不同墊底材料和固位深度高嵌體修復(fù)上頜前磨牙的抗折性能研究

吳 潔 張 釗 袁 碩 馬曉平

上頜前磨牙頸部縮窄，位于牙弓拐角處，在咀嚼運(yùn)動中受的側(cè)向力較大[1]。食物嵌塞致上頜前磨牙產(chǎn)生齲壞是其根管治療的常見病因,由此形成的鄰a牙合缺損是臨床上常見的缺損類型。上頜前磨牙的結(jié)構(gòu)及位置特征致其失髓后折裂的風(fēng)險(xiǎn)較大，為其選擇合適的修復(fù)方案至關(guān)重要。以往多選擇全冠或樁核冠進(jìn)行修復(fù)治療，修復(fù)過程中會對牙頸部進(jìn)一步切削，對于頸部縮窄的前磨牙而言會對其強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響，且樁核結(jié)構(gòu)的置入可能會增加根折的風(fēng)險(xiǎn)[2]。高嵌體保留頸部組織不預(yù)備，使牙體缺損的修復(fù)更加微創(chuàng)，而且對于牙周組織的健康更為有利[3]。以往的體外研究證實(shí)在前磨牙和磨牙修復(fù)中，高嵌體可獲得比全冠更高的抗折強(qiáng)度[4，5]，伴隨著材料學(xué)及粘接技術(shù)的發(fā)展，其臨床應(yīng)用逐漸廣泛并取得了良好的效果。然而在臨床工作中，對高嵌體固位深度及墊底材料的要求尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，制備深度過大可能會削弱基牙強(qiáng)度，制備深度不足又可能導(dǎo)致固位力不足，髓腔墊底材料對高嵌體起支撐作用或?qū)?修復(fù)體整體結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定有影響，因此探尋合理的固位深度、適宜的墊底材料對于維護(hù)高嵌體的固位和穩(wěn)定非常必要。本研究圍繞以上兩個(gè)因素進(jìn)行研究，以期為高嵌體在前磨牙修復(fù)中的應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)。

材料和方法

1.實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備

復(fù)合樹脂（3M Filtek P60，美國)，流動樹脂（3M Filtek Z350 XT Flowable Restorative，美國），樹脂粘接劑(3M Single Bond Universal Adhesive，美國），數(shù)字化掃描儀（3shape trios，丹麥），標(biāo)準(zhǔn)牙列模型（Nissin，日本），IPS e.max CAD 瓷塊（義獲嘉，列支敦士登），Programat 數(shù)字化研磨儀（vhf，德國），燒結(jié)爐（義獲嘉，列支敦士登），IPS Ceramic Etching Gel 氫氟酸凝膠（義獲嘉，列支敦士登），Mutilink N 樹脂粘接套裝（義獲嘉，列支敦士登），萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（OmniTest，英國）。

2.研究對象

收集因正畸需要拔除的新鮮離體上頜第一前磨牙80 顆，要求無牙體缺損，無充填物，無裂紋及發(fā)育異常，無變色，根尖發(fā)育完全，測量其形態(tài)尺寸與王慧蕓的統(tǒng)計(jì)一致[6]，并對所有樣本牙的尺寸指標(biāo)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)及方差齊性檢驗(yàn)、方差分析，分析結(jié)果顯示所有樣本牙形態(tài)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。將離體牙逐一置于標(biāo)準(zhǔn)牙列模型上，用口腔掃描儀記錄其原始形態(tài)STL 數(shù)據(jù)并保存，同時(shí)制作硅橡膠導(dǎo)板用以指導(dǎo)牙體預(yù)備。除操作時(shí)間外，離體牙置于0.9%生理鹽水中，于4℃冰箱中保存，保存時(shí)間不超過30 天。本研究已通過倫理學(xué)審查（編號：【2020】033），且離體牙的收集均獲得了患者的知情同意。

3.洞形制備及分組

隨機(jī)挑選10 顆離體牙納入對照組D 組，不進(jìn)行牙體預(yù)備。將剩余70 顆離體牙制備成鄰牙合缺損1∕3洞形：牙合面洞近遠(yuǎn)中徑為近遠(yuǎn)中邊緣嵴距離的1∕3,頰舌徑為頰舌尖距離的1∕3，預(yù)備深度達(dá)根管口，盡量保證牙合面洞軸壁與牙齒長軸平行；而后向遠(yuǎn)中擴(kuò)展制備鄰面洞，控制鄰面洞的頰舌徑為遠(yuǎn)中邊緣嵴的1∕3,頰舌壁平行，齦階位于釉牙骨質(zhì)界冠方2 mm（圖1）。

