iRoot SP直接充填后与牙本质壁粘结强度的临床初探

张福裕，仇晓慧, 章非敏, 张光东，徐 海

根管充填的目的是封闭根管系统，防止冠部和根尖部的渗漏[1]。临床上，主要用牙胶尖联合封闭剂来充填根管系统，而封闭剂的作用除了充填各种间隙和根管不规则区域外[2-4]，更重要是与根管壁之间产生粘结力，改善密闭性能[5]。

目前，常用的封闭剂有氧化锌丁香油类、氢氧化钙类、玻璃离子类、环氧树脂类。iRoot SP是一种新型的硅酸钙类生物陶瓷根管充填材料，由牙本质中的水份参与固化反应，在固化过程中生成羟基磷灰石与牙本质产生化学性粘接，且固化后体积不收缩[6-7]。因此，有学者提出了使用iRoot SP直接充填根管的设想[5,8]。然而，iRoot SP直接充填根管后与牙本质的粘结强度则少有研究。

因此，本研究的目的是利用推出实验比较iRoot SP直接充填和联合牙胶尖充填根管后与牙本质的粘结强度，为iRoot SP直接充填根管提供临床参考。

1 材料与方法

1.1 主要仪器和器械

不锈钢K锉(Mani公司，日本)、X-smart机动马达(Dentsply 公司，美国)、机用ProTaper Universial镍钛锉(Dentsply 公司，美国)、iRoot SP(Innovative BioCeramix Inc，Vancouver，加拿大)、热牙胶充填仪(SybronEndo公司，USA)。

侧方加压充填器(Dentsply公司，美国)、垂直加压充填器(SybronEndo公司，美国)、非标准牙胶尖(Dentsply公司，美国)、标准牙胶尖(Dentsply 公司,美国)、低速切片机(Isomet, Bisco, 美国)、体式显微镜(OLIMPUS，日本)、万能试验机(3365，Instron，美国)、游标卡尺(哈尔滨量具厂，中国)。

1.2 样本的选择

收集南京医科大学附属口腔医院2014年9月至2017年1月期间口腔颌面外科拔除的上颌前牙40颗。所有符合要求的离体牙用手术刀片去除牙周软组织，超声工作尖去除牙石、软垢，并放入5.25%次氯酸钠溶液中2 h后放入生理盐水中保存备用。

纳入标准：单根管，牙根弯曲度<10°，牙体表面无裂纹、根尖发育完成、牙根无吸收，无明显的龋坏或缺损，牙根长度近似，未行牙髓治疗。

1.3 根管预备

所有样本截牙冠，统一修整牙根长度为12 mm，用10号不锈钢K锉疏通根管直到能在根尖孔处看到锉尖，测量该长度并减去0.5 mm作为根管工作长度，每个样本按照机用ProTaper镍钛锉的预备顺序预备至F3。预备过程中，每更换一次器械，均用5 mL 5.25%次氯酸钠溶液冲洗根管。预备完成后用5 mL 17% EDTA溶液冲洗，最后用5 mL生理盐水作为终末冲洗液，F3纸尖干燥根管。

1.4 根管充填

将处理好的标本随机分为A、B、C、D 4组(分别为冷侧压技术组、热牙胶技术组、单尖法技术组、纯糊剂技术组)进行根管充填(n=10)。

A组(冷侧压技术组)：以主牙胶尖到达工作长度时在根尖部有阻塞感为标准选择合适的主尖。先将iRoot SP注射至根尖1/3段，放入30# 04主牙胶尖，侧方加压，插入尖端蘸有少许iRoot SP的副尖(标准牙胶尖)，直至不能充入副尖。用携热器平根管口烫断多余牙胶尖。

B组(热牙胶技术组)：按照冷侧压技术组的方法选择主牙胶尖。选择06锥度的携热器和垂直加压器，在距携热器尖端8 mm处用橡皮片标记。将所选择的30# 04主尖在根尖4 mm蘸取少量的iRoot SP放入根管内，携热器在工作状态下缓慢向根尖方向加压移动，在距标记长度1 mm时停止加热并继续向根尖方向垂直加压直至标记点，保持根向加压10 s后加热1 s并取出携热器及烫断的牙胶。然后用熔融状态牙胶注射于根管中上段并垂直加压，平根管口去除多余的牙胶。

C组(单尖法技术组)：按照冷侧压技术组的方法选择主牙胶尖。先将iRoot SP注射至根中1/3段，放入30# 04主牙胶尖，可见到iRoot SP在根管口溢出，用携热器平根管口烫断多余牙胶尖。

D组(纯糊剂技术组)：根据iRoot SP说明书，将注射针头置于根尖1/3，缓慢推压注射器针管直至在根尖孔处看见iRoot SP，然后逐渐后退注射至根管口下3 mm，然后用10# K锉插入根管上下提拉3次，排除气泡，最后再次注射iRoot SP至根管口。

