三種玻璃纖維樁與牙本質(zhì)之間粘結(jié)強(qiáng)度的比較

楊 洋，胡書海，許 諾，任 翔，左恩俊

(大連醫(yī)科大學(xué) 口腔醫(yī)學(xué)院，遼寧 大連 116044)

樁核修復(fù)技術(shù)是口腔修復(fù)科醫(yī)生治療牙體缺損最常用的技術(shù)之一[1]。近年來，纖維增強(qiáng)復(fù)合樹脂(Glass fiber reinforced plastic，GFRP)樁材料已逐漸替代以往鑄造金屬樁和預(yù)成金屬樁而備受關(guān)注[1-5]。因?yàn)镚FRP樁生物相容性好，不但有著優(yōu)良的機(jī)械性能、美觀性及抗腐蝕性能等，而且對剩余牙體組織還有良好的保護(hù)作用，有助于預(yù)防以往使用金屬樁時常出現(xiàn)的修復(fù)牙根折的發(fā)生。但是，由于目前市售GFRP樁的種類很多，而且在筆者之前的研究中發(fā)現(xiàn)不同的GFRP樁的表面性狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異較大[6]，這些均困擾著臨床醫(yī)生選擇GFRP樁。本實(shí)驗(yàn)擬利用薄片推出實(shí)驗(yàn)通過測定和比較三種市售GFRP樁與牙本質(zhì)間粘結(jié)強(qiáng)度的大小，為臨床醫(yī)生選擇GFRP樁提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

選擇因牙周病近期拔除的冠根比例完好、無齲壞、根長近似的單根管前磨牙12顆；玻璃纖維樁選用情況見表1；過氧化氫(沈陽市試劑五廠)； 帕娜碧亞F粘結(jié)系統(tǒng)(Kuraray公司, 日本)；硅烷偶聯(lián)劑Porcela Bond Activator(Kuraray公司, 日本)；光固化機(jī)(3M公司, 德國)；體視顯微鏡(南京江南永新光學(xué)有限公司)；慢速金剛石切割機(jī)(沈陽科晶設(shè)備制造有限公司)；電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)(島津公司, 日本)。

表1 選用的三種玻璃纖維樁情況

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣本制作： 12顆離體單根管前磨牙于實(shí)驗(yàn)前室溫下保存于0.9%NaCl溶液中備用。垂直于牙長軸去除牙冠后采用逐步后退法進(jìn)行根管預(yù)備，用牙膠尖及氫氧化鈣糊劑完成根管充填。使用玻璃纖維樁生產(chǎn)商提供的根管預(yù)備鉆對根充后的牙根進(jìn)行樁道預(yù)備。玻璃纖維樁經(jīng)24%過氧化氫溶液浸泡10 min，蒸餾水超聲清洗10 min，95%乙醇干燥，涂布單層雙組份硅烷偶聯(lián)劑(Porcela Bond Activator和SE bond處理劑1∶1混合)并放置60 s后，用帕娜碧亞F樹脂粘結(jié)劑(Kuraray, Japan)將其粘結(jié)于根管內(nèi)，光照20 s之后將離體牙根用自凝樹脂于平行研磨儀上包埋于PVC型圈內(nèi)。室溫下儲存24 h后用慢速金剛石切割機(jī)垂直于牙長軸切出3個3.0 mm厚的片段作為測試樣本。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)分組：根據(jù)所用的玻璃纖維樁的不同將離體牙隨機(jī)均分為三組：Fiber Post組，MATCHPOST組和Fibrekor組。

1.2.3 推出測試：每組4顆離體牙,每顆牙切出3片,各實(shí)驗(yàn)組(n=12)的所有測試樣本于萬能材料試驗(yàn)機(jī)上以1.0 mm/min的加載速率進(jìn)行推出測試，直至樁從根片中完全脫出。記錄其應(yīng)力-應(yīng)變曲線，其最大推出力值除以粘結(jié)面積作為試件的粘結(jié)強(qiáng)度，用MPa表示。

1.3 體視光學(xué)顯微鏡觀察

將所有測試樣本于20倍體視光學(xué)顯微鏡下，觀察其斷裂面的形貌，并按以下標(biāo)準(zhǔn)對所有樣本的破壞模式進(jìn)行分類：①Ⅰ類：樁表面無粘結(jié)劑覆蓋；②Ⅱ類：樁表面被粘結(jié)劑部分覆蓋；③Ⅲ類：樁表面被粘結(jié)劑完全覆蓋；④Ⅳ類：牙本質(zhì)內(nèi)聚破壞。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

用SPSS13.0統(tǒng)計軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(α=0.05)。

2 結(jié) 果

實(shí)驗(yàn)各組的粘結(jié)強(qiáng)度值見表2。Fiber Post組的粘結(jié)強(qiáng)度均值最高，為(16.65±11.76)Mpa；其次為Fibrekor組，為(13.09±10.28)Mpa；MATCHPOST組最低，為(12.23±5.05)MPa。單因素方差分析顯示，各組之間比較差異無顯著性意義(P>0.05)。

推出測試后樣本的破壞模式見表3。各實(shí)驗(yàn)組均以發(fā)生Ⅱ類破壞模式為主，僅有少量樣本發(fā)生了Ⅰ類和Ⅲ類破壞。無一樣本發(fā)生牙本質(zhì)內(nèi)聚破壞。

