玻璃纤维桩长度和纤维含量对牙体抗折强度的影响

孙宁宁 殷 恺 李玉民

随着口腔医学的发展，越来越多的残根残冠在进行完善的根管治疗后采用玻璃纤维桩进行修复治疗。玻璃纤维桩具有机械性能优良[1]、弹性模量与牙体组织接近、耐腐蚀、生物相容性好、不影响磁共振成像等优点。玻璃纤维桩修复失败主要表现为修复后牙体折断。除了根管治疗、桩道预备及粘接系统等影响因素外，玻璃纤维桩的长度和玻璃纤维含量是否会影响修复后牙体的抗折强度，尚缺少研究证实。本研究通过体外实验比较不同的玻璃纤维桩长度和玻璃纤维含量对修复后的下颌前磨牙抗折强度的影响，旨在为临床选择玻璃纤维桩提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料 3M ESPE RelyXTMUnicem树脂粘接剂（3M公司，美国），玻璃纤维桩、纤维桩钻（康特公司，瑞士），AH-plus根充糊剂、LED光固化灯（Dentsply，美国），TF根管锉、牙胶尖（SybronEndo公司，美国），硅橡胶（3M ESPE，美国），游标卡尺（哈尔滨量具道具集团有限责任公司），Spectrum光固化纳米树脂（登士百，德国），万能试验机（Instron，美国）。

1.2 标本来源及分组 选取2012年8月—2013年7月因行正畸治疗拔除的完整的单根管下颌前磨牙42颗，患者年龄18～35岁。排除标准：（1）牙体龋坏，牙根发育不完全。（2）形态异常，如过大牙或过小牙，牙颈部颊舌径＜6 mm或＞9 mm；牙颈部近远中径＜4 mm或＞7 mm；解剖牙根长度＜10 mm或＞17 mm。（3）弯曲度过大。（4）肉眼及20倍体视显微镜观察牙体组织存在裂纹。（5）牙体颊舌向和近远中向X线片表现为双根管者。将收集到的42颗因正畸拔除完整的下颌前磨牙，按随机数字表法分为A、B、C 3个实验组，每组14颗牙，并行桩道预备，A组10 mm、B组8 mm、C组6 mm；每个实验组再各分成2个亚组，每个亚组7颗牙。A1、B1、C1组应用42%纤维含量的玻璃纤维桩，A2、B2、C2组应用75%纤维含量的玻璃纤维桩，进行桩核修复。

1.3 方法

1.3.1 离体牙测量与预处理 测量离体牙牙根宽度（近远中向）、厚度（颊舌向）、长度（釉牙骨质界至解剖根尖孔）。在冷却水条件下用金刚砂车针将离体牙自颊侧釉牙骨质界（ce⁃mento-enamel junction，CEJ）上2 mm垂直于牙体长轴的方向截断，保留牙根部分，去净牙根表面残留的牙周组织，生理盐水反复冲洗，置于生理盐水中室温保存。

1.3.2 根管预备 常规拔髓，使用25#锥度为1.0、0.8、0.6的机用TF根管锉预备根管，在预备过程中每更换1次器械，均以口腔冲洗针，用5 mL 17%EDTA溶液冲洗根管1 min，再用5 mL 5.25%次氯酸钠溶液冲洗根管1 min，预备完成后用5 mL生理盐水冲洗根管。

1.3.3 根管充填 对实验牙应用AH–PLUS糊剂和牙胶尖侧压法进行根管充填。拍摄X线片评价根管充填效果，充填不完善者去除充填物后重新充填根管，磷酸锌水门汀暂封，置于生理盐水中室温保存。

1.3.4 桩核修复 对实验牙去除暂封物，使用Tenax Fiber玻璃纤维桩（瑞士康特公司）配套的直径1.3 mm的专用扩孔钻，置于普通慢速手机上预备桩道，用3M ESPE RelyXTMUnicem双固化树脂进行玻璃纤维桩粘接，应用Spectrum光固化纳米树脂进行核塑型。

1.3.5 牙体预备 在实验牙釉牙骨质界的牙冠边缘，围绕牙颈部一圈预备出肩台，预备后的肩台宽1 mm，牙本质肩领高2 mm，核部高度为4 mm，使用平行研磨仪控制聚合度为6°。

1.3.6 金属全冠制作及粘固 在实验牙预备体上取印模，行Ni-Cr合金铸造冠修复。铸造冠修复体由同一名技师制作，确保修复体形态基本一致，具有相似的直径、厚度，高度均为8 mm，牙尖呈30°，咬合形态正常，以玻璃离子水门汀粘结铸造冠，所有试件均保存在37℃蒸馏水中备用。

1.3.7 牙体包埋 先将CEJ下2 mm至根尖处的实验牙牙根浸入蜡液中，形成一层约0.2 mm厚的薄蜡层。在直径3.0 cm，高度2.0 cm的聚氯乙烯（PVC）管件中放入自凝树脂，将实验牙插入自凝树脂中，至釉牙骨质界下2 mm处停止。待自凝树脂固化后取出实验牙，以热水去净牙根以及自凝树脂内的薄蜡层，于拔出牙根后树脂遗留的空隙中填入细印硅橡胶印模材，再次置入实验牙，至釉牙骨质界下2 mm处停止，加压去掉多余的硅橡胶，模拟形成牙周膜，完成试件制作。