所有充填完成的标本拍摄X线片，确保根管内无可见的气泡。然后放入37 ℃恒温水浴箱内7 d，使其完全固化。

1.5 推出实验

将所有样本用蜡块包埋，使用Isomet低速切片机使刀片垂直于牙长轴，从根方向冠方间隔1 mm切割，每个样本获得9个厚度为(1.00±0.20)mm的牙片，第1、2、3片代表根尖1/3段，第4、5、6片代表根中1/3段,第7、8、9片代表根冠1/3段，从每段中抽取第2片作为实验样本。游标卡尺测量每个牙片的厚度h(精确到0.01 mm)，所有牙片在体式显微镜下拍照(8倍)，测量每个牙片冠方和根方的根管直径，根据比例尺换算得到真实的冠方直径D1和根方直径D2，并依据公式计算粘接面积A：

每个样本牙片用粘蜡固定在推出实验专用夹具上，然后将放在万能试验机加载台上，并择配套的加载头，调整加载头的位置使其垂直于牙片并仅接触充填材料，直至充填材料从根管中发生移动，横梁位移速度控制在0.05 mm/min，记录充填材料发生移动时的载荷F，根据公式P=F/A计算粘接强度。

1.6 断裂方式的观察

所有试件在完成推出实验后在体式显微镜下观察断裂方式。断裂方式分为：界面断裂(断面位于牙本质/糊剂界面)；内聚断裂(断面位于牙胶与糊剂之间)；混合断裂(既有界面断裂又有内聚断裂)[5]。

1.7 实验数据整理和分析

采用SPSS 22.0软件对数据进行分析，以α=0.05为检验标准，采用Kruskal-Wallis秩和检验和Mann-Whitney U检验对实验数据进行统计学分析，P<0.05表示有显著性差异。

2 结 果

冷侧压技术组各段的粘接强度最高，根尖、中、冠1/3分别为：(7.48±3.61)MPa，(6.79±3.34)MPa和(5.95±3.20)MPa。

在根尖1/3段：纯糊剂技术的粘接强度最低((3.86±1.58)MPa)，与冷侧压技术((7.48±3.61) MPa)、热牙胶技术((7.19±1.03) Mpa)均有统计学差异(P<0.05)，其他组间无统计学差异(P>0.05)；在根中1/3段:四种充填技术之间粘接强度没有显著性差异(P>0.05)；在根冠1/3段：热牙胶技术组粘接强度最低与其他三组均有统计学意义(P<0.05)，冷侧压技术组与单尖法技术组的粘接强度有显著性差异(P<0.05)，而其他各组间则无差异(P>0.05)，图1。

*：P<0.05

图1根管各段在不同充填技术下的粘结强度

Fig.1The bonding strength of each segment of rootcanal by different filling techniques

在各种充填技术中，热牙胶技术组根尖1/3段粘接强度最高，根冠1/3段最低，三段之间差异有统计学意义(P<0.05)；单尖法技术组中根冠1/3段的粘接强度最低与根中1/3段、根尖1/3段均有差异(P<0.05)，而根中1/3段与根尖1/3段之间则没有差异(P>0.05)；冷侧压技术组、纯糊剂技术组各段粘接强度均无明显差异(P>0.05)，图2，不同各组段切片见图3。

冷侧压技术组的断裂方式以混合断裂为主，其次是内聚断裂；热牙胶技术组三种断裂方式都存在，以界面断裂居多；单尖法技术组和纯糊剂技术组没有界面断裂，而后者以混合断裂为主，而前者内聚断裂和混合断裂的发生率相近，图4，表1。

*：P<0.05

图2同种充填技术下根管各段的粘结强度

Fig.2The bonding strength of each segment of rootcanal by same filling techniques

3 讨 论

在根管充填过程中，根管糊剂用于封闭牙胶尖与牙本质壁的间隙及根管内不规则区域[5]，而来自冠部或者根尖部的微渗漏均有可能导致根管治疗的失败，因此根管糊剂应该具有良好的封闭和粘接性能[9]，这在牙齿受到外力时可以保持这个关键界面的完整性[10]。虽然推出强度实验结果不能完全反映糊剂实际的临床性能，但是它仍可以提供关于不同糊剂和不同充填技术之间的一些有价值的信息[11]。

本研究中，冷侧压技术组的各段平均粘接强度均高于其它组，这与国外学者的研究结果相似[12]。在操作中，加压主牙胶尖和副牙胶尖时，糊剂受到垂直向和侧向的压力更容易进入不规则区域甚至能够进入牙本质小管产生微机械锁扣作用，从而增加糊剂与牙本质壁的粘接强度[12-13]。在单尖法技术充填中，糊剂主要受到垂直向的压力，且牙胶的充填百分比也低于冷侧压组，这可能因为粘接强度低于冷侧压技术组。传统观点认为牙胶的充填面积越高，粘接强度就越高[14]。然而，在冷侧压技术和单尖法技术中，越往冠方，糊剂量越少，粘接强度也逐渐降低。据此推测，当iRoot SP联合牙胶充填根管时，粘接强度与糊剂的量与相关。

