成品钛桩与铸造金属桩核性能及临床应用的比较

苏畅　张晓螣+综述　孟玉坤+校审

[摘 要] 随着根管治疗技术和修复方法发展，残冠残根保留病例增多。通过在残根残冠中置入桩核再进行冠修复，已成为后牙牙体缺损主要修复方式。临床上常用桩核系统包括传统铸造金属桩核系统和操作简便成品桩核系统。本文将成品钛桩与铸造金属桩核进行比较，对其相关性能与临床应用状况作一综述。

[关键词] 桩核系统；铸造金属桩；成品钛桩；弹性模量；固位力

中图分类号：R782 文献标识码：A 文章编号：2095-5200（2015）02-016-04

目前，临床常用牙冠大面积破坏遗留残根残冠修复包括根管内附着体、桩核冠等修复方式。通过在残根残冠中置入桩核再进行冠修复，可以实现残根残冠高质量修复重建。临床上桩核冠常用根桩包括预成金属螺纹桩、铸造金属桩、纤维增强树脂桩、氧化锆全瓷桩等。虽然纤维桩因为弹性模量低对根折有一定预防作用，但其强度无法与金属铸造桩或钛桩相比[1]，因此后两者在后牙桩核冠修复中仍具有重要地位。本文对成品钛桩与铸造金属桩核系统各方面性能及临床应用比较做一综述。

1 概述

桩核是插入根管内获得固位并提供全冠固位支持结构。桩是粘固在患牙根管内用于获得桩核固位部分，核是连接固定于桩之上，与牙冠剩余牙体硬组织一起形成全冠预备体部分 [2]。

铸造金属桩核系统是桩核整体铸造而成。由于其良好机械性能、与牙体组织密合性好、修复成功率高、简易铸造流程等优点，常成为后牙桩核系统修复首选。铸造金属桩核所用材料为合金，主要分为贵金属（金合金、钯银合金）和非贵金属（钴铬合金、铜合金等）[2]。贵金属材料弹性模量相对较小，可减少根折风险，但价格昂贵；非贵金属弹性模量高、强度高，应用时要求牙体剩余组织量较多。铸造金属桩为桩核一体，抗折强度较高，但金属核没有透光性，与全瓷冠搭配使用时，影响美观。

成品钛桩系统是将成品钛桩粘固在根管内后，用相应核材料充填堆塑，在钛桩表面形成核结构，再进行全冠修复。现有成品钛桩主要采用商业纯钛和Ti-6Al-4V 钛合金作为原材料。前者强度小，耐磨性差，后者具有良好生物相容性、耐蚀性和力学性能，但弹性模量较高（110GPa），与牙本质弹性模量不匹配，可导致功能状态下根折。现在钛合金研究热点主要围绕发展具有低弹性模量等优良综合力学性能和良好生物相容性新型医用Ti合金，其中Ti-15Mo-5Ta合金是欧洲研制低弹性模量β型钛合金（74GPa），已逐渐应用于医学领域[3]，有望成为商业纯钛根桩良好替代。临床上常用堆核材料为银汞合金、复合树脂和玻璃离子。

2 生物机械性能

不同研究学者对桩核系统及其材料生物机械性能进行过报道。较早一些研究提倡使用刚性较强材料修复，以防止桩折裂和变形，但随着材料进一步研发和对桩作用更深认识，如何使桩在根管内应力分布更均匀，预防根折，达到最佳远期修复效果已成为目前研究者最为关注问题[4-5]。

2.1 弹性模量

弹性模量，可视为衡量材料产生弹性变形难易程度指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形应力也越大。天然牙本质弹性模量为18GPa，临床上常用铸造金属桩核弹性模量为100-200GPa，成品纯钛桩弹性模量约为100GPa左右。对于一个桩来说，弹性模量可以说是一把双刃剑。弹性模量高桩核系统可以为牙冠修复提供足够支持，但与牙本质弹性模量差距过大，又会导致牙根折裂；弹性模量低桩与牙本质数值相接近，可以一定程度上预防毁灭性牙根纵折，但其在较高应力下会发生弯曲，导致桩核微变形，从而破坏粘接界面，发生冠方微渗漏导致修复失败[6]。

Ottl等[7]通过体外实验对铸造金属桩核折裂形式进行研究得出：选用弹性模量高铸造金属桩核修复，当其受到较大作用力时，金属桩不与牙体组织发生弹性形变，这就形成了一个类似杠杆运动趋势，使得原本金属桩与根管内壁之间充分接触转变为了点接触，从而使根部牙体组织中产生应力峰值，导致根折。

Mojtaba等[8]用三维有限元方法比较了不同材料铸造金属桩和成品钛桩在后牙应力分布特点。研究表明：成品钛桩（120GPa）可以降低桩牙本质界面应力分布，但增强了釉牙骨质界区域应力集中。铸造金属桩核在剩余牙体组织中应力分布与材料密切相关，如选用低弹性模量金合金材料（93GPa），可以减少桩牙本质界面应力梯度。这一结论与Assif等[9]用光弹分析法得出结论一致。

2.2 桩抗力

桩抗力主要体现在两个方面，一个是桩本身抗折能力，另一个是桩抵抗或避免根折能力。二者都与桩材料有着密切相关。

张春元等[10]研究表明同为铸造金属桩核修复时， 纯钛桩抗折强度要低于不锈钢桩， 但纯钛桩折裂模式优于不锈钢桩， 纯钛桩致垂直根折机会（37%）明显低于不锈钢桩（90%）。Okada等[11]用三维有限元方法探究4种不同材料成品桩应力分布，得出：成品桩修复残根时，牙体组织颈部应力分布要高于根尖部和成品桩末端应力分布，不同材料之间没有显著差异。这与Belli等[12]得出结论相符。由此可见，虽然预成钛桩抗折性低，但其修复失败大多发生在颈部折裂，即成品桩与核材料分界面，折裂模式通常为水平根折，属于可修复性折裂模式。而对于铸造金属桩核来说，较易发生垂直根折最终导致残根拔除。

