二氧化锆固位钉力学性能测试及在老年病人前牙牙体缺损中的疗效观察

老年病人常常因为老年性疾病,导致包括口腔清洁能力在内的自我管理能力下降,其前牙区牙体缺损在临床上非常常见,因牙周疾病导致的食物嵌塞更加剧了老年病人牙体缺损的患病率。病人前牙区的牙体硬组织缺损后,因牙体组织少,固位形差,而且是应力集中处,充填体容易松动、脱落。目前对这类牙体缺损的修复方法比较局限,常规使用成品的金属牙本质钉(自攻自断螺纹钉)结合光固化复合树脂进行牙体充填治疗。近年来,随着纳米树脂材料性能的不断改进,以及在临床上的推广应用,部分病例也可以直接使用纳米树脂充填;部分学者采用计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术制作氧化锆陶瓷固位钉,结合复合树脂修复前牙切角缺损也取得了良好的临床效果[1]。本研究采用二氧化锆固位钉,结合纳米复合树脂修复前牙牙体缺损,以期为临床上该疾病的治疗提供新的治疗方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 体外试验:选择60颗因晚期牙周病拔除的上颌前牙,24 ℃室温下储存于2%的氯胺中1个月后,再储存于37 ℃蒸馏水中备用。

1.1.2 体内试验:选择2016年7月至2017年10月来我院口腔科就诊的年龄>65岁前牙牙体缺损的老年病人168例,其中男80例,女88例,年龄65～78岁,平均(68.0±3.5)岁。患牙共计168颗,其中活髓牙78例,死髓牙90例。将病人随机分成A、B、C 3组,A组62例采用金属牙本质钉+树脂修复(活髓29例,死髓33例);B组48例采用树脂直接修复(活髓22例,死髓26例);C组58例采用二氧化锆固位钉+树脂修复(活髓27例,死髓31例)。入组标准:(1)上前牙牙体缺损,但缺损未达龈下;(2)患牙无牙周急性炎症;(3)病人知情同意,依从性较好。排除标准:(1)牙合功能异常,如牙隐裂者、夜磨牙、紧咬牙;(2)患颞下颌关节病者;(3)冠根比例失调,咬合力异常。

1.2 方法

1.2.1 二氧化锆固位钉的制备:采用CAD/CAM制作直径0.5 mm、高5 mm的圆柱形形态。步骤:(1) 制作高7.5 mm、直径0.75 mm蜡棒石膏阴模(上海齿科);(2) CAD/CAM采集数据切割加工二氧化锆瓷块;(3) 烧结成型(收缩率30%左右);(4) 表面喷砂清洗处理,无水乙醇超声清洗二氧化锆固位钉表面3 min。

1.2.2 体外试验:高速车针去除部分离体牙冠部组织,在距釉牙本质界0.5 mm的牙本质上,常规预备钉道,分别采用二氧化锆固位钉与金属固位钉(杭州西湖生物材料有限公司)配合Z350纳米树脂(3M,美国)充填修复,每组各30颗,备用。

1.2.2.1 拉伸强度比较:将预备完成的充填复合体固定在MTS拉伸强度测试机(MTS systems corp,Minneapolis,美国)上,进行拉伸固位强度测试。测试头速度为5 mm/min,拉伸复合体直至固位钉从牙体内脱位,记录此时测力计显示的数值(kg)。

1.2.2.2 剪切强度比较:取离体牙中段,切割2 mm横截面制成标本,将标本置于万能材料试验机的夹具上,进行剪切强度测试。在微拉伸机的头部安装一个圆柱钢针,以0.5 mm/min的速度加压,直至固位钉脱落,记录数值,根据压强公式换算成剪切强度,剪切强度=最大压强/粘结面积(粘结面积=πHh,H为固位钉直径,h为2 mm)。

1.2.2.3 三点弯曲强度比较:取离体牙纵截面为10 mm×2 mm×2 mm的长方形置于电子万能实验机上,进行三点弯曲强度测试。在与长方体垂直的方向上加力,直至材料断裂,记录最大载荷值。

1.2.3 体内试验:病人患牙去腐,尽量保留牙体组织,活髓牙光固化氢氧化钙垫底护髓,死髓牙先常规行根管治疗。A组:在距窝洞龈壁釉牙本质界0.5 mm的牙本质上,使用金属牙本质钉配套钻头,预备深度2.5 mm、直径0.6 mm的钉道,牙本质钉配合Z350纳米树脂充填修复。B组:直接采用Z350纳米树脂充填修复,调磨抛光。C组:用金属牙本质钉配套钻头,预备深度2.5 mm、直径0.6 mm的钉道,二氧化锆固位钉RelyXTMU200(3M ESPE,美国)粘入牙本质内,Z350纳米树脂充填修复。3组术后均嘱病人避免咬过硬食物,常规保持口腔卫生,1年后复查。