圖1 鄰牙合缺損洞形制備

行根管治療后，根據(jù)墊底材料和固位深度的不同，將70 顆離體牙隨機(jī)分為A、B1、B2、B3、C1、C2、C3 組共7 組（n=10）：A 組：無墊底樹脂組；B1 組：3M Filtek P60 復(fù)合樹脂墊底，固位深度2 mm；B2 組：3M Filtek P60 復(fù)合樹脂墊底，固位深度3 mm；B3 組：3M Filtek P60 復(fù)合樹脂墊底，固位深度4 mm；C1 組：3M Filtek Z350 XT Flowable Restorative 流動樹脂墊底，固位深度2 mm；C2 組：3M Filtek Z350 XT Flowable Restorative 流動樹脂墊底，固位深度3 mm；C3 組：3M Filtek Z350 XT Flowable Restorative 流動樹脂墊底，固位深度4 mm。

洞壁涂布3M Single Bond Universal Adhesive 粘接劑，依據(jù)分組設(shè)計(jì)，B1-B3 組離體牙用3M Filtek P60 復(fù)合樹脂、C1-C3 組離體牙用3M Filtek Z350 XT Flowable Restorative 流動樹脂參照硅橡膠導(dǎo)板將窩洞充填完整。而后行全瓷高嵌體牙體預(yù)備，牙合面均勻磨除2 mm,邊緣采用對接形，固位深度按設(shè)計(jì)分別制備成2 mm、3 mm、4 mm（圖2）。牙合面洞壁預(yù)備至與充填樹脂交界的牙體組織，并盡量保證洞壁與牙長軸平行，自牙合面洞遠(yuǎn)中緣向遠(yuǎn)中擴(kuò)展至遠(yuǎn)中鄰面，鄰面洞頰舌壁預(yù)備至健康牙體組織，外展度約6 度，齦階位于齦上約2 mm，寬度1 mm。A 組不墊底，直接行高嵌體牙體預(yù)備，方法同上。

圖2 固位深度示意圖

4.修復(fù)體制作與粘接

牙體預(yù)備完成后，固定于標(biāo)準(zhǔn)牙列模型上用口腔掃描儀制取數(shù)字化印模，參照牙體預(yù)備前STL 數(shù)據(jù)以三維配準(zhǔn)復(fù)制模式行高嵌體設(shè)計(jì)，數(shù)字化研磨儀切削IPS e.max CAD 瓷塊,燒結(jié)后完成制作。高嵌體試戴合適后粘接，行粘接面處理（IPS Ceramic Etching Gel 氫氟酸凝酸蝕20s 加Monobond 硅烷偶聯(lián)劑涂布反應(yīng)60 s），預(yù)備體表面處理（primer A、B處理劑1：1 混勻后涂布牙釉質(zhì)30 s、牙本質(zhì)15 s），將適量Multilink N 樹脂涂布至粘接面，施壓至修復(fù)體就位，去除多余粘接劑，每個(gè)面光固化20 s，靜置24 h。

5.包埋與抗折強(qiáng)度測試

將全部樣本釉牙骨質(zhì)界根方2 mm 以下包埋于自凝樹脂底座中，置于萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗折強(qiáng)度測試，為模擬上頜前磨牙咀嚼受力模式，以腭尖頂為加載點(diǎn)，選用直徑為5 mm 的加載頭，加載速度1.0 mm∕min，角度與牙長軸成20 度[7](圖3）。記錄修復(fù)體折裂時(shí)的載荷值及折裂模式，將折裂模式分為以下兩類（圖4、圖5）。I 類折裂模式即可修復(fù)性折裂模式（折裂線未超過釉質(zhì)牙骨質(zhì)界根方2 mm）：Ia修復(fù)體脫落；Ib僅修復(fù)體折裂；Ic修復(fù)體及基牙折裂未超過釉牙骨質(zhì)界根方2 mm；II 類折裂模式即不可修復(fù)性折裂模式（折裂線位于釉牙骨質(zhì)界根方2 mm以下）：IIa根縱折；IIb根橫折；IIc混合根折。

圖3 抗折強(qiáng)度測試

圖4 可修復(fù)折裂模式

圖5 不可修復(fù)折裂模式

6.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS21.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。單因素方差分析比較各組高嵌體抗折強(qiáng)度，兩兩比較用LSD-t 檢驗(yàn)。配對t檢驗(yàn)比較同種固位深度兩種墊底材料高嵌體抗折強(qiáng)度的差異。各組可修復(fù)折裂率應(yīng)用Fisher精確概率檢驗(yàn)。以P＜0.05為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.各組抗折強(qiáng)度力值（表1）

