表面不同處理方法對POPO纖維樁粘接固位力的影響

張曉 陶培

（1.鄭州大學口腔醫院 修復科；2.鄭州大學口腔醫學院，鄭州 450052）

纖維樁在美學性能、抗腐蝕、抗疲勞性能、生物相容性以及降低根折的發生率等方面優于傳統的金屬樁。在臨床上越來越多地用于殘根、殘冠的修復。但臨床上存在一定數量的失敗病例，大量研究顯示：失敗的主要原因之一為粘接固位的破壞[1]。粘接劑的類型，樁的形態、材質、表面處理以及在牙弓中的位置都會對固位產生影響[2]。目前，纖維樁表面處理方法主要有噴砂、硅烷偶聯劑、酸蝕蝕刻和摩擦化學硅烷鹽涂層系統等，多見于進口樁的研究報道中，而對國產POPO纖維樁的研究鮮有報道。本實驗旨在研究硅烷偶聯劑和酸蝕方法對POPO纖維樁粘接力的影響，為臨床POPO纖維樁的應用提供相關依據。

1 材料和方法

1.1 材料和儀器

POPO纖維樁（直徑為1.2mm，北京實德隆科技發展有限公司），帕娜碧亞F復合樹脂粘接劑、硅烷偶聯劑（Kuraray公司，日本），38%磷酸凝膠（Pulp-dent公司，美國），電子萬能試驗機（深圳新三思計量技術有限公司），掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）（日立公司，日本），光固化機（Densply公司，美國），游標卡尺（上海量具刃具廠）。

1.2 方法

1.2.1 離體牙的納入標準 選取因正畸或牙周病拔除的（拔除1個月內）完整無齲壞、無隱裂單根管且根尖發育完全的前磨牙45顆。水冷卻下自釉牙骨質界上2mm處截冠，根管口形態接近圓形。游標卡尺測量根長差異在±1.0mm，牙根直徑差異在±0.1mm以內記錄數值，并經過統計軟件分析數據，方差分析各組數據符合正態分布且方差齊，進一步采用單因素方差分析各組數據間差異無統計學意義（P＞0.05）。

1.2.2 試件的制備 常規根管預備充填，用不含丁香油的暫封材料暫封，室溫下生理鹽水中保存1周備用。配套POPO纖維樁鉆預備10mm深樁道，直徑為1.4mm。保留4mm根尖封閉，5.25%NaClO、大量生理鹽水沖洗后吹干。乙醇清潔POPO纖維樁后，根據纖維樁表面的處理方法隨機分為A、B、C、D、E組，每組10根，其中每組1根用于觀察表面形態。A組：不處理，為對照組；B組：硅烷化處理60 s；C組：38%磷酸凝膠處理30 s；D組：38%磷酸凝膠處理60 s；E組：38%磷酸凝膠處理120 s。纖維樁表面處理后，用帕娜碧亞F復合樹脂粘接劑分別黏固于樁道內，在牙冠部平行于牙體長軸光固化60 s；將已植入樁的離體牙置于30mm×15mm×6mm的長方體石膏模具內，調和自凝樹脂材料包埋至樣本截面處，保證牙體長軸與石膏模具底部相平行，待自凝塑料凝固后，取出置于室溫生理鹽水中24 h備用。

1.2.3 試件測試 將每組9個試件固定于電子萬能試驗機上，拉力機上下夾頭分別夾持露出根管外的樁和包埋材，加載力與纖維樁平行，速率1.0mm·min-1，加力直至樁脫出。系統自動記錄拉力-位移曲線及樁脫位時的拉力數值，即樁的最大固位力。

1.2.4 SEM觀察 每組1根纖維樁表面處理后，沖洗、乙醇擦試、干燥、表面噴金、噴碳后固定于一圓盤上，置于SEM下觀察其表面形態。

1.3 統計學分析

采用SPSS 10.0統計分析軟件包進行數據統計，采用單因素方差分析（one-way ANOVA）對實驗數據進行分析，再進一步采用最小顯著差法即LSD法進行各組兩兩之間的比較。

