循環(huán)加載下不同樹脂粘結劑對纖維樁粘結強度的影響

何艷召 田雪麗 丁伯峰 朱娟芳 杜田豐(.平頂山學院第二附屬醫(yī)院/平頂山市口腔醫(yī)院 河南 平頂山 4673；.鄭州大學第一附屬醫(yī)院 河南 鄭州 45005)

·論著·

循環(huán)加載下不同樹脂粘結劑對纖維樁粘結強度的影響

何艷召1田雪麗1丁伯峰1朱娟芳2杜田豐2
(1.平頂山學院第二附屬醫(yī)院/平頂山市口腔醫(yī)院 河南 平頂山 467232；2.鄭州大學第一附屬醫(yī)院 河南 鄭州 450052)

目的研究循環(huán)加載下不同樹脂粘結劑在不同樁道深度中對纖維樁粘結強度的影響。方法選取2016年11月至2017年3月在平頂山學院第二附屬醫(yī)院因正畸需要而拔除的下頜單根管第一前磨牙60顆，經(jīng)過完善的根管治療及樁道預備后，按照隨機數(shù)表法分為3組，分別用全酸蝕(A組)、自酸蝕(B組)和自粘結系統(tǒng)(C組)的粘結劑將纖維樁粘結于根管內(nèi)，包埋后按照隨機數(shù)表法將A、B、C組分別分為兩個亞組，其中A1、B1、C1組作為對照組，A2、B2、C2組為觀察組，觀察組在包埋后接受300 000次的循環(huán)加載。牙根頸、中和下部各取2個厚為1 mm的薄片，用推出試驗測試各試件的粘結強度。結果粘結系統(tǒng)、循環(huán)加載、樁道深度對纖維樁的粘結強度均有一定的影響，粘結系統(tǒng)與樁道深度間存在交互作用(F=152.147，P<0.05)，循環(huán)加載與樁道深度間存在交互作用(F=8.140，P<0.05)。根頸部，C1組粘結強度(13.42±1.23)MPa高于A1組(13.26±1.19)MPa和B1組(10.41±1.22)MPa，B1組最小；根中部，C1組粘結強度(9.98±1.53)MPa高于A1組(4.31±0.93)MPa和B1組(9.17±1.12)MPa，A1組最小；根下部，B1組粘結強度(9.35±0.63)MPa高于A1組(2.24±0.71)MPa和C1組(5.86±0.72)MPa，A1組最小。結論自酸蝕粘結系統(tǒng)的粘結性能優(yōu)于全酸蝕粘結系統(tǒng)和自粘結系統(tǒng)。

纖維樁；樹脂粘結劑；粘結強度；循環(huán)加載

隨著人們對口腔保健意識的逐步增強及根管治療技術的不斷進步，樁核修復目前已廣泛應用于臨床。纖維樁因與牙本質(zhì)有相似的彈性模量[1]，理想的生物相容性和理化性能，優(yōu)良的美學效果等優(yōu)點受到越來越多口腔科醫(yī)師及患者的青睞，但臨床也存在纖維樁粘結失敗病例，研究發(fā)現(xiàn)，纖維樁粘結失敗大多發(fā)生在纖維樁-樹脂的粘結界面處[2]。為提高纖維樁粘結強度，臨床開展了一系列研究，但大多集中在如何改善纖維樁的表面處理和不同樹脂粘結系統(tǒng)的選擇上。由于纖維樁修復體在實際應用過程中經(jīng)過長期且持續(xù)的咬合力作用勢必會引起修復材料的老化，因此單純處理纖維樁的表面或改變樹脂粘結系統(tǒng)不能解決該臨床問題[3-4]。本研究通過不同的樹脂粘結系統(tǒng)將纖維樁粘結于離體牙根管內(nèi)并經(jīng)體外疲勞加載，旨在研究循環(huán)加載下不同樹脂粘結劑在不同樁道深度中對纖維樁粘結強度的影響。

