纤维桩长度和模拟牙周膜对修复体抗折实验的影响

阿迪力·麦木提敏 安尼卡尔·安尼瓦尔

[摘要]目的：探讨不同长度的纤维桩和模拟牙周膜对离体牙修复后抗折强度的影响。方法：将54颗下颌前磨牙随机分为六组，A1、B1、C1组用硅橡胶印模材料模拟牙周膜，制备桩道深度分别为6mm、9mm、12mm;A2、B2、C2无模拟牙周膜，制备桩道深度分别为6mm、9mm、12mm;根管治疗、纤维桩树脂核及全瓷冠修复后，将样本置于万能试验机上与牙长轴成45°以1mm/min持续加载至折裂，记录样本折裂时加载值和折裂模式。结果：两因素方差分析显示纤维桩长度和模拟牙周膜对样本牙抗强度没有交互作用（P>0.05）;不同纤维桩长度和模拟牙周膜对样本牙抗折强度均无显著影响（P>0.05）。各组试样牙断裂模式多为可修复性断裂模式（P>0.05）。结论：纤维桩长度对桩核冠修复体的抗折强度无明显影响，在离体牙抗折强度实验研究中使用弹性印模材料模拟牙周膜对实验结果无明显意义。

[关键词]玻璃纤维桩;前磨牙;模拟牙周膜;抗折强度

Abstract： Objective  To investigate the effects of different post lengths and simulated periodontal ligament on the fracture resistance after restoration in vitro study. Methods  54 mandibular premolars were randomly divided into 6 groups （n=9） of three different post insertion depths （6mm，9mm，12mm） and simulated periodontal ligament（with and without）.All of them were restored by glass fiber posts with composite resin core and all-ceramic crown. The samples were loaded in a testing machine with a crosshead speed of 1 mm/min at a 45° angle to the long axis of the tooth until tooth fracture occurred. The maximum load and failure mode were recorded. Results  Fiber post lengths and simulated periodontal ligament had no interaction effect on the fracture resistance （P>0.05）.Different fiber post lengths and simulated periodontal ligament had no significant effect on the tooth resistance of the samples （P>0.05）. The fracture modes of teeth in each group were mostly repairable （P>0.05）. Conclusion In the experimental study of the fracture resistance of teeth in vitro， the use of elastic impression materials to simulate the periodontal ligament had no significant effect on the experimental results.

Key words： fiber post; premolar; simulated periodontal ligament; fracture resistance

經过根管治疗（Root canal therapy，RCT）的牙齿因龋坏、创伤或治疗过程等原因牙冠是不完整的[1]。有研究表明，RCT后牙齿因牙本质发生胶原交联的变化变得更脆，与活髓牙相比折断的风险更高[2]，而桩核冠修复可延长经过RCT后的患牙寿命，故常需要桩核冠修复达到最终的修复目的[3]。纤维桩具有较高的抗疲劳强度、抗拉强度，更接近牙本质弹性模量，相比铸造桩具有失败后可再修复的优势[4-6]，故更多的选择纤维桩代替铸造桩。然而，临床上纤维桩修复的牙齿有一定的失败率，一项对149例纤维桩修复的牙齿10年随访研究显示，修复后折断是最常见的失败方式[7]。研究者为提高纤维桩修复体抗折强度尝试了不同修复设计，而目前还没有统一的结论。有研究者指出，桩的使用并不能改善牙齿的抗折力，牙体组织的减少是造成牙根折断的主要原因[8]，也有研究表明一定范围内增加桩长可提高治疗后修复体的抗折力[9-10]，而另有研究则显示较短的纤维桩修复后的牙可能产生更高的抗折强度[11]。

骨组织支持和牙周韧带是牙齿应力分布的重要结构。在离体牙研究中，根包埋材料应再现骨组织吸收咀嚼负荷的能力，从而在抗折裂实验中支持压缩力和剪切力。然而，大量的体外研究已经排除了模拟牙周膜这一过程，部分研究采用弹性材料（聚醚、硅橡胶印模材料[12]）来模拟牙周膜。本研究测试不同长度的纤维桩修复体在有、无模拟牙周膜状态下受到侧向加载力时的抗折强度，评估模拟牙周膜对离体牙实验研究的影响，并探讨纤维桩长度对修复体抗折的影响，为纤维桩的长度设计提供一定的参考依据。

