不同樁核材料及箍結(jié)構(gòu)對前牙抗折強度的影響

李 錚 侯曉薇 劉 璇 張婉君 高琳青 劉 靜

上頜前牙位于牙弓前部易受外傷而折斷，由于其所處的解剖位置，修復(fù)時對美觀的要求和功能上的恢復(fù)同樣重要[1]。目前，對于上頜前牙冠折主要采用樁核冠方法修復(fù)。樁核冠修復(fù)體的成功與否受許多因素影響，其中樁核的固位與牙體組織的抗力是最為關(guān)鍵之處，臨床失敗病例多為修復(fù)后牙體組織折斷、樁折斷和修復(fù)體松動脫落[2]。影響樁核冠修復(fù)后患牙抗折強度的因素主要包括牙體結(jié)構(gòu)的變化、剩余牙體組織的多少、冠修復(fù)體的設(shè)計、牙本質(zhì)肩領(lǐng)的形態(tài)、樁的材料、樁的形態(tài)、咬合關(guān)系等[3，4]。樁核修復(fù)時的一個關(guān)鍵因素是制備牙本質(zhì)肩領(lǐng)，已有多數(shù)實驗肯定了完整牙本質(zhì)肩領(lǐng)對牙體抗折力的作用，而對折裂線位于齦下的不完整牙本質(zhì)肩領(lǐng)的抗折作用研究較少。臨床中發(fā)現(xiàn)前牙冠折往往腭側(cè)斷端位于齦下，唇側(cè)斷端位于齦上。本課題以樁核冠修復(fù)舌側(cè)劈裂的前牙殘冠，通過體外破壞性實驗，比較不同樁核材料和箍結(jié)構(gòu)對上頜前牙的抗折強度及牙折形式的影響，為臨床修復(fù)設(shè)計方式的選擇提供參考依據(jù)。

資料和方法

1.樣本選擇及分組

選擇完整的上頜中切牙28 顆，在放大鏡下進行檢查，要求無齲壞，無楔狀缺損，無牙折，無隱裂，無充填體或修復(fù)體，無內(nèi)吸收，無根管堵塞，牙根無明顯變異以及未做過根管治療。將所有的離體牙浸泡在0.9%生理鹽水中，并在整個實驗過程中注意保持離體牙的濕潤，防止其脫水干燥，影響抗折性。用卡尺測量每顆牙的牙根長度、牙頸部的唇舌徑和近遠中徑，用方差分析處理數(shù)據(jù)，統(tǒng)計學(xué)顯示無顯著性差異（P＞0.05）。

將以上28 個樣本隨機分為四組，每組7 個樣本兩種因素的兩個水平交互組合進行處理：A1 組：剩余釉牙骨質(zhì)界上8mm 牙體組織即去除冠部2mm 左右牙體組織+鎳鉻合金樁核冠修復(fù)組；A2 組：剩余釉牙骨質(zhì)界上8mm 牙體組織即去除冠部2mm 左右牙體組織+低金合金樁核冠修復(fù)組；B1 組：剩余釉牙骨質(zhì)界上2mm 牙體組織+鎳鉻合金樁核冠修復(fù)組；B2 組：剩余釉牙骨質(zhì)界上2mm 牙體組織+低金合金樁核冠修復(fù)組。

2.試件制備

對各組實驗牙進行常規(guī)根管治療，操作過程中用濕紗布包裹牙根，在非操作時間將實驗牙室溫下儲存于0.9%生理鹽水中保存2 周。A 組用高速渦輪機金剛砂片由唇側(cè)向腭側(cè)斜形片切，形成腭向斜折的殘根（片切面最高點位于釉牙骨質(zhì)界上8.0mm，最低點位于釉牙骨質(zhì)界處，即相當于齦下2mm 處）；將B 組實驗牙同樣用高速渦輪機金剛砂片由唇側(cè)向腭側(cè)斜形片切，形成腭向斜折的殘根（片切面最高點位于釉牙骨質(zhì)界上2.0mm，最低點同A 組）。預(yù)備樁道保留約4mm 的根尖封閉，直接法常規(guī)制作樁核蠟型，分別鑄造Ni-Cr 合金和Au-Pd 合金樁核，噴砂，樁核試戴合適后磷酸鋅水門汀粘固，指壓10min 左右至硬固后行牙體預(yù)備。冠緣止于唇面釉牙骨質(zhì)界上0.5mm，肩臺寬度為lmm。唇面觀核的總切齦向高度8mm，切向聚攏度約6°，鎳鉻合金鑄造（圖1）。將所有實驗標本保存于室溫生理鹽水中24 小時待用。于各試驗樣本唇側(cè)釉牙骨質(zhì)界下2mm 平面作標記，用小毛刷在此標記下的牙根表面均勻涂一層硅橡膠以模擬牙周膜，厚度約0.2mm。自凝塑料包埋待凝固打磨修整，制作成完整的樣本（圖2）。

