可塑纖維樁修復(fù)前磨牙鄰面缺損的實驗研究*

李 寧 王 丁 白保晶

前磨牙由于其位置及解剖結(jié)構(gòu)的特點，齲壞率高達30-55%[1-4]，造成的缺損常齊齦或位于齦下較深[5-7]，患者就診時已經(jīng)累及牙髓及根尖周組織，此時需要進行完善的根管治療和樁核冠修復(fù)來控制感染和恢復(fù)功能。但前磨牙的單根管多為不規(guī)則的扁圓形或橢圓形，修復(fù)時常用的樁核材料為鑄造金屬樁、CADCAM 氧化鋯樁、預(yù)成纖維樁：鑄造金屬樁和CADCAM氧化鋯樁可以恢復(fù)牙體缺損的范圍較大，與根管壁及牙體組織貼合性好，但其彈性模量明顯大于牙本質(zhì)，遠期折裂率較高，且折裂模式不利于再次修復(fù)[8,9]；預(yù)成纖維樁可以恢復(fù)的牙體缺損范圍較小，外形為圓柱狀，與不規(guī)則根管適合性差，可能會影響樁的固位及樹脂粘接后的微滲漏等。可塑纖維樁可以塑成與根管形態(tài)一致的根樁并恢復(fù)較大范圍的牙體缺損，彌補了預(yù)成纖維樁臨床應(yīng)用中的部分不足。本研究擬通過體外循環(huán)加載及靜態(tài)加載實驗，比較前磨牙大面積鄰面缺損時，可塑纖維樁核冠與預(yù)成纖維樁核冠和鑄造樁核冠抗折性能的差別。為臨床前磨牙大面積鄰面缺損的樁核冠修復(fù)提供參考。

1.材料和方法

1.1 材料和器械 新鮮離體上頜第二前磨牙，石英纖維樁（RTD，Macro-Lock Post，法國），可塑纖維（StickTech,everstick C&B，芬蘭），K 型擴大針（DENSPLY，美國），牙膠尖（DENSPLY，，美國），樹脂水門?。ㄅ甥惖牵珽mbraceTM，美國），硅橡膠印模材（DMG，Silagum，Automix Light，德國），硅橡膠印模材（Dublisil 15，德國），游標(biāo)卡尺（0-150mm，精度0.1mm），自凝樹脂（松風(fēng)，日本），金剛砂車針（松風(fēng)，日本），平行研磨儀（BEGO Paraflex，德國），萬能實驗機（SHIMADZU，AG-X plu日本），冷熱循環(huán)儀（TC-50MF冷熱循環(huán)儀，中國），玻璃離子水門?。?M ESPE,Ketac Cem，美國）。

1.2 樣本牙的選擇 牙體形態(tài)正常，單根單管，根管扁圓形，牙體組織無畸形及發(fā)育缺陷，去除牙根部殘余的牙周組織，蕩洗，體視顯微鏡下觀察確認牙體組織無明顯隱裂，置于0.1%麝香草酚溶液中，密閉避光冷藏。使用精度0.1mm的游標(biāo)卡尺對每顆牙齒進行測量，測量指標(biāo)包括冠長、冠寬、冠厚、頸寬、頸厚、根長、全長，每項指標(biāo)取3次測量值的平均值，進行以降低偏倚。

1.3 實驗分組 將30顆離體前磨牙按照隨機表法分為A、B、C三組，每組10顆。A組為試驗組，B、C組為對照組。三組的修復(fù)方式分別為：A組：可塑纖維樁核冠；B組：鑄造樁核冠；C組：預(yù)成纖維樁核冠。對三組樣本的牙體測量數(shù)據(jù)進行均一性檢驗，結(jié)果顯示各組數(shù)據(jù)均呈正態(tài)分布，使用重復(fù)變量的方差分析進行檢驗，三組各項測量數(shù)據(jù)無顯著差異。

1.4 實驗方法

1.4.1 根管治療 去凈離體牙牙周膜及根面污物，開髓，拔髓，工作長度為斷面至根尖長度減0.5 mm，使用Protaper NI-TI銼預(yù)備至根尖峽部，0.9%生理鹽水和3%雙氧水交替沖洗根管，吸潮紙尖干燥根管，垂直加壓法熱牙膠充填根管，暫封，密閉避光置于0.1%麝香草酚溶液。

1.4.2 樁核預(yù)備 在持續(xù)水霧冷卻下，使用高速渦輪機金剛砂車針去除牙冠部分組織，保留釉牙骨質(zhì)界上3.5mm的根部，遠中鄰面截至斷面以下2.5mm，斷面寬度3mm（如圖1所示）。然后使用P鉆進行樁道預(yù)備，保留4mm根尖封閉，在遠中斷面水平、斷面下5mm水平、斷面距根尖4mm水平三個層面，在近中、近頰、頰側(cè)、遠頰、遠中、遠舌、舌側(cè)、近舌八個位點測量根管壁厚度，使根管預(yù)備后的根管壁厚度均占根管徑的三分之一，各軸角過度平緩（如圖1、2所示）。各組的樁核修復(fù)方式如下：

