纖維樁表面處理對其修復后牙根抗折裂強度的影響

蔡惠 陳蕾 熊瑛

（1.長沙市口腔醫院 修復科；2.中南大學湘雅醫院 口腔修復科，長沙410008）

纖維樁以其美觀性好、具有耐腐蝕性、生物相容性好、易于取出、不易引起根折等優點，已普遍用于臨床殘根殘冠的修復[1]。目前，眾多研究[2]致力于纖維樁的表面處理，以期增強樁與樹脂材料的黏結強度，同時提高纖維樁修復的成功率。但是，經過表面處理后，纖維樁修復后牙根的抗折裂強度是否受到影響，目前尚無定論。本實驗以離體牙為研究對象，通過對纖維樁采用不同方法進行表面處理，然后模擬口腔環境進行循環加載和冷熱循環，研究纖維樁修復后牙根的抗折性能，為臨床選擇提高牙根抗折性能的方法提供參考。

1 材料和方法

1.1 樣本選擇及制備

選擇2009年4—5月間因正畸需要拔除的完整下頜單根管前磨牙24顆為研究樣本。要求無楔狀缺損、無齲壞、無裂紋、無內吸收，非氟斑牙，牙根長度和形態基本一致。將離體牙于釉牙骨質界冠方2 mm處沿垂直于牙長軸的方向截斷，常規根管預備，用5.25%的次氯酸鈉和生理鹽水沖洗根管，用AH Plus根充糊劑和不含丁香酚的牙膠尖行側壓充填。充填后用模型蠟封閉根管口和根尖孔，保存在37 ℃生理鹽水中1周。用游標卡尺測量各樣本的牙根長度（頰側釉牙骨質界最低點至根尖的距離）、頸部頰舌徑（釉牙骨質界處最大頰舌徑）和近遠中徑（釉牙骨質界處最大近遠中徑）。

1.2 樁道預備

實驗中選用與牙根直徑相匹配的1.2 mm的Popo纖維樁（北京實德隆科技發展有限公司），使用配套的專用預備鉆預備深度為9 mm的樁道，同時在釉牙骨質界上1 mm處預備寬1.0 mm的肩臺和高2.0 mm的牙本質肩領。預備過程中用5.25%的次氯酸鈉和生理鹽水交替沖洗根管。

1.3 纖維樁的表面處理和黏固

將24根纖維樁按照所采用表面處理方式的不同隨機分為3組，每組8根。A組（對照組）：纖維樁表面不作任何處理。B組（噴砂處理組）：用筆式噴砂機（天津精工醫療技術設備有限公司）在0.28 MPa壓力下，以100目氧化鋁砂粒垂直于纖維樁表面進行噴砂處理，噴砂頭距離纖維樁30 mm，持續時間為15 s，處理后的纖維樁超聲清洗5 s，干燥后備用。C組（過氧化氫酸蝕組）：用棉球蘸體積分數為10%的過氧化氫酸蝕纖維樁表面20 min，干燥后備用。將處理后的纖維樁用帕那碧雅樹脂黏固劑（日本可樂麗公司）黏固于根管內并按操作要求形成樹脂核。所有樣本儲存于37 ℃的生理鹽水中1周。

1.4 離體牙的包埋

自制直徑17 mm、高20 mm的圓柱形不銹鋼模具。將釉牙骨質界下2 mm至根尖處的牙根面用醫用膠布包裹一層（約0.25 mm），預先占據牙周膜的位置。將模具置于模型觀測儀上，觀測臺與水平面平行；用自凝樹脂固定樣本牙，要求牙體長軸與觀測儀分析桿平行，自凝樹脂位于樣本牙釉牙骨質界下2 mm。

1.5 全冠的制作和黏固

制作鎳鉻合金金屬全冠，試戴合適后以磷酸鋅水門汀黏固就位。將3組試件分別浸泡于生理鹽水中，24 h后進行后續步驟。

1.6 循環加載

將3組樣本置于萬能實驗機（日本島津公司）上進行30萬次的循環加載，加載頻率為2.33 Hz，循環載荷為100 N，以模擬口內1年的咀嚼次數[3]。加載時要求力垂直加壓于試件表面。整個過程均浸泡在37 ℃生理鹽水中。

1.7 冷熱循環

對樣本進行5 000次冷熱循環處理[4]。所有樣本分別在4 ℃和60 ℃的冷熱水中各停留30 s，傳遞時間為20 s。

1.8 抗折裂強度測試

采用與計算機連接的電子萬能實驗機（日本島津公司）對離體牙進行抗折裂強度測試。將包埋有樣本牙的自凝樹脂置入自制不銹鋼金屬底座的柱形槽中，柱形槽與水平面成30°，加載位置為全冠頰尖頰斜面的中央，垂直加壓，使得加載方向與牙體長軸成30°（模擬下頜磨牙的側向受力方向），加載速度為1 mm·min-1，加載至樣本發生折裂。記錄樣本折裂時的力值以及折裂模式。