3.破壞性力學(xué)測試

用自制夾具將試驗樣本固定于CMT7104 型電子萬能材料測試機（圖3）上，加載點為全冠腭側(cè)切1/3 與中1/3 交界處，加載方向與牙體長軸呈135°角，加載速度1.0mm/min，持續(xù)加載至試驗樣本發(fā)生折裂（圖4）。記錄折裂時的瞬間力值并觀察其折裂類型（圖5）。

圖1 試驗牙齒樣本

圖2 試驗樣本

圖3 CMT7104 型電子萬能材料測試機

圖4 破壞性力學(xué)測試

圖5 試驗樣本折裂類型

4.統(tǒng)計分析

采用SPSS13.0 版統(tǒng)計軟件處理，對4 組樣本的最大抗折裂載荷進行兩因素析因設(shè)計與方差分析，并進行兩兩比較（t檢驗），采用費歇爾精確概率檢驗法（Fisher’s exact test）對各組的牙折形式進行統(tǒng)計學(xué)分析。

結(jié) 果

1.破壞性力學(xué)實驗的測試結(jié)果（表1、2）

各組樣本的折裂力值依次為：614.79±39.03N，438.73±28.20N，430.13±32.99N，411.94±47.46N，A1 組的抗折裂值最大。對四組樣本之間的折裂力值進行析因分析：樁核材料因素P＜0.05，即樁核材料對折裂強度有顯著影響；箍結(jié)構(gòu)形式因素P＜0.05，即箍結(jié)構(gòu)形式對折裂強度有顯著影響。兩因素交互作用P＜0.05，可認為樁核材料和箍結(jié)構(gòu)形式兩個因素之間存在交互效應(yīng)。

2.牙折形式的觀察結(jié)果（表3）

牙折形式包括可修復(fù)性牙折（根頸1/3 的根折）和破壞性牙折（根中1/3 和根尖1/3 的根折）。利用費歇爾精確概率檢驗法（Fisher’s exact test）對各組破壞性牙折的發(fā)生率進行統(tǒng)計學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)各組之間無顯著性差異（P＞0.05）。

表1 各組樣本的折裂力值

表2 各組樣本折裂力值的統(tǒng)計學(xué)分析

表3 個組樣本的牙折形式

討 論

隨著年齡的增長，牙周膜厚度變薄，如在青年人中牙周膜厚約為0.21mm，在成年人厚約為0.18mm，到老年時，厚度減少到0.15mm 左右[5]。在本實驗中，用0.2mm 厚的硅橡膠來模擬牙周膜，既滿足了牙周膜厚度的要求，又能提供適當?shù)木彌_能力，提高了實驗的準確性。

生物學(xué)寬度即從齦溝底到牙槽嵴頂之間的恒定距離，包括結(jié)合上皮和牙槽峭頂以上的牙根結(jié)締組織，其寬度約為2mm。本實驗在包埋實驗離體牙時，為模仿正常的生物學(xué)寬度，使自凝塑料包埋至釉牙骨質(zhì)界下2mm 處。自凝塑料邊緣相當于牙槽峭頂?shù)奈恢?，使實驗牙齒受力狀態(tài)更接近于口腔內(nèi)的情況。

本實驗設(shè)計基于以樁核冠修復(fù)腭側(cè)劈裂的前牙殘冠，以上頜中切離體牙制備實驗?zāi)Ｐ?，試樣的加載點及加載方向模仿天然牙的生理咬合狀態(tài)，加載點為全冠腭側(cè)切1/3 與中1/3 交界處，加載方向與牙體長軸呈135°角，此角度模擬I 類咬合上下前牙的平均接觸角。靜態(tài)負荷實驗中加載速度是關(guān)鍵參數(shù)之一，加載速度減小抗折力會增大。對于牙的抗折實驗lmm/min 是比較合適的加載速度[6]，本實驗即采用這一速度，持續(xù)加載至試驗樣本發(fā)生折裂。通過比較不同樁核材料和箍結(jié)構(gòu)形式對前牙殘冠修復(fù)后抗折強度和折裂形式的影響，尋求更好的修復(fù)方法，為臨床工作提供一定的實驗參考。

目前有些學(xué)者建議使用纖維樁（20～50GPa）進行牙體缺損的修復(fù)。但是對樁核冠臨床修復(fù)設(shè)計時，需要對其牙體組織剩余量進行評價，如果牙體剩余量較少，箍結(jié)構(gòu)不完整或無箍結(jié)構(gòu)時，采用纖維樁進行修復(fù)后修復(fù)體的抗折能力較差，容易造成樁折斷，影響修復(fù)效果。所以本實驗選擇鎳鉻合金樁核材料和低金合金樁核材料作為非貴金屬樁核材料和貴金屬樁核材料的代表，比較兩者對舌側(cè)劈裂的前牙殘冠進行樁核冠修復(fù)后，其牙齒抗折強度和折裂形式的區(qū)別，以指導(dǎo)臨床的選擇。