2 結果

2.1 不同表面處理方法后纖維樁在根管中的固位力

A、B、C、D、E組纖維樁固位力分別為（159.60±11.85）、（184.41±11.66）、（196.67±10.36）、（207.33±7.58）、（192.29±11.13）N，其中D組粘接力最大。單因素方差分析結果顯示：5組纖維樁的粘接固位力不相同，差異有統計學意義（P＜0.001）。進一步采用最小顯著差法即LSD法進行各組總體均數兩兩之間的比較，結果顯示：B、C、D、E組和A組間粘接固位力差異有統計學意義（P＜0.05），粘接固位力均高于A組。分析C、D、E組不同酸蝕時間下的粘接固位力，D組和E組間粘接固位力差異有統計學意義（P=0.027），D組和C組間粘接固位力差異無統計學意義（P=0.112）。D組和B組間粘接固位力差異有統計學意義（P=0.001）。C組和E組與B組間粘接固位力差異無統計學意義（P=0.069；P=0.236）。

2.2 SEM觀察結果

SEM觀察纖維樁處理后的表面形態：A組纖維樁表面也有一定的粗糙度，纖維包裹在樹脂基質中，纖維暴露的很少（圖1）。B組纖維樁表面明顯可見樹脂基質粗糙度增加（圖2）。C組纖維樁表面見樹脂基質粗糙度有所增加，纖維暴露的數量也較未處理前稍微增加（圖3）。D組纖維樁表面見部分樹脂基質溶解，且粗糙度也增加，大量纖維暴露（圖4）。E組纖維樁表面見大量纖維暴露，有部分纖維出現斷裂現象（圖5）。

3 討論

3.1 纖維樁的選擇

解昱等[3]比較了國產碳纖維樁、進口碳纖維樁和鎳鉻合金鑄造金屬樁在固位力方面的差異，統計學分析結果表明：國產樁和進口樁之間、國產樁和金屬樁之間差異無統計學意義，國產碳纖維樁的固位力大于臨床常用的鑄造金屬樁，能夠滿足臨床要求。張秋霞等[4]比較了進口玻璃纖維樁、國產POPO玻璃纖維樁和鈦合金預成樁，得出國內自主研發的玻璃纖維樁修復離體牙后具有較高的固位力和抗折力，可作為美學樁系統又一較佳的選擇。所以本實驗選用的是國產POPO玻璃纖維樁，其具有較高的強度，適合臨床應用。

3.2 硅烷化處理對粘接固位力的影響

本實驗中對纖維樁進行硅烷化處理，結果與Radovic等[5]和Magni等[6]的研究結果相一致，增強了纖維樁的粘接固位力。在提高纖維樁與樹脂粘接劑之間粘接力方面，硅烷化處理被認為是一種可靠的表面處理方法。而一些學者指出硅烷化處理并不能提高纖維樁的粘接強度，認為目前市場上大部分纖維樁采用的是環氧樹脂基質，不能與硅烷偶聯劑發生反應[7-8]。進口玻璃纖維樁為環氧聚合物包繞連續的玻璃纖維組成，纖維沿樁的長軸呈單一方向排列，約占容積的60%。而POPO玻璃纖維樁的構成主要以有機聚合體（聚甲基丙烯酸甲酯）為基體，連續長纖維（纖維束）為增強相組合而成的單向復合材料，樹脂含量不超過60%，高強度的纖維成分可承擔較大的力，而基質則起到連接纖維、傳遞和分散力的作用[9]。硅烷偶聯劑可以使樹脂材料與纖維樁表面的玻璃纖維發生化學結合，形成無機相-硅烷偶聯劑-有機相的結合層，從而使復合材料獲得較好的粘接強度[10]。硅烷偶聯劑不但可以提高纖維樁表面適應性，增強樁核粘接微機械固位，還可以使樹脂材料與纖維樁表面的玻璃纖維發生化學結合。本實驗硅烷化處理提高了POPO纖維樁的粘接固位力，可以認為普遍用于處理進口樁的硅烷化方法同樣適用于國產POPO纖維樁。