1.9 統計學分析

采用SPSS 13.0統計學軟件進行統計學處理。3組樣本的牙根長度、頸部頰舌徑、頸部近遠中徑行正態檢驗和方差齊性檢驗，然后用方差分析進行統計學分析；不同處理組的抗折裂強度采用方差分析和SNK法進行分析；不同處理組的折裂模式的分析采用卡方檢驗。檢驗水準為雙側α=0.05。

2 結果

3組樣本的牙根長度、頸部頰舌徑和頸部近遠中徑的測量結果及抗折裂強度的測試結果見表1，其折裂模式見表2。

表1 3組牙齒的牙根長度、頸部頰舌徑和頸部近遠中徑以及抗折裂強度Tab 1 The lengths of root,buccolingual and mesiodistal dimensions at the cemento-enamel junction and the fracture resistances of three groups

表2 3組牙齒的折裂模式Tab 2 The fracture modes of three groups

經統計學檢驗，3組的牙根長度、頸部頰舌徑、頸部近遠中徑的數據服從正態分布且方差齊（P＞0.05），說明3組樣本在各測量數據上的差異無統計學意義。抗折裂強度行單因素方差分析，顯示3組間的差異有統計學意義（P＜0.05），繼續行均數間差別的多重比較即SNK分析，顯示3組的抗折裂強度分成了兩個水平：B組和C組在較高水平，而A組在較低水平，B、C組間的差異無統計學意義（P＞0.05），但均高于A組（P＜0.05）。3組的折裂模式均以根頸1/3折裂為主；經卡方檢驗，卡方值為0.033，P值為0.659，可以認為3組樣本的折裂模式沒有明顯差異。

3 討論

纖維樁修復成功的關鍵是纖維樁與黏固材料之間以及黏固材料與根管牙本質之間牢固的黏結[5]。目前可以采用表面處理的方法來提高纖維樁與樹脂材料的黏固力。本實驗對纖維樁采用表面粗化處理，模擬口腔環境對樣本進行循環加載和冷熱循環后，探討纖維樁加樹脂核修復后牙根的抗折裂性能。

纖維樁表面的粗化處理方法有噴砂和酸蝕。粗化后的纖維樁表面更易與樹脂形成微機械固位，而且粗糙的表面增大了有效的黏結面積，從而增加黏結強度。噴砂的時間、氧化鋁砂粒的大小、噴射的壓力等都會影響纖維樁的形態、機械強度以及與根管的黏固效果[6]。Radovic等[7]發現：用110目的氧化鋁顆粒（Rocatec系統）在0.28 MPa的壓力下，距離纖維樁10 mm噴砂5 s，可以提高玻璃纖維樁的黏結固位力。Soares等[8]則認為：經50目氧化鋁在0.2 MPa條件下噴砂10 s（距纖維樁10 mm）處理后，樹脂基質和纖維樁之間的界面被破壞，部分樹脂基質被去除，部分纖維斷裂，減少了樁與樹脂黏固劑的黏結強度，但這種改變尚未達到影響纖維樁的機械性能的程度。本課題組在前期研究[9]中，采用100目氧化鋁砂粒，在0.28 MPa壓力下，距離纖維樁30 mm噴砂15 s，結果發現纖維樁與樹脂材料的黏結強度增強。本研究在同樣條件下，發現纖維樁加樹脂核修復后牙根的抗折裂性能提高。有研究[10]表明：經過氧化氫酸蝕處理后，纖維樁表面的樹脂被溶解，在纖維樁表面形成無環氧樹脂表層，暴露的纖維完整無損，內部纖維之間的空隙內的樹脂仍然完整，纖維本身的結構沒有被破壞。本研究中，經過氧化氫酸蝕處理組的牙根抗折裂強度增加。

研究[11]認為：纖維樁核系統與金屬樁核系統相比，并不能提高修復體的抗折裂強度，但其折裂模式有利于再修復，幾乎無不可逆性根折。Hsu等[12]提出了根管樁-黏固劑-牙本質復合體系統，認為根管樁黏固在根管內以后，黏固劑把牙體和樁有機地結合在一起，成為一個整體，因此黏固劑被認為是樁核冠系統的組成部分，它不但可將應力傳遞到根管再傳遞到支持組織上，而且可促進樁與根管內部的適應性，即當黏固劑使樁和根管密貼時，可使應力更均勻地分布于整個牙根結構，而不會導致局部應力過于集中或增加。Schmitter等[13]發現：采用經Rocatec系統處理的玻璃纖維樁修復切牙，與天然牙相比，其抗折裂能力增強。本實驗的結果與之相一致。與對照組相比，通過對黏結界面和纖維樁表面進行處理，黏結強度增加的同時牙根的抗折強度有明顯的提高。本研究中，噴砂和過氧化氫處理對纖維樁核冠修復后牙根的抗折裂能力的影響無明顯差異，可能是因為兩種處理都是使纖維樁表面的環氧樹脂基質層被去除，暴露的樹脂黏固劑內的異丁烯酸酯在纖維樁表面形成了相同的微機械固位之故。