圖1

圖2

A組：可塑纖維樁核冠，剪取適量長度（約14mm）的可塑纖維，插入根管試戴，根據(jù)需要斜向剪出所需錐度、并根據(jù)根管大小增加適量的附樁，使可塑纖維充滿根管，以充分適應(yīng)根據(jù)根管形態(tài)，并恢復(fù)適量的冠部組織，牙合向光固化40s后取出，體外再光照固化40s，使之充分固化。向根管內(nèi)注入適量的自粘接樁核樹脂水門汀，將纖維樁充分就位光固化，進行全冠牙體預(yù)備。

B組：鑄造樁核冠，采取DMG加成硅橡膠印模，灌制石膏模型，制作鈷鉻合金鑄造樁核，于根管內(nèi)放入適量的Ketac Cem玻璃離子水門汀(速調(diào)粘固型)，指壓就位，待水門汀完全固化后行全冠牙體預(yù)備。

C組：預(yù)成纖維樁核冠，選取與根管粗細相匹配的RTD套裝中預(yù)成纖維樁，向根管內(nèi)注入樁核樹脂水門汀，纖維樁充分就位后光固化，全冠牙體預(yù)備。

1.4.3 全冠牙體預(yù)備 按照全瓷冠牙體預(yù)備標(biāo)準進行牙體預(yù)備，設(shè)計寬度為1mm的直角肩臺，高度2mm的牙本質(zhì)肩領(lǐng)，樁核頂部與肩臺的垂直高度為6mm（如圖3、4所示），使用平行研磨儀保證樁核聚合度為6°，各軸線角圓鈍（如圖5所示）。遠中鄰面缺損處用拋光車針高度拋光，減少修復(fù)后對牙周組織的刺激。取模制作鑄造全冠。

圖3

圖4

圖5

圖6

1.4.4 全冠的制作及粘接 制作全冠蠟型（如圖6所示）、包埋蠟型、鑄造、常規(guī)噴砂、拋光,得到標(biāo)準鑄造鈷鉻金屬冠試戴合適后玻璃離子水門汀指壓就位,牙合面處沿牙長軸40N加壓10min,去除多余水門汀。

1.4.5 冷熱循環(huán)試驗 設(shè)置5℃和55℃兩個恒溫水槽,先將所有試件置于55℃恒溫水槽保持30秒,空氣中轉(zhuǎn)移5秒,再放入5℃恒溫水槽保持30秒,再在空氣中轉(zhuǎn)移5秒,以此計一個循環(huán)周期?？傆嬤M行5000個循環(huán)。

1.4.6 試件的包埋 將牙根釉牙骨質(zhì)界下2mm包裹厚度均勻的熔融蠟,在正方體模具內(nèi)包埋于自凝樹脂中,待蠟?zāi)毯笕〕鲈嚰崴疀_去牙根表面的蠟,在自凝樹脂的牙窩內(nèi)注入高流動性硅橡膠,將牙根復(fù)位,待硅橡膠凝固后就在牙根表面附著了一層高彈性的硅橡膠,以模擬牙齒的牙周膜。

1.4.7 循環(huán)加載試驗 使用動態(tài)力學(xué)試驗機,夾具固定包埋牙體組織的自凝樹脂塊,加載位置為修復(fù)體的腭尖頰斜面中間位置,牙體長軸與加載軸的角度為20度,加載力160N,每秒加載10次,總計進行240000次加載。

1.4.8 靜態(tài)加載試驗 夾具固定包埋牙體組織的自凝樹脂塊,加載點及角度同上,以1mm/min的速度進行加載,直至修復(fù)體發(fā)生折裂,記錄折裂時的最大載荷,測量折裂最低點與冠邊緣的垂直距離并記錄折裂模式（牙冠脫落和折裂最低點于頸部三分之一時為可再修復(fù)折裂,折裂最低點于中三分之一和牙根三分之一為不可再修復(fù)折裂）。

1.5 統(tǒng)計分析 采用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件對各樣本的抗折強度數(shù)據(jù)進行重復(fù)變量資料的方差分析。采用Fisher確切概率法分析對比各組折裂模式。

1.6 結(jié)果 三組的最大載荷及折裂深度如表1所示,方差分析結(jié)果表明：B組與A組、C組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05),而A 組、C 組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。

表1 三組樁核冠的抗折強度和折裂深度

A組、C組所有修復(fù)體的折裂均為可再修復(fù)性折裂;而B組的試件,7個是可再修復(fù)性折裂,3個是不可再修復(fù)性折裂。Fisher確切概率法分析結(jié)果表明：①B組與A組、C組異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05),而A組、C組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。

2.討論

橢圓形或者扁圓形單根管在前磨牙的占有率較高,臨床中使用預(yù)成纖維樁進行修復(fù)時貼合性較差,較厚的粘接層會對樁核的固位和抗力造成影響[10-14]。為了達到頰舌向與根管的貼合,就需要過多的擴大樁道,這樣會使本來厚度偏薄的根管側(cè)壁強度更差。采用失蠟技術(shù)制作的鑄造樁核以及使用計算機CAD-CAM制作的氧化鋯樁核,與根管適合性良好,對牙體大面積缺損具有獨特優(yōu)勢。但是由于其彈性模量與牙本質(zhì)差異較大,造成修復(fù)體的應(yīng)力分布不均勻,遠期根管折裂的發(fā)生率較高,且折裂模式不利于再修復(fù)。