彈性模量作為樁核材料的重要力學(xué)參數(shù)之一，對樁的性能有重要影響。在其它條件相同時，樁材料的彈性模量越高，剛性就越大，在外力作用下保持其固有尺寸和形狀的能力就越強[7]。在本實驗中，剩余牙體組織較多的情況下，鎳鉻合金樁核冠修復(fù)后牙體抗折強度高于低金合金樁核冠修復(fù)后，可能與兩種樁核系統(tǒng)的彈性模量有關(guān)。其原因可能是當樁核修復(fù)后的根管治療牙受到外力作用時，樁與牙本質(zhì)承受與其彈性模量成正比的應(yīng)力[8]。實驗中使用的是鎳鉻合金鑄造樁，其彈性模量較高，因此它是載荷的主要承載體，牙本質(zhì)內(nèi)的應(yīng)力峰值也就相應(yīng)地降低了，由于牙體發(fā)生折裂尤其是前牙發(fā)生折裂主要是因為受到了過大的沖擊載荷造成的，所以應(yīng)力峰值的降低對于防止牙體折裂具有重要意義。另一個原因可能是高彈性模量的鎳鉻合金鑄造樁核具有較高的抗彎強度，可以增強試件整體對抗彎曲應(yīng)變的能力，從而提高破壞力值[9]。但是鎳鉻合金樁核冠修復(fù)后的牙體折裂形式大多為破壞性根折。

人類一般日常咀嚼食物所需要的牙合力約為30～300N[10]。兩種樁核系統(tǒng)的抗折強度均高于300N，說明在有一定剩余牙體組織條件下，這兩種樁的抗力均可以保證前牙修復(fù)體功能的完成。

保留冠部牙本質(zhì)肩領(lǐng)可增強牙齒的抗折強度，降低牙頸部以下牙本質(zhì)的壓縮應(yīng)力，提高腭側(cè)頸部牙本質(zhì)的拉伸應(yīng)力，減少唇側(cè)牙本質(zhì)和根管壁受到的應(yīng)力，防止修復(fù)體移位，進而增強牙齒的抗折強度，提高樁核修復(fù)的成功率[11，12]。在本實驗中，鎳鉻合金樁核冠修復(fù)后，剩余牙體組織的多少即不同形式的箍結(jié)構(gòu)其抗折力有差別，剩余更多的牙體組織有助于提高牙根的抗折性能。其原因可能是：樁長是樁在牙體內(nèi)的長度，它由兩部分組成：根管內(nèi)樁的長度和牙本質(zhì)領(lǐng)所包繞的樁的長度。剩余牙體組織較多可以增加牙本質(zhì)領(lǐng)所包繞的樁的長度，即一定程度上增加了樁的長度。陳新民等[13]認為，樁長度的增加使樁細長比增大，從而使樁周抗力性增大，即提高了樁根聯(lián)合體的水平承載力，隨著樁長度的增加核樁冠修復(fù)體水平承載力明顯增加。因此臨床上應(yīng)盡量保留冠部剩余牙體組織，以增加牙本質(zhì)肩領(lǐng)高度，獲得最大的箍效應(yīng)。

該試驗中盡管四組的破壞性牙折發(fā)生率沒有統(tǒng)計學(xué)差異，但是數(shù)據(jù)還是有一定差別，其原因可能是：由于鎳鉻合金的彈性模量大于低金合金，在受到載荷時，高彈性模量材料吸收的應(yīng)力較低，將載荷更多地傳導(dǎo)至根部牙體組織導(dǎo)致根折發(fā)生，且其折裂模式中多數(shù)患牙不能進行再次修復(fù)[14]。樁核材料的彈性模量小，負荷時牙根中上部承擔的荷載就越大，而樁尖周圍應(yīng)力峰值則隨之減小，這種應(yīng)力分布模式有利于對牙體組織的保護。

本實驗中牙折的折裂線多為從冠邊緣或根頸1/3 起始，其原因可能是：天然牙的牙頸部本身就存在應(yīng)力集中現(xiàn)象；載荷力直接通過全冠施加至牙體肩臺處，金屬全冠的銳邊可能導(dǎo)致應(yīng)力在此處集中；彈性模量的不同使得應(yīng)力在剛性的全冠與弱剛性的牙本質(zhì)交界處發(fā)生集中。

不同的樁核材料和箍結(jié)構(gòu)的形式這兩個因素對牙的抗折強度有交互作用。據(jù)實驗結(jié)果來看，我們應(yīng)當盡量保存剩余牙體組織，使用彈性模量相對較小的樁核，以提高遠期修復(fù)效果。在本實驗中對離體牙施加的是集中載荷， 而在口腔內(nèi)修復(fù)體實際受到的是動態(tài)的、更為復(fù)雜的力的作用， 而且對于口腔內(nèi)溫度、濕度及牙周組織的模擬，由于實驗條件的限制與真實情況還是有一定的差別，更精確的結(jié)果，還有待進一步的實驗研究。