粘結層厚度對纖維樁在根管內剪切粘結強度的影響

張文云，王 琳，楊立斗，肖玉鴻

(成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院，昆明醫(yī)學院臨床學院，云南 昆明 650032)

纖維樁與根管壁牙本質的粘結強度是影響修復成功的重要因素之一，由于目前使用的纖維樁多為預成形的成品材料，很難與根管治療后的根管形態(tài)完全匹配，使得纖維樁與根管壁之間的樹脂水門汀厚度不完全一致，特別當根管較為粗大時，常造成纖維樁與根管壁間的樹脂水門汀層較厚。傳統(tǒng)粘結理論認為粘結層的厚度對粘結力有明顯影響，纖維樁在根管內要獲得良好的固位，必需要有一個理想的樁道粘結層厚度［1－4］。本研究通過比較同一直徑(1.2 mm)RTD纖維樁在不同直徑樁道內的粘結強度，探討不同粘結層厚度對纖維樁粘結強度的影響。

1 材料和方法

1.1 主要材料和設備

320 g/L磷酸酸蝕凝膠(DMG，德國);樹脂水門汀RelyX Unicem(3M，美國);18只直徑1.2 mm的玻璃纖維樁(RTD，法國);SYJ－150低速金剛石切割機(沈陽科晶);CMT8502型微機控制萬能電子試驗機(深圳新三思);薄片推出實驗夾具(參照文獻設計，新三思加工);LED光固化燈(光強:700 mw/cm2，Beyond，美國);XL30ESEM－TMP 掃描電鏡(飛利浦，荷蘭);Zeiss金相顯微鏡(蔡司，德國);CX31光學顯微鏡(奧林巴斯，日本)。

1.2 方法

1.2.1 離體牙的制備

選取無齲損、無裂紋、冠根比例協(xié)調、根尖發(fā)育完成的單根管上頜前牙18個，用25 g/L次氯酸鈉液(NaClO)浸泡2 h后再用蒸餾水沖洗干凈。然后分別用金鋼砂片在釉牙骨質界(cementum－enamal junction，CEJ)上方2 mm處截冠，拔除牙髓組織后，15號手用擴大針疏通根管并測量工作長度(至根尖基點處)，使用K3銼以逐步后退法進行根管預備(每更換一次銼均用25 g/L次氯酸鈉液和蒸餾水交替沖洗根管)，紙尖徹底干燥根管后，用AH－Plus(Dentsply，德國)加牙膠尖(天津)，以冷側壓法行根管充填，最后用FujiⅡ(GC，日本)玻璃離子封閉根管口，并置37℃恒溫蒸餾水中保存1周。

1.2.2 樁道預備和纖維樁的粘結

將根管治療完成后的18個離體牙按不同樁道直徑隨機分為3組，分別使用1.2 mm(Ⅰ組)、1.4 mm(Ⅱ組)和1.6 mm(Ⅲ組)直徑的 RTD 纖維樁配套鉆預備樁道，樁道長度均為13 mm，保留根尖部充填物約4 mm。然后取直徑為1.2 mm的RTD纖維樁18根，用950 mL/L乙醇擦拭表面，自然干燥后，分別用酸蝕加自粘結材料(320 g/L磷酸+Relyx Unicem樹脂水門汀)將其粘結于樁道內，并盡量讓纖維樁位于根管口的中央，指壓10 s后再光照固化。最后置37℃蒸餾水中保存24 h，在每組內隨機抽取一個樣本作掃描電鏡觀察，其余制作薄片試件。

1.2.3 薄片試件制作和測試

將粘結有纖維樁的牙用黏蠟固定在低速金剛石切割機載物臺上，從根管口開始向根尖方向，垂直于牙長軸將牙切割成(1±0.05)mm厚度的薄片試件。每個牙切取6片，分別標記根段部位和冠面，并標明近中、遠中和唇腭面。每連續(xù)的兩片編為一組，分別記錄為根管冠部，根管中部和根管尖部3個亞組(圖1)。

圖1 薄片試件分組示意圖

將薄片試件冠面朝下用強力膠固定在萬能電子試驗機的夾具載物臺上，設定加載速度為0.05 mm/min進行測試。記錄纖維樁從薄片中央脫出時的力值F，計算薄片的粘結面積A，轉化為粘結強度。同時，將測試后的薄片置光學顯微鏡下觀察試件的破壞方式，共分為以下5類:①纖維樁與樹脂水門汀間粘結失敗;②樹脂水門汀與牙本質間粘結失敗;③纖維樁的內聚破壞;④樹脂水門汀的內聚破壞;⑤混合破壞(即同時有上述兩種或以上的失敗形態(tài))