1 材料與方法

1.1離體牙選擇選取2016年11月至2017年3月在平頂山學院第二附屬醫(yī)院因正畸需要而拔除的下頜單根管第一前磨牙60顆，拔牙患者年齡為18～30歲，所選牙齒冠根比相近，無充填體，無修復體且既往未接受過根管治療，無牙折和根管內(nèi)吸收等病理性變化[5]，根長均>14 mm，將60顆離體牙于室溫下浸泡于質(zhì)量濃度為0.9%的氯化鈉注射液中。按照隨機數(shù)表法將60顆離體牙分為A、B、C組，各20顆，各組離體牙近遠中徑、頰舌徑、根長等比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

1.2粘結系統(tǒng)直徑1.4 mm玻璃纖維樁(Rely XTM， 3M ESPE，美國)，全酸蝕粘結劑(AdperTMSingle Bond 2，3M ESPE，美國)，自酸蝕粘結劑(AdperTMAdper Easy One，3M ESPE，美國)，自粘結樹脂粘結劑(RelyXTMU200，3M ESPE，美國)，雙固化樹脂水門汀(PULPDENT，美國)，慢速金剛石切割機(EQ-SYJ-150，美國)，萬能試驗儀(SHIMADZU，日本)，SMZ645型體視顯微鏡(尼康，日本)，疲勞加載機(西安世紀測控技術研究所)。

1.3樣本預處理60顆離體牙預備的肩臺均位于釉質(zhì)牙骨質(zhì)界處，復合樹脂堆核，用同一聚酯冠將所有牙冠修整為大小、形態(tài)相似，常溫水浴保存1 d；牙根用自凝樹脂進行包埋，自凝樹脂的表面位于釉質(zhì)牙骨質(zhì)界處，硅橡膠印膜材模擬牙周膜[6]，置于37 ℃人工唾液浸泡24 h。所有離體牙經(jīng)常規(guī)根管治療后，自釉牙骨質(zhì)界冠方2 mm處沿垂直牙體長軸方向截冠，玻璃離子暫封根管口，自凝樹脂封閉根尖孔，室溫下浸泡于質(zhì)量濃度為0.9%的氯化鈉注射液中1周。所有牙根在流動水冷卻下，用P型擴孔鉆逐級預備根管至#2；去除10 mm的牙膠尖和根管糊劑，再用直徑為1.4 mm的#2玻璃纖維樁配套根管預備鉆預備至斷面下10 mm。所有樁道均消毒，吹干處理。將纖維樁分別經(jīng)全酸蝕粘結劑、自酸蝕粘結劑、自粘結樹脂粘結劑粘結于A、B、C組樁道中。粘結方法和具體操作均嚴格按照說明說進行。見表1。

1.4疲勞加載按照隨機數(shù)表法將A、B、C組分別分為兩個亞組，其中A1、B1、C1組作為對照組，A2、B2、C2組為觀察組，觀察組在包埋后接受300 000次的循環(huán)加載[7]，加載力為150 N，加載方向為與牙根成45°，加載頻率為2 Hz，加載頭與咬合面中央溝處形成球面式接觸。

表1 三組離體牙粘結劑及粘結方法

1.5試件制備每個樣本包埋塊在持續(xù)水流冷卻下垂直于牙長軸，在根頸部、根中部、根下部分別切取2個1.0 mm厚的薄片，作為試件，分別記作1～6。其中1、2屬于根頸部，3、4屬于根中部，5、6屬于根下部。所有試件纖維樁的實際厚度h(mm)用電子數(shù)顯卡尺測量，控制誤差在0.01 mm之內(nèi)。

1.6數(shù)據(jù)測量將試件固定在萬能試驗機上，加載頭對準試件纖維樁的中央且垂直于纖維樁，根—冠方加載速度為0.5 mm/min，直至纖維樁被推出。記錄試件的最大破壞載荷Fmax(N)。粘結強度P(MPa)=Fmax(N)/粘結面積S(mm2)。由于本實驗所用的纖維樁為圓錐狀，因此每個試件的粘結面積S(mm2)=π(R+r)[h2+(R-r)2]1/2(其中h為試件纖維樁的實際厚度，R為試件纖維樁冠方半徑，r為試件纖維樁根方半徑，π=3.14)