3.3 纖維樁表面酸蝕處理對粘接固位力的影響

有學者[11]采用正磷酸處理玻璃纖維樁表面15 s，結果粘接力沒有明顯提高。Valandro等[12]對進口纖維樁表面用32%磷酸（1min）、10%氫氟酸（1min）、Co-Jet System噴砂3種方法處理。結果3種處理方法均提高了纖維樁的粘接力。本實驗選用的是38%磷酸凝膠，分別酸蝕處理POPO纖維樁表面30、60、120 s，比較磷酸和對照組的酸蝕效果以及不同酸蝕時間下POPO纖維樁的粘接固位力是否有差異。結果表明C、D、E組和對照組相比，差異有統計學意義（P＜0.05）。單因素方差分析表明：不同酸蝕時間下纖維樁的粘接固位力不相同，其中D組效果要好于E組，差異有統計學意義（P=0.027）。C組和D組間粘接固位力差異無統計學意義。結果表明并不是酸蝕時間越長效果越好，酸蝕時間和粘接固位力不成正相關。D組的效果優于B組，差異有統計學意義（P=0.001），可能因為硅烷化處理后纖維樁表面纖維暴露較少，導致化學結合的位點較少以及表面形成的微機械嵌合作用力較小有關。在臨床工作中進行纖維樁酸蝕處理時應該把握好時間，推薦酸蝕60 s，因為在這個時間下測得的粘接固位力均值最大。

3.4 粘接劑的選擇及厚度對粘接固位力的影響

纖維樁的粘接需要使用樹脂粘接劑，這是因為樹脂粘接劑和其他粘接劑相比，粘接強度高以及較少產生微滲漏[13]，而且樹脂粘接劑和纖維樁及牙本質的彈性模量接近，可增強牙根的抗折能力[14]。本實驗選用的帕娜碧亞F粘接系統屬于雙重固化復合樹脂粘接劑，使纖維樁和牙體組織與粘接劑之間均具有牢固的粘接力。粘接材料中含有磷酸酯類單體，對經過硅烷化處理的瓷及合成樹脂固化物具有很高的粘接性能。樹脂材料具有良好的流動性，能夠充分潤濕纖維樁的表面，可以使纖維樁和樹脂充分結合。

D’Arcangelo等[15]研究發現粘接劑的厚度對粘接強度也有影響。分別把樁道預備成直徑0.9、1.0、1.2、1.4mm，使用樁根尖直徑0.9mm的石英纖維樁粘接。結果1.0～1.2mm的樁道粘接力最高，推薦0.1～0.3mm的粘接劑厚度獲得的粘接力最大。所以臨床上預備樁道時要選用比樁的直徑大2個號的鉆預備。過大也會降低樁的固位力，這和樹脂的聚合收縮和微孔的存在有關。本實驗中纖維樁的直徑為1.2mm，樁道直徑1.4mm，0.1mm的粘接劑厚度獲得的粘接力更大。

本實驗結果可見4種實驗因素（纖維樁表面硅烷化處理、酸蝕30、60、120 s）均提高了POPO纖維樁的粘接固位，就酸蝕時間而言，酸蝕60 s的效果要好于酸蝕120 s，差異有統計學意義（P=0.027）。因此臨床上在選用POPO纖維樁時，為了能達到更高更持久的粘接效果，可以采用酸蝕60 s的方法來處理纖維樁的表面。鑒于POPO纖維樁強度高、美觀、價格低廉等優點，相信國產POPO纖維樁會不斷發展，應用會更加廣泛。

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