臨床制作全冠后可以有效地降低冠部破裂的可能性，而樁核冠的失敗主要是由于牙根的折裂。本實驗中制作鎳鉻合金全冠以模擬臨床修復，各組的牙根折裂模式均以根頸1/3折裂為主，提示根頸1/3處為受力薄弱區。筆者分析，一方面是制作樁核所進行的牙體預備削弱了根頸牙體組織的強度，另一方面在承受側向載荷時樁在牙頸部形成了應力集中區，導致根頸1/3處易折裂。但是，這種折裂模式有利于修復體失敗后的再修復，較大程度地保護了天然牙根。此外，各組均出現了樁或樁核折裂以及樁核脫位的現象，說明更高的纖維樁修復成功率需要更強的黏結強度和樹脂核本身的強度。

本研究提示：臨床上可以對纖維樁進行簡單的椅旁處理，如噴砂或10%過氧化氫酸蝕，在獲得更大的黏結強度的同時，也可增強牙根抗折裂強度。

[1]Cagidiaco MC,Radovic I,Simonetti M,et al.Clinical performance of fiber post restorations in endodontically treated teeth：2-year results[J].Int J Prosthodont,2007,20（3）：293-298.

[2]Sahafi A,Peutzfeld A,Asmussen E,et al.Effect of surface treatment of prefabricated posts on bonding of resin cement[J].Oper Dent,2004,29（1）：60-68.

[3]Wiskott HW,Nicholls JI,Belser UC.Stress fatigue：Basic principles and prosthodontic implications[J].Int J Prosthodont,1995,8（2）：105-116.

[4]國家醫藥管理局.YY/T 0112—93 模擬口腔環境冷熱疲勞試驗方法[S].北京：中國標準出版社,1993.

The State Administration of Medicine.YY/T 0112—93.The methods of thermal fatigue tests simulated oral environment[S].Beijing：China Standard Press,1993.

[5]Cagidiaco MC,Goracci C,Garcia-Godoy F,et al.Clinical studies of fiber posts：A literature review[J].Int J Prosthodont,2008,21（4）：328-336.

[6]Valandro LF,Yoshiga S,de Melo RM,et al.Microtensile bond strength between a quartz fiber post and a resin cement：Effect of post surface conditioning[J].J Adhes Dent,2006,8（2）：105-111.

[7]Radovic I,Monticelli F,Goracci C,et al.The effect of sandblasting on adhesion of a dual-cured resin composite to methacrylic fiber posts：Microtensile bond strength and SEM evaluation[J].J Dent,2007,35（6）：496-502.

[8]Soares CJ,Santana FR,Pereira JC,et al.Influence of airborneparticle abrasion on mechanical properties and bond strength of carbon/epoxy and glass/bis-GMA fiber-reinforced resin posts[J].J Prosthet Dent,2008,99（6）：444-454.

[9]熊瑛,陳蕾.不同表面處理方法與纖維樁粘結強度：噴砂及過氧化氫酸蝕與硅烷化處理的差異[J].中國組織工程研究與臨床康復,2010,14（3）：457-460.

Xiong Ying,Chen Lei.Different surface treatments and bond strength of fiber posts：Differences among sandblasted,hydrogen peroxide and silaned treatments[J].J Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research,2010,14（3）：457-460.

[10]Vano M,Goracci C,Monticelli F,et al.The adhesion between fibre posts and composite resin cores：The evaluation of microtensile bond strength following various surface chemical treatments to posts[J].Int Endod J,2006,39（1）：31-39.

[11]Glazer B.Restoration of endodontically treated teeth with carbon fibre posts—a prospective study[J].J Can Dent Assoc,2000,66（11）：613-618.

[12]Hsu YB,Nicholls JI,Phillips KM,et al.Effect of core bonding on fatigue failure of compromised teeth[J].Int J Prosthodont,2002,15（2）：175-178.

[13]Schmitter M,Huy C,Ohlmann B,et al.Fracture resistance of upper and lower incisors restored with glass fiber reinforced posts[J].J Endod,2006,32（4）：328-330.