循環(huán)加載對不同樁核修復(fù)后牙體抗折強度的影響

李萍 朱智敏

1.四川省第四人民醫(yī)院口腔科，成都 610016 2.口腔疾病研究國家重點實驗室 華西口腔醫(yī)院修復(fù)科（四川大學(xué)），成都 610041

核樁冠技術(shù)是臨床中修復(fù)殘冠殘根的重要手段，應(yīng)用十分廣泛。核樁冠作為一種永久性修復(fù)體，在口內(nèi)長期處于動態(tài)的力學(xué)環(huán)境之中，每天常要承受數(shù)百次的循環(huán)載荷[1]，據(jù)臨床觀察修復(fù)失敗多見于使用較長一段時間之后。目前國內(nèi)外學(xué)者[2-4]對不同樁核系統(tǒng)的抗折性能進行了大量的研究，這些研究多為樁核修復(fù)完成后采用靜態(tài)加載的方法對根管樁核系統(tǒng)的機械強度進行測試，主要反映的是樁核修復(fù)后的即刻狀態(tài)，與臨床實際有一定的差別。本研究通過體外實驗，用循環(huán)加載的方式模擬核樁冠修復(fù)一段時間后的狀況，在相同的實驗條件下比較鑄造金屬樁核修復(fù)、玻璃纖維加強復(fù)合樹脂樁核修復(fù)和樹脂充填修復(fù)后牙體的抗折強度及折裂形式，了解遠期修復(fù)效果，對臨床選用不同樁核修復(fù)提供指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 材料

齒科鑄造用鎳鉻合金（矢田化學(xué)工業(yè)株式會社，日本），Tenax Fiber White高強度玻璃纖維復(fù)合樹脂預(yù)成根管樁、ParaPost Cement根管樁樹脂水門汀、ParaCore高強度雙重固化復(fù)合樹脂樁核材料（Coltene/Whaledent公司，瑞士）。

1.2 離體牙的選擇

選擇15顆近3個月內(nèi)由于正畸需要拔除的下頜單根管前磨牙，在放大鏡下進行檢查，要求無楔狀缺損、齲壞、隱裂、根管堵塞，未做過根管治療，牙根無明顯變異[5]。將離體牙浸泡在0.9%生理鹽水中。

1.3 實驗牙的分組

將離體牙根據(jù)修復(fù)材料的不同分為鑄造金屬樁核組（A組）、玻璃纖維加強復(fù)合樹脂樁核組（B組）、樹脂充填組（C組），每組5個樣本。為減少實驗誤差，采用配伍的方法，將3顆形態(tài)大小相似的牙組成一個配伍組，共5個配伍組。每個配伍組中的3顆離體牙按照隨機的原則，分別納入A、B、C 3組中。采用隨機區(qū)組設(shè)計的方差分析進行統(tǒng)計學(xué)處理，發(fā)現(xiàn)各組樣本在根長、頰舌徑、近遠中徑等方面無顯著差異，保證了各組間具有可比性。

1.4 試件制備

1.4.1 根管治療 對試件進行常規(guī)根管治療，平齊頰側(cè)釉牙骨質(zhì)界冠方3 mm處去除離體牙冠方牙體組織，使得截斷面與牙體長軸垂直。

1.4.2 離體牙的包埋 用特制模具將牙垂直包埋于自凝塑料內(nèi)，用硅橡膠模擬牙周膜[6]。將牙冠截斷面處最大頰舌徑的延長線標記在樹脂圈上，用于調(diào)整測試階段的加力方向[7]。

1.4.3 牙本質(zhì)領(lǐng)及肩臺的預(yù)備 在牙冠截斷面上，用一特制的標志物畫出統(tǒng)一的形狀，使用平行研磨儀，按標記線研磨成統(tǒng)一的形狀，使得牙本質(zhì)領(lǐng)高度為2 mm；肩臺為鉆針統(tǒng)一形成的圓凹形，位于釉牙骨質(zhì)界上1 mm[7]。

1.4.4 樁核制作 A組：使用直徑為1.3 mm纖維樁專用擴孔鉆預(yù)備根管至釉牙骨質(zhì)界下8 mm，嵌體蠟取出樁核蠟型，磷酸鹽包埋料常規(guī)包埋，鎳鉻合金鑄造，噴砂。使用ParaPost樹脂水門汀將表面已涂布金屬處理劑的鑄造金屬樁核粘接至根管內(nèi)。B組：根管預(yù)備同A組，使用ParaPost樹脂水門汀將直徑為1.3 mm纖維樁粘接到根管內(nèi)，并在纖維樁上堆塑ParaCore樹脂核。C組：去除釉牙骨質(zhì)界下4 mm的牙膠尖，酸蝕、粘接前預(yù)處理同B組，然后直接將ParaCore樁核樹脂注入根管內(nèi)，并形成樹脂核。

1.4.5 牙體預(yù)備 使用平行研磨儀進行調(diào)磨，使其成為高度為4 mm，錐度為6°的預(yù)備體。

1.4.6 金屬底層冠的制作及粘接 制作蠟型，包埋，使用高熔鈷鉻合金（CW-PA）進行鑄造、噴砂、試戴，金屬底層冠面為1.5 mm厚的平面。用平行研磨儀在頰側(cè)頸緣以上3 mm處磨出一個小臺階，臺階的方向與前面標記的最大頰舌徑延長線的方向垂直，以便強度測試時作為承力點[7]。使用3M Ketac Cem玻璃離子粘接劑粘接。