1.2.4 粘結層厚度的測量

將切割成1 mm厚的薄片試件置金相顯微鏡(圖2)載物臺上，觀察到薄片的各個組成部分后，用標記的近中、遠中，唇腭面，將薄片上的樹脂水門汀分為4個象限，每個象限內選兩個點用鏡內的刻度尺測量樁周圍樹脂水門汀的厚度(圖3)，取得8個點的值，同時使用顯微鏡配置的ProgRes軟件記錄薄片形態(tài)，標記測量值，每個薄片計量出最大值和最小值，最后統(tǒng)計取均值。

圖2 金相顯微鏡

圖3 金相顯微鏡下水門汀厚度的測量

1.2.5 掃描電鏡觀察

將每組中隨機抽取出的粘結有纖維樁的牙根用黏蠟固定在低速金剛石切割機載物臺上，在流水冷卻下沿牙長軸縱向切割成兩片。然后將試件放入無水乙醇中超聲清洗10 min，再放入300 g/L鹽酸(HCl)中浸泡24 h，取出后用蒸餾水沖洗，陰干，再置20 g/L次氯酸鈉液中浸泡10 min，使之脫蛋白，取出后再次用蒸餾水沖洗，陰涼干燥，噴金并進行掃描電鏡觀察。

1.3 統(tǒng)計學分析

使用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。不同粘結層厚度和根管深度對粘結強度影響采用兩因素方差分析，兩兩比較用 LSD(least significant difference)檢驗;各組試件破壞方式比較用Chi－Square檢驗，檢驗水準設為 0.05。

2 結果

2.1 不同粘結層厚度對粘結強度的影響

各組粘結層厚度測量結果顯示，不同直徑樁道的粘結層厚度不同，分別為:I組49～230μm;Ⅱ組71 ～310μm;Ⅲ組180 ～521μm。粘結強度測量結果(表1)，不同的粘結層厚度在不同根管段內均對纖維樁粘結強度有影響，在根管各段均以I組粘結強度最大，Ⅱ組次之，Ⅲ組最小，3組間差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。另外，在同一粘結層厚度組內，不同根管段間的粘結強度亦不同，冠部粘結強度最高，其次為根中部，根尖部最低，3者間差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。

表1 不同粘結層厚度各組纖維樁粘結強度比較(MPa，)

表1 不同粘結層厚度各組纖維樁粘結強度比較(MPa，)

不同字母為組間比較P＜0.05;不同數(shù)字為組內比較P＜0.05

組別 根冠部 根中部 根尖部Ⅰ 20.93 ±5.21a1 16.81 ±4.29a2 13.76 ±2.28a3Ⅱ 14.43 ±1.14b1 10.63 ±1.36b2 9.12 ±1.34b3Ⅲ 11.37 ±2.55c1 8.95 ±1.61c2 7.90 ±1.34c2

2.2 不同粘結層厚度對試件破壞方式的影響

Chi－Square檢驗結果顯示:不同粘結層厚度組間試件破壞方式無顯著差異(P＞0.05)，各組試件破壞方式構成比見圖4。各組中均未發(fā)現(xiàn)樹脂水門汀材料的內聚破壞，Ⅰ組以混合破壞為主，僅在該組中有5%的樁和樹脂水門汀界面上的粘結失敗。Ⅱ組和Ⅲ組均以牙本質粘結界面為主要破壞方式，且Ⅲ組中該界面上的破壞率較Ⅱ組高。

圖4 各組試件破壞方式構成比

2.3 掃描電鏡觀察結果

Ⅰ組整個根管壁上都布滿了長短不一的樹脂突，冠部區(qū)長度和密度均高于根中和根尖部，樹脂突的表面是粗糙的，有顆粒狀的突起(圖5)。Ⅱ組和Ⅲ組僅在根管冠部發(fā)現(xiàn)表面光滑、數(shù)量少的樹脂突結構(圖6～7)，根管中下部幾乎無樹脂突結構。樹脂水門汀和牙本質粘結界面上還發(fā)現(xiàn)了斷裂的區(qū)域，以及樹脂突的斷裂(圖7)。Ⅰ組樹脂與牙本質的粘結界面連續(xù)、良好，未發(fā)現(xiàn)有裂隙，樹脂內部也少有氣泡產生(圖8)。Ⅱ組粘結層內可以看到顯著的大小不等的氣泡(圖9)。Ⅲ組內氣泡的數(shù)量和尺寸也遠大于其他兩組(圖10)。