1  材料和方法

1.1 样本牙的选择和分组：选择于新疆医科大学第二附属医院口腔科因正畸拔除的下颌前磨牙54颗。要求新鲜拔除，根尖发育完成、牙体完整、无龋坏、根无隐裂且牙根形态正常。清除牙菌斑、牙石及牙周组织后随机分为A、B、C 三个组，并制备桩道深度A组6mm、B组9mm、C组12mm;每个实验组再分为两个亚组，每组9颗牙。A1、B1、C1组用硅橡胶印模材料（3M ESPE，美国）模拟牙周膜，而A2、B2、C2组无模拟牙周膜。根管形态通过根尖片进行了验证。用精确度为0.01mm的游标卡尺测量每组样本的根长，釉牙骨质界近远中、颊舌径，记录数据，各组样本间差异无统计学意义（P>0.05）。

1.2 样本牙的准备

1.2.1 根管治疗：用高速涡轮机将54颗样本牙沿釉牙骨质界（cemento-enamel junction， CEJ）冠方2mm处截冠，用Wave One镍钛锉（登士柏，美国）进行根管预备，用AH-Plus糊劑（登士柏，美国）和牙胶尖（Meta，韩国）采用热牙胶充填系统完成根管充填，根尖片评价根管充填效果。玻璃离子水门汀暂封根管口，置于常温0.9%生理盐水溶液中保存。

1.2.2 桩核冠修复：1周后去除暂封物，使用纤维桩配套直径1.6mm的根管预备钻针（3M ESPE，美国）完成桩道预备，将RelyX U200自粘接树脂水门汀（3M ESPE，美国）注入桩道内，立即将RelyX?玻璃纤维桩（3M ESPE，美国）固定在根管里，光固化机（啄木鸟，中国）行多方向光照各20s以完成玻璃纤维桩粘接。Z350光固化复合树脂（3M ESPE，美国）堆核，围绕牙颈部一圈预备肩台，预备后的肩台宽1mm，牙本质肩领高2mm，核部高度为5mm，控制聚合度为2°～6°。制取印模，行全瓷冠修复。全瓷冠修复体由同一名技师制作，确保修复体形态基本一致，具有相同的厚度，高度均为6mm，牙尖约呈30°，用聚羧酸水门汀（松风，日本）粘接全瓷冠。

1.2.3 实验试件的制作：将要制作牙周膜组样本牙于CEJ下2mm至根尖处的牙根浸入90℃溶解的浸蜡（广州世阳医疗器械有限公司）中1～2s形成约0.2mm厚度的薄蜡层，蜡层厚度通过用电子游标卡尺测量牙根浸入前后的厚度来确定。将牙根包绕蜡层的部分包埋于在直径2.5cm，高3cm的聚氯乙烯（PVC）管件中放入的自凝树脂块中，待自凝树脂固化后，取出牙齿，去除牙根及自凝树脂块中的蜡层，使用硅橡胶印模材料（3M ESPE，美国）填入空隙以模拟牙周膜。无牙周膜组样本牙直接浸入到同前大小的自凝树脂块中包埋（见图1）。

1.3 抗折实验：将试件固定于万能试验机（WDW?20，日本），加载点位于颊尖的颊斜面的牙合）1/3处，与牙长轴呈45°，以1mm/min加载至试件折断（见图2），记录折裂时加载值和折裂模式。

1.4 统计学分析：使用SPSS 25.0进行统计学分析。计量资料采用均值±标准差（x?±s）表示使用单因素方差分析比较六组之间颊舌径、近远中径和牙根长度三个指标的差异，使用两因素方差分析探索纤维桩长度、模拟牙周膜对牙体抗折强度的影响。计数资料采用构成比表示n（%），研究设定检验水准α=0.05，P<0.05认为差异有统计学意义。

2  结果

各组的断裂载荷均值及两因素方差分析的结果见表1。纤维桩不同长度（P=0.068）及模拟牙周膜的有无（P=0.310）均对试样牙折裂载荷无显著影响，差异无统计学差异。两因素之间亦不存在交互作用（P=0.938）。折裂模式多为可修复性折断，各组之间无统计学差异（P>0.05），见表2、图3。