1.7統(tǒng)計學處理用SPSS 21.0進行統(tǒng)計學分析，顯著性水平α=0.05。測量數(shù)據(jù)先經(jīng)Leveno’S Kolmogorov.Smimov 檢測其方差齊性和正態(tài)性，用析因設計的方差分析檢測樁道深度、粘結系統(tǒng)和疲勞加載對粘結強度的主效應以及交互作用，Tukey事后比較法進行組間比較。

2 結果

2.1試件制備情況試件制備過程中A2組1顆、B2組3顆、C1組2顆離體牙根頸部牙本質(zhì)出現(xiàn)裂紋，B1組2顆、C2組1顆離體牙根中部出現(xiàn)粘結失敗，A1組2顆、C2組2顆離體牙根下部出現(xiàn)粘結失敗。見表2。

表2 各組試件制備情況比較(n，%)

2.2樁道深度、粘結系統(tǒng)和疲勞加載對粘結強度的影響粘結系統(tǒng)、循環(huán)加載、樁道深度對纖維樁的粘結強度均有一定的影響，粘結系統(tǒng)與樁道深度間存在交互作用(F=152.147，P<0.05)，循環(huán)加載與樁道深度間存在交互作用(F=8.140，P<0.05)。根頸部，C1組粘結強度(13.42±1.23)MPa高于A1組(13.26±1.19)MPa和B1組(10.41±1.22)MPa，B1組最小；根中部，C1組粘結強度(9.98±1.53)MPa高于A1組(4.31±0.93)MPa和B1組(9.17±1.12)MPa，A1組最小；根下部，B1組粘結強度(9.35±0.63)MPa高于A1組(2.24±0.71)MPa和C1組(5.86±0.72)MPa，A1組最小。見表3、

表3 各組試件粘結強度比較

注：F樁道深度=442.102，P<0.05；F粘結系統(tǒng)=164.125，P<0.05；F循環(huán)加載=39.356，P<0.05；F樁道深度×粘結系統(tǒng)=152.147，P<0.05；F循環(huán)加載×樁道深度=8.140，P<0.05；F粘結系統(tǒng)×循環(huán)加載=1.701，P=0.193；F循環(huán)加載×粘結系統(tǒng)×樁道深度=0.251，P=0.899。

3 討論

臨床上，樹脂類粘結材料能滿足纖維樁與牙本質(zhì)間的粘固要求，因此，纖維樁的特性和樹脂粘結劑的種類決定了其粘結性能。正常的咀嚼活動中，修復體受長期的低強度、高頻率咬合負荷的影響，可因疲勞導致修復失敗。本研究采用疲勞加載雖只能模擬修復體在口內(nèi)使用一段時間的狀況，但仍能反映出纖維樁粘結強度隨時間變化的趨勢，是檢驗纖維樁能否長久使用的一種經(jīng)濟有效的方法[8]，疲勞加載300 000次以上可指導臨床粘結材料的選擇[9]。有研究指出，下頜前磨牙的最大咬合力為246～367 N[10]，而日常的咀嚼頜力為(123.0±183.5)N。本研究選擇循環(huán)載荷為150 N，加載300 000次，加載頻率為2 Hz，大致模擬修復體口內(nèi)使用1 a的咀嚼次數(shù)。研究所選擇的循環(huán)加載方向與牙體長軸呈45°，簡化了下頜第一前磨牙臨床所受側(cè)向力的方向，同時也是模擬牙齒生物機械強度破壞最大的施力方向，為目前研究者公認的模擬強度和角度[8，11-12]。

