機以垂直拉力的方式測試 shear bond strength，例如 1988 年，Tanaka 等人以此方式測試 TypeIV gold alloy 與 Ni-Cr alloy 經過 ion-coating 後，其黏著強度是 否增加60（圖４－３）。2004 年，Hiroki Ohno 等人61，研究樹脂 與 gold alloy 的黏著強度時，亦是使用此種方法來測試（圖４－
４）。
圖４－３ Tanaka et al.的實驗設計
圖４－４ Hiroki Ohno et al.的 實驗設計
還有一種方式，是以刃狀的測試頭，將 shear force 施力於
黏著層上，其設計如下圖（圖４－５）62。1996 年，Keiichi Yoshida et al 即是以此方式來測試金屬合金經過不同種 primer 處理後的 黏著強度（圖４－６）63。
圖４－５ 使用刃狀的測試頭
圖４－６ Keiichi
Yoshida et al.的實 驗設計
本實驗使用的方式即是類似第三種實驗設計方法，第一種 wire-loop 形式，可能因為 wire 的變形或斷裂，而導致實驗的誤 差。而第二種方式則不符合本實驗，因為本實驗的樣本為牙齒形 態。第三種方式則最為適宜，在本實驗中所使用的施力物件，是 一個半圓形的桿狀物，但是在尖端則削磨得較為扁平，原因是施 力時必須平行於黏著層，而施力的路徑上不能碰撞到矯正器的其 他部位，所以將測試頭的尖端削薄，以閃避矯正器的 wing（圖４
－７）。本實驗的施力位置在矯正器與金屬假牙交接的黏著層，是 大部分文獻中所使用的方式。2005 年，Klocke 等人提出64，施力 於矯正器的不同部位，其所得的 shear bond strength 會有顯著 的差異。當施力在 bracket base 時，所測得的 shear bond strength 最大，施力於 ligature groove 則次之，施力於 bracket wing 最 小。因此作者建議在實驗 shear bond strength 時，要注意施力 的位置。
圖４－７ 本實驗的測試設計方式
本實驗使用的 crosshead speed 為 1mm/min。以往的文獻中，
所使用的 crosshead speed 範圍很廣，根據 Lindemuth 及 Hagges 的統計，在 1996~1997 的黏著強度實驗中，從 0.05~50mm/min 都 有，而以 0.5~5mm/min 為最多。2005 年 Arndt Klock, Ba¨rbel Kahl-Nieke 研究 crosshead speed 對於實驗結果的影響65，結果 顯示當 crosshead speed 為 0.1 mm/min、0.5 mm/min、1.0 mm/min 以及 5.0 mm/min 時，其 shear bond strength 的結果皆 無顯著差異，並且大部分的學者進行黏著強度試驗時，以選擇 1mm/min 的 crosshead speed 為大多數，所以本實驗亦選擇 1mm/min 為 crosshead speed。
４．２ 實驗樣本的設計與探討
回顧以往的文獻中，欲研究黏著強度時，所使用的樣本皆為 disc 形態或是柱狀、桿狀形式，而本實驗採用實際的牙齒外形所 製作出來的假牙，可以更符合臨床的實際情形。使用一個固定大 小與形狀的 disc 或是柱狀桿狀物體（圖４－８）34，其優點為幾 何形狀容易標準化，例如在黏著的位置或是黏著劑的使用量方 面，都可以便於定立一致化的條件，而使用不規則狀的牙齒外形，