圖5 Ⅰ組樹脂突表面形態(tài)，(表面有顆粒狀突起)(×4000)

圖6 Ⅱ組根管冠部樹脂突形態(tài)(×4000)

圖7 Ⅲ組根管冠部樹脂突形態(tài)(白箭頭為粘結界面斷裂區(qū)，黑箭頭為斷裂的樹脂突)(×4000)

圖8 Ⅰ組樹脂水門汀厚度和形態(tài)(×500)

圖9 Ⅱ組水門汀厚度和形態(tài)(×500)

圖10 Ⅲ組水門汀厚度和形態(tài)(箭頭為粘結層內的氣泡)(×250)

3 討論

關于樹脂水門汀形成的粘結層厚度對纖維樁粘結強度的影響目前還沒有統(tǒng)一的認識。有研究者認為［1－4］:纖維樁周圍樹脂水門汀層的厚度影響粘結強度的大小，隨著粘結層厚度的增加，粘結強度開始下降，容易出現(xiàn)粘結失敗;而 Perez［5］、Perdigao等［6］則認為纖維樁在根管內的粘結強度與樁周粘結樹脂水門汀厚度無關。為觀察不同粘結層厚度對纖維樁粘結強度的影響，本研究分別用不同直徑的樁道預備器械預備樁道，粘結直徑1.2 mm的纖維樁，以產生不同的粘結層厚度，然后通過薄片推出試驗檢測各組的剪切粘結強度。結果顯示:與直徑1.2 mm纖維樁匹配的樁道鉆頭產生的粘結層厚度最小，為49～230μm，其粘結強度最高，與其他兩組相比，有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。這與Arcangelo等［1］研究結果近似，他認為最佳的粘結層厚度在100～300μm，過大或過小的厚度均不能獲得理想的粘結強度。同時，掃描電鏡觀察也發(fā)現(xiàn)，Ⅰ組樹脂突結構優(yōu)于其他兩組，樹脂突表面還發(fā)現(xiàn)有顆粒狀的凸起，可有效提高根管壁與樹脂水門汀間的機械鎖結能力，增加纖維樁的粘結強度。

根管樁道預備完成后大多數(shù)呈現(xiàn)為圓錐形，尤其是再次治療的根管，根管口遠大于根尖部，此時如果樁道和纖維樁直徑不相匹配，粘結層過厚，尤其是在根管冠部，纖維樁就位后樹脂水門汀內部就會出現(xiàn)氣泡和裂隙。同時，較厚的粘結層樹脂在聚合時會產生較大的聚合收縮力，引起樹脂水門汀和纖維樁或(和)根管牙本質在界面上產生裂隙，必將導致粘結強度的下降，而薄的粘結層上該力量的作用會減弱些［7］，對粘結界面的破壞力也較小。另外，當樁和樁道匹配時，樁就位過程中會對水門汀產生一定的“擠壓外排”作用，減少了水門汀內部氣泡和空隙的產生，提高了粘結層的質量，有利于纖維樁在根管內的固位力。在掃描電鏡觀察中可見，隨著粘結層厚度的增加，樹脂水門汀內部的氣泡數(shù)量增多，尺寸增大。Ⅲ組樹脂水門汀在低倍放大條件下即可見大小不等的氣泡，該組測得的粘結強度也最低，而且破壞方式也明顯的集中在牙本質和水門汀界面上，這可能是因為該組中樁道預備時使用的鉆頭直徑較大，形成了較厚的粘結層空間，在去除了根管充填物后，還將部分根管壁牙本質也一并去除，弱化了牙本質層的機械強度，纖維樁粘結后，只有用樹脂水門汀來填補被去除的牙本質，而樹脂水門汀的強度，泊松比和彈性模量均低于牙本質，使得樹脂水門汀和牙本質界面成為粘結的薄弱區(qū)域，在力學加載后，該界面首先出現(xiàn)破壞，導致纖維樁和水門汀一起從薄片試件中央脫落。Ⅱ組中也是水門汀和牙本質界面上的失敗為主要破壞方式，但是測得的粘結強度均值明顯高于Ⅲ組，有統(tǒng)計學差異。Ⅰ組卻完全不同，不僅粘結強度最高，而且其破壞方式也以混合破壞為主，樁和水門汀界面上的失敗僅占5%。因此，根管樁道預備時，應該在去凈根管壁充填物的前提下，盡量減少牙本質的磨除量，以保證根管壁的強度，并形成合適的纖維樁容納空間，這對于修復的成功是十分重要的。

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