1.5 循環(huán)加載試驗

將試件在自控電動循環(huán)加載機上進行300 000次的循環(huán)加載[1]，加載頻率為2.33 Hz，循環(huán)載荷為95～105 N，垂直加壓于試件面。整個過程試件均浸泡在0.9%生理鹽水中。循環(huán)加載后對試件進行檢查，未發(fā)現(xiàn)有牙體的折裂、金屬全冠的松動、樹脂圈的折裂等。

1.6 冷熱循環(huán)試驗

將試件再進行1 000次5～55 ℃的冷熱循環(huán)。試件在5 ℃和55 ℃水槽中浸泡時間分別為20 s，轉(zhuǎn)移時間為10 s，一個循環(huán)周期為60 s。

1.7 強度測試

將所有的試件在萬能材料實驗機上測試其抗折強度。加載頭與牙體長軸呈135°角，以1 mm·s-1的速度逐漸加力直至試件斷裂，記錄下試件斷裂時的力值以及試件的破壞形式。

1.8 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 13.0統(tǒng)計學(xué)軟件對各種樁核修復(fù)牙體抗折強度進行隨機區(qū)組設(shè)計的方差分析，并用Student-Newman-Keuls法（SNK法）對多個樣本均數(shù)進行兩兩比較。采用費歇爾精確概率檢驗法對各組的破壞形式進行統(tǒng)計學(xué)分析。

2 結(jié)果

2.1 循環(huán)加載后各種樁核修復(fù)牙體的抗折強度

A、B、C組破壞載荷分別為（0.89±0.22）、（1.09±0.24）、（1.10±0.33）kN。經(jīng)隨機區(qū)組設(shè)計的方差分析，各種樁核修復(fù)牙體抗折強度間有差異（P=0.003）。使用SNK法行兩兩比較，發(fā)現(xiàn)B組與C組抗折強度無差異，A組強度顯著低于前兩者。

2.2 循環(huán)加載后破壞形式的觀察

A組主要為不可修復(fù)性折裂，而B組和C組主要為可修復(fù)性折裂。采用費歇爾精確概率檢驗法對各組的破壞形式進行統(tǒng)計學(xué)分析，各種樁核修復(fù)試件破壞形式不同（P=0.021）。

3 討論

3.1 循環(huán)加載方法的選擇

在正常的咀嚼活動中牙體組織承受的是低強度、高頻率的負荷，而長期使用的修復(fù)體可因疲勞而導(dǎo)致修復(fù)失敗。本實驗采用在一定的循環(huán)載荷下反復(fù)循環(huán)加載一定次數(shù)后，將未破裂的試件靜態(tài)加載直至斷裂的方式，雖只能模擬修復(fù)體在口內(nèi)使用一段時間后的狀況，但是仍能反映出牙體抗折強度隨時間變化的趨勢，是模擬口內(nèi)咀嚼的一種經(jīng)濟有效的方法[8]。

Wiskott等[1]研究認為循環(huán)加載實驗加載次數(shù)至少應(yīng)達300 000次對臨床才有意義，而且此時加載的負荷應(yīng)在121.1 N±69.6 N范圍內(nèi)。本實驗使用的是下頜前磨牙，所以選擇循環(huán)載荷為95～105 N，共加載300 000次模擬口內(nèi)1年的咀嚼次數(shù)，加載頻率為2.33 Hz。

3.2 循環(huán)加載后不同樁核修復(fù)對牙體抗折強度的影響

循環(huán)加載后B組和C組的強度顯著高于A組，這與其他研究結(jié)果[5,9]一致。分析原因可能是在循環(huán)加載作用力下剛性的鑄造金屬樁核不斷地將應(yīng)力傳導(dǎo)至樁尖處的牙本質(zhì)，從而在該處形成一個應(yīng)力集中點，降低了該處牙體的強度。而彈性模量與牙本質(zhì)接近的纖維樁則把應(yīng)力均勻的傳導(dǎo)至根管壁，使牙體強度變化不大。

分析C組具有良好的修復(fù)效果的原因可能是使用的樁核樹脂材料為ParaCore高強度雙重固化復(fù)合樹脂，強度高，流動性好，有效地減少根管內(nèi)出現(xiàn)“死區(qū)”的概率，增強抗折性；且ParaCore樁核材料通過與根管壁良好的結(jié)合提高無髓牙本質(zhì)的抗折力；另外該組根管預(yù)備時只是去除了根管口下4 mm牙膠，未繼續(xù)擴大根管，盡量地保留了剩余牙體組織[10]。

3.3 循環(huán)加載后不同樁核修復(fù)對破壞形式的影響

A組全為不可修復(fù)性折裂，這與其彈性模量遠遠超過牙本質(zhì)有關(guān)。B組和C組折裂形式主要為可修復(fù)性折裂。實驗所使用的玻璃纖維樁和ParaCore樁核樹脂材料彈性模量與牙本質(zhì)接近[11]，不改變剩余牙本質(zhì)內(nèi)的應(yīng)力分布，當(dāng)受到較大外力時，應(yīng)力仍然集中在根頸部。故實驗中這兩組主要為可修復(fù)性牙折[12]。

從本實驗結(jié)果可見，A組在經(jīng)過循環(huán)加載和冷熱循環(huán)后，抗折強度較低，并且折裂形式為不可修復(fù)性折裂，因此推測金屬樁核修復(fù)臨床遠期效果不理想。B組和C組在循環(huán)加載后抗折強度較高，而且牙折形式有利于再修復(fù)，因此有利于對根管治療牙的保護。尤其對于根管彎曲、形狀不規(guī)則、多根管或者根管較細等不便于根管預(yù)備或者預(yù)備時會去除過多健康牙體組織的患牙可以考慮使用樹脂充填修復(fù)法。

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