在實驗條件的標準化上，便需要多費功夫。本實驗的金屬假牙係 以同一顆牙齒模型為基準，並且翻模鑄造而成，所以在形態、大 小上皆一致。而為了使矯正器黏著的位置皆能標準化，所以先在 原始模型上將矯正器的黏著位置做上記號，此記號只做於矯正器 四個角的上方兩個角（圖４－９），如此才不會影響日後測量 shear bond strength。
圖４－８ 將樣本製作成桿狀及 disc 狀
圖４－９ 在假牙的欲黏著矯正器的區域做上記號
實驗所使用的牙齒模型為右下第一大臼齒，其原因為本實驗 在於研究金屬假牙，臨床上會做金屬假牙的牙齒部位只有後牙區 域（第一、二大臼齒及第一、二小臼齒），而其中又以第一、二大 臼齒為最多數，所以選用右下第一大臼齒為樣本。
金屬假牙所選用的合金材質，是依照臨床上實際使用的假牙 合金種類做選擇。目前假牙合金的種類有 Au-Pt、Au-Pd、
Pd-Cu-Ga、Pd-Ag、Au-Cu-Ag、Ag-Pd、Ni-Cr 等等，假牙合金的 選擇通常依照患者的經濟能力或是醫師的建議來做決定，在歐美 等先進國家，假牙的選擇以 gold alloy 為主，較少見賤金屬的假 牙。Ni-Cr-Be 合金在牙科贋復的使用上已經行之有年，然而有些 人會對 Ni 過敏66，所以需要避免使用，而 Be 的使用則有潛在的 致癌風險67。而在台灣，則仍有許多患者選擇 Ni-Cr alloy 的假
牙。本實驗的研究目的在於比較含有黃金的假牙與賤金屬假牙的 黏著強度表現，因此選擇了含黃金比例最高的 Au-Pt alloy 假 牙，含有 87％黃金，另外則選擇 Ni-Cr alloy 假牙，此兩者皆為 臨床上常見的金屬假牙。
４．３ 黏著強度實驗結果探討
由實驗結果可以發現，第６、７組所測得的黏著強度最高，
分別為 10.8898±1.0416 及 10.8034±0.2272 MPa，而次高的則為 第８組，其黏著強度平均值為 9.8598±0.4725 MPa。黏著強度最 差的則為第４組的 3.6738±0.1625 MPa。由各組的黏著強度平均 值可以發現，第１～５組的黏著強度皆小於第６～１０組，亦即，
當矯正器黏著於 Ni-Cr alloy 假牙時，所獲得的黏著強度比 Au-Pt alloy 大，此現象符合 Tanaka et al.46所提出 4-META/MMA-TBB 樹脂可以與賤金屬有良好的黏著強度，而因為 Ni-Cr alloy 易於 空氣中產生氧化物的特性，也是造成它可以與 4-META/MMA-TBB 樹 脂有很強的鍵結之因素。綜觀各組的黏著強度，可以看出因為假 牙種類的不同而有強度大小的差異，以下則將分別探討 V-primer 塗佈與否及水浴的影響。
第１組的 Au-Pt alloy 假牙未經 V-primer 的表面處理，因此 黏著強度僅有 4.4412±0.5326 MPa，而經過 V-primer 處理過後的 第２組，則可以得到較佳的黏著強度（7.2238±0.3378 MPa）。1987 年，Tanaka et al.所合成的 VBATDT 即是使用來增加貴金屬與 4META/MMA-TBB 樹脂的黏著強度17，而經過本實驗的結果，含有 VBATDT 的 V-primer 的確大幅增加了 Au-Pt alloy 假牙與
4META/MMA-TBB 樹脂的黏著強度。第１、２組的黏著強度經過 Post Hoc Test 統計分析後，其結果有統計上的差異。
V-primer 的說明書上指示，可以增加貴金屬的黏著強度。1999 年，Yoshida et al. 68使用 3 種不同起始劑的 MMA-PMMA 樹脂進行 與貴金屬的黏著強度測試，結果發現 VBATDT 與以 TBB 為起始劑的 MMA-PMMA 樹脂可以達到最佳的黏著強度，而本實驗使用的