3  讨论

在本研究中，根内不同长度玻璃纤维桩并没有显著影响根管治疗后的下颌前磨牙修复体抗折强度。这与多数离体牙实验研究结果相似[13-15]，他们认为过多的桩道预备因磨除大量的牙本质结构而减少牙根本身的强度，此外，增加桩长可能会降低根尖封闭作用、增加根管侧穿的可能。Santos-Filho[16]，林捷[17]等有限元分析研究中显示不同长度纤维桩受力时的应力分布图相似，这也解释了在本研究中增加纤维桩长度并没有持续增加修复体的抗折性。桩长度越长，其固位力就越大，而纤维桩修复的一个重要的特征是树脂水门汀粘接剂与纤维桩和牙体组织之间除了微机械嵌合，有较好的化学粘接[18]。然而，随着纤维桩、自酸蚀粘合剂和树脂水门汀的使用，修复后应力分布和桩的固位比传统的金属桩和磷酸锌/玻璃离子水门汀粘接的修复体有了改善，因此，理论上可认为，在保证良好固位的同时，根内桩长可以缩短[11]。所以，纤维桩核冠修复时有必要遵循生物力学阻力的原则，既要考虑固位，又要减少对牙齿的损伤，最大限度地保留健康的牙体组织。

正常情况下牙齿不会与牙槽骨刚性连接，但经久不用的无功能牙、骨粘连等病理性情况下其牙周膜变窄，且牙周膜主纤维失去有规律的功能性排列，当受到较大的负荷时牙周膜就会变硬，负荷转移到牙槽骨上[19-20]。在本次研究中使用硅橡胶印模材料模拟牙周膜和没有模拟牙周膜组抗折载荷值无统计学差异，这与Gonzalez-Lluch C[21]等采用visco-gel材料（是一种临时软义齿衬垫，弹性模量接近实际的牙周膜）对上颌中切牙行纤维桩全瓷冠修复后的实验结果相似，模拟牙周膜的加入对RCT后的牙齿抗折强度没有影响，所以，关于牙周膜的力学性能可能需要更精确的材料和更多的样本量来评估。

各组大部分样本均出现可修复性折断，即在牙颈部的1/3处的折断，可能的原因主要是以下几点：①下颌前磨牙牙颈部较细，实验加载力方向不在牙体长轴上，且根管中上段为椭圆形，一项有限元分析研究发现[22]，相比于圆形根管，椭圆形根管的应力分布不均匀，在根管唇舌向延伸处、根颈1/3处的应力峰值更大。其次，与纤维桩树脂核系统的弹性模量牙本质的接近有关，能吸收应力并更均匀地分散在牙体组织上[23];②对于没有模拟牙周膜组的修复体，硬性的包埋材料在牙颈部形成明显的支点，故多在牙颈部折断。各组个别样本出现不可修复性的根折，发生在模拟牙周膜组牙根中下1/3处，可能是因为模拟牙周膜没有在某一特定区域造成的应力集中，而是将应力转移到牙根-模拟牙槽骨界面，随着加载力的增加，在不利修复因素和解剖因素及其他外在影响下折断;③当使用长的纤维桩时，光固化灯光源因不易到达到较深的区域而影响树脂水门汀聚合[24-25]，粘接过程中树脂水门汀注入到桩道深处时可能形成的气泡等原因导致的粘接强度下降，这可能会成为牙根折断的潜在原因。

本研究是基于离体牙实验，使用的是静态加载，不能完全复制临床条件，为了获得更有意义的结果，进一步的研究应包括热循环和机械疲劳实验。此外，目前关于模拟牙周膜生物力学的研究结果表明，对于牙周膜高度复杂的特性，需要做更多的工作来进一步了解这一问题，以改善目前在根管治疗修复后的体外实验中牙齿受力时的表现方式。

4  結论

不同长度的纤维桩对下颌前磨牙修复后的抗折强度无明显影响。使用弹性材料模拟牙周膜不影响纤维桩树脂核全冠修复后牙齿的抗折强度，模拟牙周膜可能在循环加载抗疲劳实验中更能准确地体现模拟状态。

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