表2 實(shí)驗(yàn)各組的粘結(jié)強(qiáng)度值

表3 測試后樣本的破壞模式分類

3 討 論

早期的纖維增強(qiáng)型樹脂(fiber reinforced plastic，F(xiàn)RP)樁由于采用了黑色的碳纖維，美觀性較差；近年來出現(xiàn)的高強(qiáng)度GFRP樁，機(jī)械性能與美學(xué)性能均有明顯提高，越來越多被應(yīng)用于口腔臨床。GFRP樁與根管牙本質(zhì)之間牢固的粘結(jié)是GFRP樁修復(fù)成功的關(guān)鍵。盡管Sudsanqiam等[7]認(rèn)為，推出實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)值并非等同于粘結(jié)強(qiáng)度值，而是包含摩擦力、機(jī)械鎖結(jié)力及化學(xué)粘結(jié)力等各項(xiàng)力值的總和；但推出實(shí)驗(yàn)更接近臨床實(shí)際情況，比微拉伸測試更精確可靠[8]。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇利用推出實(shí)驗(yàn)測量和比較GFRP樁與根管牙本質(zhì)間的粘結(jié)強(qiáng)度。

結(jié)合臨床應(yīng)用GFRP樁的實(shí)際操作步驟及其相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果[9-10]，本研究采用24%的過氧化氫聯(lián)合硅烷偶聯(lián)劑處理GFRP樁表面，選擇樹脂粘結(jié)材料粘結(jié)GFRP樁，以減小粘結(jié)界面微滲漏[11]，提高GFRP樁的粘結(jié)固位力及修復(fù)牙的抗折能力[12]。本實(shí)驗(yàn)所選用的帕娜碧亞F樹脂粘結(jié)劑是屬于光化學(xué)雙重固化型樹脂粘結(jié)劑，避免了根中和根尖部分的聚合不完全。經(jīng)表面處理后的GFRP樁利于樹脂粘結(jié)劑的滲入形成樹脂突，產(chǎn)生微機(jī)械固位；GFRP樁的樹脂基質(zhì)和樹脂粘結(jié)劑的樹脂基質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，彈性模量相同，利于形成一個完整的粘結(jié)界面。另外，為了使樹脂粘結(jié)劑能達(dá)到最大聚合程度進(jìn)而獲得最佳的粘結(jié)效果，對所有樣本均于粘結(jié)后24 h進(jìn)行推出測試[13]。

三種GFRP樁中，F(xiàn)iber Post和MATCHPOST的樁直徑均為1.6 mm，樁表面較平滑且一端末端呈錐形，為了保證每個測試樣本內(nèi)GFRP樁與根管牙本質(zhì)間粘結(jié)面積相同，粘結(jié)GFRP樁時將呈圓柱狀的一端插入根管內(nèi)；而Fibrekor的直徑為1.5 mm，樁整體雖呈圓柱狀但表面有規(guī)則的鋸齒狀結(jié)構(gòu)，推測該結(jié)構(gòu)意在于根管內(nèi)形成倒凹，增加GFRP樁與牙本質(zhì)之間的固位力。已有文獻(xiàn)報道[14]，直徑相差0.1 mm時，纖維樁與根管牙本質(zhì)間粘結(jié)強(qiáng)度無明顯差異。本研究對推出實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果的單因素方差分析顯示，三個實(shí)驗(yàn)組的粘結(jié)強(qiáng)度均值差異沒有顯著性意義(P>0.05)。Fibrekor未能表現(xiàn)出明顯高的粘結(jié)強(qiáng)度的原因可能正與鋸齒狀結(jié)構(gòu)有關(guān)，推測原因如下：①在粘結(jié)纖維樁時，易導(dǎo)致在該結(jié)構(gòu)凹陷區(qū)域產(chǎn)生微小氣泡等粘結(jié)缺陷；②該結(jié)構(gòu)局部區(qū)域粘結(jié)劑厚度增加，推出測試所得的強(qiáng)度值可能是粘結(jié)劑本身的強(qiáng)度值；③制作該結(jié)構(gòu)過程中破壞了纖維的完整性，使測試樣本中纖維的長度不足3.0 mm。從測試的破壞類型看，F(xiàn)ibrekor組的Ⅲ類破壞(樁表面完全被粘結(jié)劑覆蓋)也較其他兩組多。Robert和David[15]的實(shí)驗(yàn)證明，鋸齒狀碳纖維樁自身抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度均較平滑狀碳纖維樁低。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建議臨床醫(yī)生盡量選擇使用樁表面較平滑的GFRP樁。

三個實(shí)驗(yàn)組的所有測試樣本破壞模式觀察可見，仍以Ⅱ類破壞(樁表面被粘結(jié)劑部分覆蓋)模式為主，Ⅰ類破壞(樁表面無粘結(jié)劑覆蓋)較少。說明GFRP樁與樹脂粘結(jié)劑之間的粘結(jié)強(qiáng)度高于根管牙本質(zhì)與樹脂粘結(jié)劑之間的粘結(jié)強(qiáng)度，提示今后更需要加強(qiáng)根管牙本質(zhì)與樹脂粘結(jié)劑之間的粘結(jié)強(qiáng)度。

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