2.3 生物相容性

铸造金属桩核常用材料可分为非贵金属材料（镍铬、钴铬、银铜等）和贵金属材料（金钯、银钯等）。镍铬不锈钢桩核生物相容性差，在口腔酸性环境中存在镍、铬离子析出，使局部软硬组织着色，具有轻微细胞毒性，部分患者可能对该合金过敏；金合金类贵金属桩核生物相容性、抗腐蚀性相对较好，在过去几十年中一直是桩核修复体金标准，但价格较高[2]。

钛具有高度化学活性，在机体组织液作用下被氧化，表面形成一层稳定氧化膜，具有优异抗腐蚀能力，不会释放镍或铍等金属离子导致毒性或过敏反应，不会抑制成纤维细胞增殖，具有良好生物相容性[13]。同时，纯钛对核磁共振成像影响小，不产生显著影响诊断质量伪影。

3 桩固位

3.1 与核固位

核作用是为全冠提供固位，其固定于桩之上，与牙冠剩余牙体硬组织一起形成最终全冠预备体。铸造金属桩核系统桩核为一体铸造，即桩核为同样金属材料，强度高，桩核不易分离；而成品钛桩核材料通常为银汞合金、玻璃离子水门汀、复合树脂等，在成品桩粘固后，在冠部充填堆塑材料而成。

Plasmans等[14]研究得出预成桩与玻璃离子、树脂或银汞堆核成功率要比一体铸造金属桩核低，主要表现就是桩核之间固位差导致二者分离。产生这种现象可能是由于桩核材料间弹性模量不同所产生分界面导致[15]，同时有研究也表明当二者之间界面越多时，发生分离失败可能性就越大[2，14]。

成品钛桩系统桩核固位影响因素主要与桩段与根段连接结构和制作核材料有关，为此国内外学者都做了大量研究。为使桩核产生更好机械结合，研究者们对成品钛桩桩段与根段连接部分结构进行了多种多样设计，其中包括锯齿式（spherical）、球型倒凹式（rounded undercut post head）、平头式（flattened head）、台阶状颈部等[16-18]。Hochman等[16]通过体外实验得出：球形倒凹式成品桩核之间固位力要优于平头式，与制作核材料无关。

临床上常用制作核材料为银汞合金、玻璃离子和复合树脂等，氧化锆全瓷桩也可用瓷铸造核。Hochman等[16]认为银汞合金固位效果要比复合树脂固位性要好。这与Chang等[17]得出结论相符，但与Millstein等[19]结论相反，还有学者认为二者之间固位力没有显著差别。这仍需进一步临床试验进行研究论证，但由于全瓷冠广泛应用，银汞合金堆核会使对最终修复体美观产生一定影响，所以临床上复合树脂应用更为广泛。

通过化学处理，改变成品钛桩表面形态，增加与核化学结合也可提高桩核结合力。Akisli等[18]发现对钛桩表面使用各种硅涂层、硅烷化处理后，桩核结合力明显高于未处理组。也有研究显示树脂粘接剂可以明显提高金属桩核之间结合力，树脂粘接剂对于二者之间结合是一种增强效应[20]。

3.2 在根管内固位

桩粘接也是影响修复成功重要因素之一。现在临床常用水门汀材料有：磷酸锌、玻璃离子、聚羧酸锌、树脂、树脂加强玻璃离子水门汀等。但由于金属材料弹性模量远高于水门汀，在功能状态下二者之间结合层可能产生应力集中而发生破坏，最终造成桩核脱粘结[2]。

铸造金属桩核能与根管壁紧密贴合，粘结后可以使其在根管内固位良好，对牙体硬组织封闭作用持久。有研究表明成品钛桩系统与高强度、亲水性树脂粘结性好，可通过与根管壁双重结合增强固位力，并且可以获得持久、稳定封闭作用[13]。但与铸造金属桩核相比，成品钛桩由于其直径已确定，虽然对应桩道预备可以改善其与根管匹配性，但仍比铸造桩要差，尤其是遇到椭圆型单根管，成品钛桩与根管内壁密合不好，常常影响固位效果[6]。

4 临床应用

4.1 修复后牙不平行根管应用

对于修复牙体组织大面积缺损，且不能取得共同就位道多根牙，铸造金属桩核通常采用分体铸造方式。首先从根管取出各自蜡型，包埋、铸造后分别粘固于各自根管内，最后在露出桩上进行堆核。该类桩核固位和抗力形良好，但是制作复杂。成品钛桩修复不平行根管时，以配套钻针预备根管，直接将选择相匹配成品桩粘固在根管内，在其露出部分堆塑核。陈小东等[21]通过5年临床应用观察，在具有较高回访率情况下表明：后牙修复过程中，成品螺纹桩核与铸造桩核固位和核强度无明显差别（P>0.05）。由此可见，成品钛桩是一种简便易行，效果良好临床修复方法，其在具有不平行根管后牙修复中，显示出一定优越性。

4.2 操作过程

传统铸造金属桩核需要患者第一次完成取模后，第二次复诊进行铸造桩核试戴和粘结，然后第三次复诊戴牙完成整个修复过程。近年来成品钛桩联合直接核材料因修复操作简便、价格适中、经济耐用、减少患者就诊次数等优点已被广泛使用[10，，13，22，23]。

综上，铸造金属桩核和成品钛金属桩系统在机械性能、修复体牙体应力特点、生物性能以及临床应用方面存在各自特点，临床具体选用时应综合考虑以上因素合理选用。

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