本研究結果顯示，三種粘結系統(tǒng)粘結的纖維樁經(jīng)循環(huán)加載粘結強度均降低，與Ana等研究(載荷50 N，加載200 000次， 頻率2 Hz)結論一致，考慮與以下兩方面因素有關：①疲勞循環(huán)加載使沒有完全固化的樹脂單體降解、引起粘結界面破壞[13]；②循環(huán)加載引起粘結界面的應力集中，導致粘結界面破壞。本研究結果顯示，自粘結和全酸蝕粘結系統(tǒng)的粘結性能隨著樁道深度的增大而降低，而自酸蝕的變化不明顯，與張曉等[14]研究結果一致，考慮可能與以下因素有關：①樁道深度影響牙本質(zhì)小管的密度和直徑，進而影響酸蝕效果[15]；②樁道深度影響玷污層的去除；③樁道深度影響光固化和樹脂粘結劑的涂布；④深部根管中的牙本質(zhì)小管容易礦化，影響粘結面積[16]。本研究結果還顯示，不同樁道深度、不同粘結系統(tǒng)的粘結強度有差異，在樁道上部和中部，自粘結系統(tǒng)有較好的粘結性能，可能是由于雖然3M U200酸性較弱，但對牙本質(zhì)有較強的滲透力[17]；在樁道下部，自酸蝕粘結系統(tǒng)的粘結性能最高，與張獻芳等[18]研究結果一致，可能與樁道下部牙本質(zhì)濕度難以控制且牙本質(zhì)解剖結構復雜，但自酸蝕系統(tǒng)對此因素不敏感有關。

綜上所述，自酸蝕粘結系統(tǒng)的粘結性能優(yōu)于全酸蝕粘結系統(tǒng)和自粘結系統(tǒng)，建議臨床選擇自酸蝕粘結系統(tǒng)來粘結玻璃纖維樁，以減少口腔環(huán)境對粘結強度的影響，獲得滿意的粘結效果。

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Theeffectofresinbinderonthebondingstrengthoffiberpostundercyclicloading

He Yanzhao1, Tian Xueli1, Ding Bofeng1, Zhu Juanfang2, Du Tianfeng2
(1.TheSecondAffiliatedHospitalofPingdingshanUniversity,Pingdingshan467232,China; 2.TheFirstAffiliatedHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China)

ObjectiveTo observe the effect of resin binder on the bonding strength of fiber post under cyclic loading.MethodsSixty human mandibular single root canal premolars which were extracted for orthodontic treatment in the Second Affiliated Hospital of Pingdingshan University from November of 2016 to March of 2017 were enrolled in this study.All premolars were randomly divided into three groups after treated completely by endodontical therapy and preparation for post spaces, 20 cases in each group. The resin binder of total-etching adhesive system, self-etching adhesive system and self-adhesive system were used to bond fiber post with root canal respectively.The premolars in three groups were randomly divided into two subgroups respectively after embedded. Finally, there were three control subgroups and three observation subgroups,and the premolars in the observation groups A2, B2 and C2 were treated by cyclic loading for 300 000 times. Two slices which were cut off into 1 mm from the upside, middle part and the bottom of the root of teeth were used to test the bonding strength of fiber post measured by push-out test.ResultsAdhesive systems, cyclic loading and the depth of the post spaces were all related to the bonding strength of fiber post.Aadhesive systems and cyclic loading were correlated with the depth of the post spaces (F1=152.147,F2=8.140,P<0.05). The bonding strength of upside ones of group B1, A1, C1 were stronger in turn[(10.41±1.22)MPa, (13.26±1.19)MPavs(13.42±1.23)MPa], the bonding strength of middle part ones of group A1, B1, C1 were stronger in turn[(4.31±0.93)MPa, (9.17±1.12)MPavs(9.98±1.53)MPa], and the bonding strength of bottom ones of group A1, C1, B1 are stronger in turn[(2.24±0.71)MPa, (5.86±0.72)MPavs(9.35±0.63)MPa].ConclusionThe bonding strength of self-etch system under cyclic loading is stronger than that of self-adhesive system and total-etch system.

fiber post; resin binder; bonding strength; cyclic loading

國家自然科學基金青年科學基金項目(8150031112)；河南省科技攻關項目(142102310356)。

R 78

10.3969/j.issn.1004-437X.2017.23.001

2017-05-24)