1.3 疗效评定标准 参考美国公共卫生机构USPHS推荐的临床评价标准[2]。成功:患牙咀嚼功能正常,充填物无折裂、松动,边缘密合好,无着色、继发龋、牙髓炎、根尖周炎等症状。失败:充填物有缺损、脱落、明显着色、继发龋,有牙髓炎、根尖周炎等症状。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0 软件进行统计分析,计量资料以均数±标准差表示,组间比较采用t检验；计数资料以例数表示,组间比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 体外试验力学性能测试结果比较 二氧化锆固位钉的抗拉伸强度、抗剪切强度高于金属固位钉,三点弯曲强度低于金属固位钉,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 体外试验力学性能测试结果比较(MPa,±s,n=10)

注:与金属固位钉组比较,*P<0.05

2.2 体内试验3组临床疗效比较 1年复查结果显示,C组成功率显著高于B组、A组,B组成功率显著高于A组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 体内试验3组临床疗效比较(n)

注:与A组比较,*P<0.05;与B组比较,△P<0.05

3 讨论

老年病人前牙大面积缺损的修复一直是困扰临床的难题,缺损后严重影响病人的美观及咬食功能[3]。由于其解剖形态的限制,难以获得理想的抗力形和固位形,而采用树脂直接修复,受力后极易松动、脱落[4],其原因为直接使用符合树脂进行充填,会在窝洞内固化过程中产生聚合及收缩反应[5]。临床上,部分医师会采用冠修复,但需要磨除较多剩余牙体组织,如果冠边缘的光滑性及密封性不佳,也会影响远期疗效,并且部分病人因老年性疾病不能承受多次复诊和长时间椅旁操作。金属自攻自断螺纹钉曾在临床普遍运用,其利用机械嵌合力,大幅提高树脂的固位力,因经济实惠、操作简便、可以尽量保留牙体组织而广泛应用于临床。但金属自攻自断螺纹钉与牙本质之间是物理连接,树脂聚合收缩后,自攻钉与牙体之间会出现微间隙,金属钉体在口腔复杂的理化环境下,很容易电化腐蚀,引起修复界面变色、微渗漏形成以及固位钉松脱。二氧化锆是目前修复材料中抗弯曲强度和抗断裂韧性最高的一种陶瓷材料[1]。本研究采用二氧化锆固位钉结合纳米复合树脂的方法修复前牙牙体缺损,以期寻找一种新材料来替代金属自攻自断螺纹钉,为该疾病的治疗提供新的治疗方法。

二氧化锆固位钉力学性能试验结果显示,二氧化锆固位钉组的抗拉伸强度、抗剪切强度高于金属固位钉组,表明二氧化锆牙本质钉联合纳米树脂的复合物与牙体有着更强的粘结性及稳固性;二氧化锆固位钉组三点弯曲强度明显低于金属固位钉组,由于金属具有天然的延展性,以及二氧化锆材料的脆性,金属本质钉的机械强度高于二氧化锆本质钉。

体内试验结果显示,A组与C组填充物折裂、脱落的发生率明显少于B组,说明金属牙本质钉和二氧化锆固位钉都可以增加固位力和抗力。但与C组相比,A组出现了较多的松动、继发龋,说明金属牙本质钉的远期疗效不佳。这是由于金属自攻自断螺纹钉就位时应力可能会导致就位道周围牙本质产生微裂,随着时间的推移,此微裂有延伸、增宽的趋势,从而对牙髓产生影响,或使牙体组织产生崩裂,远期导致修复失败[6-8]。二氧化锆作为新型材料,具有良好的生物相容性,较高的强度和硬度,较理想的抗疲劳性,色泽与自然牙接近匹配,不易使牙龈变色,不易吸水,不易腐蚀等特点[9]。本研究中,C组以二氧化锆为支架,通过RelyXTMU200粘结,使二氧化锆固位钉与牙体硬组织融为一体,在此支架机构的辅助固位下,树脂充填物获得了强有力的粘结力。另外,在标准粘结操作条件下,二氧化锆固位钉最大可能减少了微渗漏,与A组相比,C组的着色、继发龋等并发症大大减少。

综上所述,在老年病人前牙修复中,二氧化锆固位钉完全可以取代金属自攻螺纹钉,加强树脂的固位效果，还可以避免传统金属固位钉因微渗漏带来的一系列临床问题,是一种值得临床推广的材料。