SuperBond C&B 即是屬於此類型的樹脂。由於 VBATDT 是用來增加 貴金屬與樹脂的黏著強度17-19，所以在本實驗中，第６、７組的 Ni-Cr alloy 假牙，因為並不屬於貴金屬合金，所以無論是否使 用 V-primer 進行表面處理，所得的黏著強度並無統計學上的差 異。
依照 V-primer 的說明書指示，V-primer 的揮發性極高，塗 佈後會立即揮發，因此可以立刻以樹脂黏著。不過經由實際操作 發現，V-primer 塗佈後，大約等待 10 秒後才會揮發殆盡，並且 使假牙表面呈現霧狀。在臨床使用時，由於發現使用 V-primer 後，會讓金屬假牙表面呈現霧狀，雖然 V-primer 會快速揮發，但 常在臨床操作時，不知是否需等待假牙表面呈現霧狀後，再行黏 著，因此欲藉由本實驗來比較 V-primer 塗佈之後的等待時間，是 否影響樹脂與假牙的黏著表現。本實驗在塗佈方式分為兩種方
法，第２、７組的 V-primer 在塗佈之後，等待１分鐘才進行矯正 器黏著的動作，而第３、８組則在塗佈 V-prime 之後，立刻將塗 好 SuperBond C&B 的矯正器與假牙表面黏著。實驗結果顯示，第 ２、３組的黏著強度分別為 7.2238±0.3378 及 6.2990±0.2780 MPa，而第７、８組的黏著強度則分別為 10.8034±0.2272 及 9.8598
±0.4725 MPa。根據統計結果分析，發現第２、３組以及第７、８ 組之間，其黏著強度皆無顯著差異。顯示 V-primer 塗佈後是否需 要等待其揮發乾燥再行黏著，對於黏著強度的表現並無差別。
而在水浴後的表現方面，第４組的平均黏著強度為 3.6738±
0.1625 MPa，相較於同一個樣本處理條件的第１組（4.4412±
0.5326 MPa），經過水浴後的第４組其黏著強度有減少的現象。而 第５組（4.5623±0.4610 MPa）與第２組（7.2238±0.3378）、第９ 組（7.3544±0.5790 MPa）與第６組（10.8898±1.0416 MPa）、第 １０組（8.3492±0.4759 MPa）與第７組（10.8034±0.2272 MPa），
比較兩組之間的黏著強度平均值可得知，在同一個樣本處理條件 下，經過 37 度恆溫水浴 24 小時之後，其黏著強度皆有減弱的趨 勢，並且經過 Bonferroni 的 Post Hoc Test 檢定後發現，除了第 １組與第４組之外，其餘各組之間皆有顯著統計差異。
在 1999 年，P. Moulin et al.52做了關於不同金屬與不同表
面處理方式之間的黏著強度比較，並且比較在空氣中放置一天所 測得的黏著強度，與在 37 度水中浸泡一天之後所測得的黏著強 度。經實驗後發現，使用 V-primer 做為表面處理的樣本，其黏著 強度於未水浴前，都有良好的表現，其結果與使用 Silica coating 的 表面處理方式所測得的黏著強度差不多。但是經過一天的水浴之 後，使用 V-primer 的組別，其黏著強度大幅下降，僅有原來的
9-36%，因此發現，V-primer 會因為水浴（Hydro attack）而影響 表現，而 Silica coating 則較不怕 hydro attack。
而在另一個研究中，P. Moulin69將水浴時間延長至 20 天，並 且逐天觀察黏著強度的變化，實驗結果發現，黏著強度的減少在 第一天的變化最大，而第 2-20 天則趨緩，另外也研究樣本的裂隙
（crack）的產生速度，發現亦是在第一天有最大的變化，接下來 則呈現較平緩的增加，因此本實驗選擇水浴的時間為一天，應足 以看出黏著強度減弱的變化。
（crack）的產生速度，發現亦是在第一天有最大的變化，接下來 則呈現較平緩的增加，因此本實驗選擇水浴的時間為一天，應足 以看出黏著強度減弱的變化。