表1 各組抗折強(qiáng)度力值（±s，N）

表1 各組抗折強(qiáng)度力值（±s，N）

組別A B1 B2 B3 C1 C2 C3 D樣本量10 10 10 10 10 10 10 10抗折力值（N)697±104 859±113 1021±132 1101±127 714±107 844±119 972±122 807±111

不同固位深度抗折強(qiáng)度比較，單因素方差分析結(jié)果顯示：復(fù)合樹脂墊底組中，B2、B3組抗折強(qiáng)度顯著大于B1 組（P＜0.05），B2、B3 組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）；流動樹脂墊底組中，C3組抗折強(qiáng)度顯著大于C1、C2組（P＜0.05），C2組抗折強(qiáng)度顯著大于C1組（P＜0.05）。

同種固位深度不同墊底材料抗折強(qiáng)度比較，配對t檢驗(yàn)結(jié)果顯示：同種固位深度以復(fù)合樹脂做為墊底材料的高嵌體抗折強(qiáng)度顯著高于流動樹脂墊底組（P＜0.05）。

無墊底樹脂高嵌體（A 組）抗折強(qiáng)度最低，除與C1 組強(qiáng)度無顯著性差異外（P＞0.05），其強(qiáng)度顯著小于其他組（P＜0.05）。

2.各組折裂模式（表2）

表2 各組折裂模式

隨著固位深度的增加，不可修復(fù)折裂模式數(shù)量增多，C3 組僅有1 例可修復(fù)折裂樣本，A 組、B3 組全部發(fā)生不可修復(fù)折裂。無墊底樹脂組與4 mm 固位深度組不可修復(fù)折裂數(shù)量占比明顯高于2 mm、3 mm固位深度組（P＜0.05）。

討 論

高嵌體是由嵌體發(fā)展而來的一種微創(chuàng)修復(fù)形式,機(jī)械固位形包括冠外固位形與冠內(nèi)固位形兩種形式。高嵌體冠外結(jié)構(gòu)覆蓋基牙部分或者全部牙尖，對失髓牙有保護(hù)作用[8]，冠內(nèi)結(jié)構(gòu)伸入牙齒內(nèi)部獲得機(jī)械固位力的同時(shí)會對牙體組織產(chǎn)生拉應(yīng)力，專家建議選擇彈性模量低的玻璃全瓷材料作為高嵌體修復(fù)材料可減少冠折的風(fēng)險(xiǎn)[9]。IPS e.max CAD 玻璃陶瓷是義獲嘉公司生產(chǎn)的以數(shù)字化切削工藝制作的玻璃陶瓷材料，抗折強(qiáng)度可達(dá)360 Mpa，較樹脂基材料具有更高的硬度與耐磨性，且具有良好的粘接性能，因此本研究選用IPS e.max CAD 玻璃陶瓷作為修復(fù)材料。本研究牙體預(yù)備在硅橡膠導(dǎo)板指導(dǎo)下進(jìn)行，高嵌體設(shè)計(jì)制作采用數(shù)字化復(fù)制配準(zhǔn)模式，減少了樣本間的誤差。高嵌體邊緣形式有平面對接形和肩臺形兩種，對接形的邊緣設(shè)計(jì)雖然無法獲得包繞機(jī)械固位力，但因其制備形態(tài)同咬合面平行，分解側(cè)向力的能力更強(qiáng)[10]，而且制備簡單，在臨床操作便利性及牙體保存上具有優(yōu)勢[11]，更適合用于體積較小的前磨牙，因此本實(shí)驗(yàn)高嵌體選用對接式邊緣設(shè)計(jì)。由于牙齒傾斜度不同，其口內(nèi)受力方向并非與牙長軸一致，上頜前磨牙腭尖為功能尖，本實(shí)驗(yàn)選用功能尖為加載點(diǎn)，加載角度與牙長軸成20 度角，接近半解剖牙尖的角度，用于模擬上頜前磨牙在咀嚼狀態(tài)下的受力情況[7]。