本實驗中使用的可塑纖維具有良好的可塑性,可以塑成與根管形態(tài)一致的根樁,成為個體化的纖維樁,并恢復(fù)一定范圍的牙體組織缺損。可塑纖維樁具有獨特的互滲透聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成類似鋼筋水泥的機構(gòu),固化前有一定的可塑性,固化后的撓曲強度可達到700-1280MPa[15],完全可以滿足牙齒行使功能時的咀嚼力[16,17];其獨特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使纖維束表面能夠被樹脂部分溶解,樹脂可以深入纖維內(nèi)部,在樹脂和纖維之間既形成化學(xué)結(jié)合力,也形成機械結(jié)合力,使其粘接強度可以達到22.8MPa[18];其彈性模量為16GPa,牙本質(zhì)的彈性模量為18.6GPa,兩者接近,可有有效的分散咀嚼壓力[19],在發(fā)生樁核折裂或者繼發(fā)根尖炎癥時,可以方便的進行再次牙根治療或修復(fù);樁道預(yù)備時可以保留根管原始的形態(tài),通過塑形纖維樁來提高貼合性,盡可能保留根管壁的厚度,增加牙體組織的抗力性,符合現(xiàn)代修復(fù)學(xué)的微創(chuàng)理念。本實驗中所用的預(yù)成纖維樁彈性模量為20GPa,彈性模量為1600MPa。

修復(fù)體在口腔中難免產(chǎn)生老化,研究人員將修復(fù)體置于冷熱交替的環(huán)境中來模擬口腔咀嚼時的溫度變化,以驗證修復(fù)體的長期穩(wěn)定性[20]。ISO11450規(guī)定,修復(fù)體在5℃和55℃水中循環(huán)500次即可滿足要求,但隨著粘接技術(shù)的發(fā)展,500次不足以造成粘接界面的破壞,因此本試驗將冷熱循環(huán)的次數(shù)定為5000次。另外,在日常行使正常咀嚼功能時,牙體組織承受的是低強度、高頻率的負荷。因此與靜態(tài)加載試驗相比,循環(huán)加載試驗可以更好地模擬這種低強度、高頻率的負荷。成年人的上頜第二前磨牙在生理條件下的最大合力為33.7Kg[21]。試驗中模擬上頜前磨牙行使咀嚼功能時的受力情況,選擇載荷為160N,加載次數(shù)24萬次,模擬1年正常咀嚼的咬合次數(shù)[22]。

力學(xué)測試結(jié)果表明,可塑纖維樁核冠的最大載荷為1100.5±351.8N,遠遠大于前磨牙約320N的最大牙合力,完全可以滿足修復(fù)體在口腔中的應(yīng)用要求。前磨牙遠中大面積缺損在不影響牙周狀況的情況下進行直接樁核冠修復(fù),沒有360度的牙本質(zhì)肩領(lǐng),三組在經(jīng)歷冷熱循環(huán)和循環(huán)加載后均能滿足臨床抗力需求?？伤芾w維樁核冠與傳統(tǒng)的預(yù)成纖維樁核冠在折裂模式、折裂深度及抗折強度方面無明顯差異,與鑄造樁核冠存在統(tǒng)計學(xué)差異。

本實驗中可塑纖維樁核冠與傳統(tǒng)預(yù)成纖維樁核冠的抗折強度及折裂模式、折裂深度無統(tǒng)計學(xué)差異。預(yù)成纖維樁核冠的抗折強度值低于可塑纖維樁核冠,分析其原因：樁核的撓曲強度越高,抗折強度越高,可塑纖維樁核雖然撓曲強度較低[23],但因其無需過多的預(yù)備根管,最大程度的保留了根管側(cè)壁的厚度,與根管的貼合性較好,較預(yù)成纖維樁更粗;可塑纖維表面富含未固化的聚甲基丙烯酸樹脂[24,25],樹脂可以滲入纖維,光固化后形成化學(xué)粘接和機械結(jié)合,增加粘結(jié)強度?？伤芾w維樁核冠的斷裂深度小于預(yù)成纖維樁核冠,分析其可能的原因：兩者的彈性模量雖都接近于牙本質(zhì),均有利于分散咀嚼壓力,但可塑纖維樁的彈性模量較牙本質(zhì)稍低,其對根管壁的保護作用稍有優(yōu)勢。

由于本研究的局限性,可塑纖維樁核在抗脫位、微滲漏和牙周方面與預(yù)成纖維樁核是否存在差異,還需要試驗進一步驗證。

3.結(jié)論

本研究的結(jié)果提示,可塑纖維樁可以滿足前磨牙鄰面大面積缺損臨床修復(fù)的力學(xué)需求,且折裂模式優(yōu)于傳統(tǒng)鑄造樁核冠。