图3 不同组各段切片

图4 断裂方式

表1 不同充填技术下断裂方式的样本数Tab.1 The number of samples of fracture modes under different filling techniquesn

iRoot SP主要成份是硅酸钙，硅酸钙颗粒直径小、低粘稠度，这些特点可能增加其进入牙本质小管的概率，有助于增加抵抗脱位的能力[15]。有研究指出在不使用牙胶等核心材料的情况下，iRoot SP与牙本质之间只有一个界面，当使用大块充填时可在根管内形成比较理想的连续的整体，抵抗脱位的能力更强；相反，当与牙胶尖联合使用时，充填就会缺乏连续性，在材料与糊剂之间存有空隙，这可能会降低充填的质量影响粘接强度[16-17]。在纯糊剂技术组中，iRoot SP的量从根尖段到根冠段是逐渐增加，而结果显示根中1/3段的粘接强度最高。因此我们推测iRoot SP的用量与牙本质的粘结强度存在内在关联。

根据文献报道，iRoot SP主要与牙本质小管中的水份发生反应生成羟基磷灰石[6-7]，因此其与牙本质的粘接是化学性粘接，这可能是本实验的粘接强度值高于环氧类树脂的原因[13]。有研究显示，热牙胶充填技术会降低硅酸钙类糊剂的粘接强度，因为糊剂受热时可能会改变其机械、物理和化学特性，携热头的加热功能在下压过程中可能会移除糊剂，从而减少根管壁的糊剂量，这会影响粘接强度，这可能是热牙胶技术组中粘剂强度从根尖段向根冠段逐渐降低的原因[5]。同时也发现该组试件的断裂方式与粘接强度呈正相关：在根尖段断裂方式以内聚断裂为主，在根中和根冠段则分别是混合断裂和界面断裂为主。有研究发现圆形根管具有更高的粘接强度，本实验选用的样本均为上颌前牙，根管形态以圆形为主，这可能是本研究数值高于同类实验的原因[12-13]。

虽然，现代牙髓病学很少使用纯糊剂技术充填根管，但是这种方法能够反映糊剂与牙本质的真实的粘接强度，也可以降低牙胶尖的影响[18-21]。本研究中，在根尖1/3段，纯糊剂充填技术的粘接强度均低于其他技术组。比较这几种技术可以发现，不同技术代表了iRoot SP的不同受力方式，纯糊剂技术是通过iRoot SP与牙本质小管中的水[22]发生反应而产生化学性粘接即所谓材料的自封闭性能[23]，而在其他组中iRoot SP还受到各种压力的作用。此外，纯糊剂注射法在根尖段注射时根尖气锁的阻碍作用也可能是导致粘接强度降低的原因之一[24-25]，而其他技术均可以通过主牙胶尖的移动减少根尖气锁的副作用。在根中1/3段，纯糊剂技术组的粘接强度与其他组没有明显差异，据此推测iRoot SP的用量影响粘结强度，此时牙胶尖不是必需的，这与其他学者的观点相似[26]。有研究显示牙胶尖的可压实性可以抵消一定的推出力量，但是不能改变粘接强度逐步下降的趋势[27]，本研究中其他三组各段的粘结强度也体现了这种趋势。

推出实验通常用于评估糊剂与牙本质之间的粘接强度[5]。有研究指出几何参数和推头直径对粘结强度有重要影响[11,28]。因此，在该研究中我们充分考虑并尽量减少了这些因素的影响。另外，有报道称根管干燥技术会影响硅酸钙类糊剂与牙本质的粘接强度[29]。研究显示根管过度干燥会妨碍粘接[30]，在根管湿润状态下，当只使用一根纸尖吸潮时，iRoot SP显示了更高的粘接强度[29]。在本研究中，每个样本均使用一根纸尖吸潮，以保持根管的潮湿状态，以期获得最大的粘接强度。此外，玷污层的存在也是影响粘接强度的因素之一，有研究显示去除玷污层可以提高粘接强度[31]。本研究使用了17%EDTA冲洗根管，以提高粘接强度。

试件的断裂方式与粘接强度具有相关性，试件在粘接界面发生断裂时的数值最接近真实的粘接强度，因此内聚断裂和混合断裂方式均表明实际的粘接强度值要高于测试值[32]。本研究中4种充填技术的断裂方式以内聚断裂和混合断裂居多，这与其他学者的研究结果相似[14]。

综上所述，当iRoot SP作为糊剂时，充填技术影响其与根管壁的粘接强度；当iRoot SP作为材料直接充填后具有可接受的粘结强度。