大量研究證實(shí)墊底材料有承托修復(fù)體及緩解應(yīng)力的作用[12∽14]。本研究結(jié)果顯示無墊底樹脂高嵌體抗折強(qiáng)度最低，可能是因?yàn)槭|底樹脂的緩沖作用、修復(fù)體與牙體組織界面易產(chǎn)生應(yīng)力集中引起折裂。樹脂材料因其卓越的理化性能普遍應(yīng)用于直接或間接修復(fù)的墊底。流動樹脂的粘附性和流動性好，與牙齒貼合度更好；復(fù)合樹脂稠度大、固化時(shí)體積收縮小、有良好的邊緣封閉作用。本研究顯示復(fù)合樹脂墊底組高嵌體抗折強(qiáng)度較流動樹脂墊底組高，且超過了完整離體牙的抗折強(qiáng)度，有以下幾個(gè)原因：首先，復(fù)合樹脂固化后較流動樹脂強(qiáng)度高，可為上方修復(fù)體提供更堅(jiān)硬的支持；除此以外，由墊底材料彈性模量不同引起的應(yīng)力分布差異是另一原因，三維有限元研究證明高彈性模量的墊底材料更有利于應(yīng)力的分布[15]。流動樹脂的彈性模量較復(fù)合樹脂低，低彈性模量的墊底材料在受力時(shí)發(fā)生的形變量大，更容易把應(yīng)力傳遞至下方的牙體組織。彈性模量大的復(fù)合樹脂在受力時(shí)形變量小，可吸收應(yīng)力避免向牙體組織傳遞。姜又升的研究指出選擇與牙體組織盡量接近的復(fù)合樹脂墊底材料有利于緩解牙體組織所受應(yīng)力[16]，同本研究的結(jié)論一致,在臨床工作中應(yīng)優(yōu)先選用復(fù)合樹脂作為高嵌體墊底材料。在墊底材料存在時(shí)，本研究結(jié)果顯示，固位深度大的高嵌體抗折強(qiáng)度更高，分析其原因如下：固位深度大的高嵌體可獲得更長的嵌入固位內(nèi)核，強(qiáng)度更高；固位深度越大，高嵌體所獲得的機(jī)械固位力越大，抗旋轉(zhuǎn)能力更強(qiáng)，可降低負(fù)載時(shí)與粘接層的應(yīng)力[17]；固位深度大的高嵌體粘接面積大，有利于粘接固位和力量的傳導(dǎo)。然而有學(xué)者的研究認(rèn)為樹脂基陶瓷修復(fù)體2 mm固位深度較4 mm 固位深度可獲得更高的強(qiáng)度[18]，可能是由于樹脂基陶瓷彈性模量與牙本質(zhì)更為接近，應(yīng)力分布更為均勻，2 mm 的固位內(nèi)核可避免牙體組織受到過大的側(cè)向力。張丹的研究指出低彈性模量墊底材料厚度的改變對于應(yīng)力改變影響要大于高彈性模量的墊底材料[19]，這一論斷可以解釋本研究中流動樹脂墊底組3 種固位深度的高嵌體抗折強(qiáng)度之間均存在顯著差異。

本研究各組抗折力值均超過了前磨牙區(qū)域生理范圍內(nèi)的咀嚼壓力[6]，雖然都可滿足臨床需要，但是隨著固位深度的加深，不可修復(fù)折裂模式數(shù)量增加。4 mm 固位深度組高嵌體及無墊底樹脂組高嵌體不可修復(fù)折裂數(shù)量占比較2 mm、3 mm 固位深度組明顯增加。這是由于隨著固位深度增加，修復(fù)體受力時(shí)支點(diǎn)下移、力臂增長，在受相同大小的力量加載時(shí)，髓室底受到的側(cè)向力更大且折裂位置更低，隨之發(fā)生不可修復(fù)性折裂的風(fēng)險(xiǎn)變大，且伴隨著固位深度的增大，墊底材料厚度變小，其緩沖應(yīng)力的作用會被明顯削弱，洞底應(yīng)力集中發(fā)生根折的可能性較大[20]。這提示醫(yī)師在進(jìn)行高嵌體修復(fù)設(shè)計(jì)時(shí)，既要保證修復(fù)的長期穩(wěn)定，又不可一味追求強(qiáng)度而忽視不可修復(fù)折裂發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，制備高嵌體固位深度不宜超過3 mm。觀察不可修復(fù)折裂樣本的折裂線方向，在冠方以近遠(yuǎn)中向的折裂為主，分析是由于失髓后的前磨牙受力時(shí)力量落在邊緣嵴上[21]，遠(yuǎn)中鄰牙合缺損洞形的制備使邊緣嵴受力更為集中，加載時(shí)折斷即從邊緣嵴開始、最終表現(xiàn)為近遠(yuǎn)中方向的折裂。

本研究采用體外研究的方式以離體牙作為研究對象，對比不同墊底材料和固位深度高嵌體的抗折強(qiáng)度，易操作且可控性強(qiáng)，但這種方法也存在一定的局限性，無法完全模擬口腔環(huán)境、牙齒的生理動度及動態(tài)循環(huán)的加載力等，因此關(guān)于前磨牙高嵌體修復(fù)設(shè)計(jì)仍需更深入的研究。