1.3.8 抗折强度试验（力学测试） 将试件固定于万能试验机，加载点位于牙的颊尖河1/3的颊斜面处，与牙体长轴呈135º，加载速度为2 mm/min，加载至试件折断，记录标本折断时的加载强度和折断模式。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0统计软件进行分析，计量资料用±s表示，组间比较采用单因素方差分析或析因设计的方差分析，组间多重比较用SNK-q法，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 抗折试验 6组样本牙根长度、颊舌径和近远中径的测量值差异无统计学意义，见表1。纤维桩长度、纤维桩纤维含量对牙体抗折强度均有影响（P＜0.05），纤维桩长度和纤维含量无交互效应（P＞0.05），A组抗折强度明显高于B、C组，B组高于C组（均P＜0.05），见表2。

Table 1 Comparison of values of dental measurements between six groups表1 6组样本牙根测量值比较（n=7，mm，±s)

Table 1 Comparison of values of dental measurements between six groups表1 6组样本牙根测量值比较（n=7，mm，±s)

均P＞0.05

组别A1组A2组B1组B2组C1组C2组F牙根长度14.98±0.48 15.69±0.61 15.37±0.84 15.15±0.22 15.61±0.60 15.27±0.54 0.002颊舌径7.07±0.32 7.14±0.35 7.05±0.34 7.12±0.32 7.12±0.37 7.14±0.36 0.087近远中径5.08±0.44 5.13±0.35 5.10±0.43 5.15±0.31 5.07±0.31 5.34±0.15 0.608

Table 2 Comparison of fracture resistance of teeth between three groups表2 各组样本牙根抗折强度比较（n=7，N±s）

Table 2 Comparison of fracture resistance of teeth between three groups表2 各组样本牙根抗折强度比较（n=7，N±s）

F长度=234.444，F纤维含量=32.745，均P＜0.05；F交互=1.319，P＞0.05；a与A组比较，b与B组比较，P＜0.05

组别A组B组C组纤维含量42% 3 046.79±420.95 1 544.69±233.39a 1 115.03±124.13ab纤维含量75% 3 375.53±266.23 2 141.74±133.33a 1 468.60±118.95ab

2.2 标本的断裂模式 所有试件均无铸造冠脱位、折裂及树脂核部折裂现象，除A2组1例标本于根尖1/3处折断外，其余标本均在牙颈部1/3内折断，见表3。

Table 3 Comparison of fracture types between six experimental groups表3 各组标本的断裂类型 （n=7）

3 讨论

应用纤维桩进行残根残冠的修复治疗，其成功受诸多因素的影响，包括桩道形态，桩的长度、直径与形状，桩核材料的弹性模量与机械强度，以及粘接材料与粘接技术等。在其他影响因素相同的情况下，关于玻璃纤维桩不同长度和纤维含量对修复后牙体抗折强度的影响，国内鲜有相关的综合研究。

玻璃纤维桩修复后牙根的抗折性能与桩的长度密切相关[2]。李张维等[3]认为纤维桩长度会对修复后牙体抗折性能产生影响。位于根管内的桩的长度越长，桩与预备根管间的表面接触面积也增加，纤维桩吸收的应力增加，牙本质所受应力降低，其抗折强度则越大，从而使冠部修复体承受的牙合力随之增大。鲁洁等[4]指出，桩越短在临床越容易易引起牙折裂和桩脱落。本实验结果显示，在一定范围内（6～10 mm），纤维桩的长度越长，牙体的抗折强度越大。

玻璃纤维桩的弹性模量、挠曲强度，也是影响修复后牙体抗折性能的重要因素。弹性模量是反映材料抵抗变形能力的参数，其值越大，使材料发生变形的应力越大。本研究采用的纤维桩弹性模量为26 GPa和29.2 GPa。与金属桩相比较，玻璃纤维桩的弹性模量与牙体组织更相近，使作用力可以沿整个桩均匀分布，减少应力集中，可取得良好的修复效果[5-7]。也有学者通过实验，把纤维桩适宜的弹性模量确定在15～50 GPa，并认为纤维桩弹性模量在15～50 GPa时对牙体组织应力无明显影响[8]。挠曲强度是衡量材料弯曲韧性的重要参数。Manning等[9]认为，挠曲强度达到400 MPa就已达到临床应用所需。本研究所选用2种纤维桩纤维含量75%和纤维含量42%，挠曲强度分别为990 MPa和1 577 MPa。因此本研究中2种玻璃纤维桩的挠曲强度均已满足临床需要，没有桩折断的情况发生。

有研究发现，玻璃纤维含量较低有可能带来机械强度不足的问题；玻璃纤维含量过高，有些甚至超过80%，希望通过增加纤维含量提高纤维桩的整体强度，但由于基质树脂含量降低，反而会造成纤维桩聚合度降低、整体强度降低[1]。目前，在临床上使用的玻璃纤维桩大部分玻璃纤维含量为60%左右。本研究显示，应用纤维含量较高的玻璃纤维桩修复后牙体抗折性能优于纤维含量低的玻璃纤维桩，而2种玻璃纤维桩的弹性模量相近，挠曲强度又能充分满足临床需要，提示除了弹性模量、挠曲强度，玻璃纤维桩的其他性能，如透光度可能也会对牙体抗折性能产生影响。

在本实验中，大多数实验牙（41/42）在牙颈部1/3内折断，说明在功能状态下，牙颈部要承受明显的压应力、张应力、扭力的作用，是应力集中的区域。仅有1例试验牙在纤维桩的根尖端断裂，提示即使对玻璃纤维桩而言，根尖处也是一个应力集中的部位，而其他试件均发生桩的脱位与牙根折断，对此，有学者认为纤维桩与根管壁的粘接固位力是重要的影响因素[10]。

综上所述，笔者认为：应用玻璃纤维桩修复牙体缺损时，在一定范围内桩的长度越长，牙体抗折强度越高。纤维含量高的玻璃纤维桩可取得更好的修复效果，具体原因有待进一步研究。

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