三種玻璃纖維樁與牙本質之間粘結強度的比較

楊 洋，胡書海，許 諾，任 翔，左恩俊

(大連醫科大學 口腔醫學院，遼寧 大連 116044)

樁核修復技術是口腔修復科醫生治療牙體缺損最常用的技術之一[1]。近年來，纖維增強復合樹脂(Glass fiber reinforced plastic，GFRP)樁材料已逐漸替代以往鑄造金屬樁和預成金屬樁而備受關注[1-5]。因為GFRP樁生物相容性好，不但有著優良的機械性能、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作用，有助于預防以往使用金屬樁時常出現的修復牙根折的發生。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現不同的GFRP樁的表面性狀及內部結構差異較大[6]，這些均困擾著臨床醫生選擇GFRP樁。本實驗擬利用薄片推出實驗通過測定和比較三種市售GFRP樁與牙本質間粘結強度的大小，為臨床醫生選擇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粘結系統(Kuraray公司, 日本)；硅烷偶聯劑Porcela Bond Activator(Kuraray公司, 日本)；光固化機(3M公司, 德國)；體視顯微鏡(南京江南永新光學有限公司)；慢速金剛石切割機(沈陽科晶設備制造有限公司)；電液伺服疲勞試驗機(島津公司, 日本)。

表1 選用的三種玻璃纖維樁情況

1.2 實驗方法

1.2.1 樣本制作： 12顆離體單根管前磨牙于實驗前室溫下保存于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行根管預備，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商提供的根管預備鉆對根充后的牙根進行樁道預備。玻璃纖維樁經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樹脂粘結劑(Kuraray, Japan)將其粘結于根管內，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。室溫下儲存24 h后用慢速金剛石切割機垂直于牙長軸切出3個3.0 mm厚的片段作為測試樣本。

1.2.2 實驗分組：根據所用的玻璃纖維樁的不同將離體牙隨機均分為三組：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,各實驗組(n=12)的所有測試樣本于萬能材料試驗機上以1.0 mm/min的加載速率進行推出測試，直至樁從根片中完全脫出。記錄其應力-應變曲線，其最大推出力值除以粘結面積作為試件的粘結強度，用MPa表示。

1.3 體視光學顯微鏡觀察

將所有測試樣本于20倍體視光學顯微鏡下，觀察其斷裂面的形貌，并按以下標準對所有樣本的破壞模式進行分類：①Ⅰ類：樁表面無粘結劑覆蓋；②Ⅱ類：樁表面被粘結劑部分覆蓋；③Ⅲ類：樁表面被粘結劑完全覆蓋；④Ⅳ類：牙本質內聚破壞。

1.4 統計學方法

用SPSS13.0統計軟件對實驗數據進行單因素方差分析(α=0.05)。

2 結 果

實驗各組的粘結強度值見表2。Fiber Post組的粘結強度均值最高，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。各實驗組均以發生Ⅱ類破壞模式為主，僅有少量樣本發生了Ⅰ類和Ⅲ類破壞。無一樣本發生牙本質內聚破壞。

表2 實驗各組的粘結強度值

表3 測試后樣本的破壞模式分類

3 討 論

早期的纖維增強型樹脂(fiber reinforced plastic，FRP)樁由于采用了黑色的碳纖維，美觀性較差；近年來出現的高強度GFRP樁，機械性能與美學性能均有明顯提高，越來越多被應用于口腔臨床。GFRP樁與根管牙本質之間牢固的粘結是GFRP樁修復成功的關鍵。盡管Sudsanqiam等[7]認為，推出實驗測得的數值并非等同于粘結強度值，而是包含摩擦力、機械鎖結力及化學粘結力等各項力值的總和；但推出實驗更接近臨床實際情況，比微拉伸測試更精確可靠[8]。因此，本實驗選擇利用推出實驗測量和比較GFRP樁與根管牙本質間的粘結強度。

結合臨床應用GFRP樁的實際操作步驟及其相關的實驗研究結果[9-10]，本研究采用24%的過氧化氫聯合硅烷偶聯劑處理GFRP樁表面，選擇樹脂粘結材料粘結GFRP樁，以減小粘結界面微滲漏[11]，提高GFRP樁的粘結固位力及修復牙的抗折能力[12]。本實驗所選用的帕娜碧亞F樹脂粘結劑是屬于光化學雙重固化型樹脂粘結劑，避免了根中和根尖部分的聚合不完全。經表面處理后的GFRP樁利于樹脂粘結劑的滲入形成樹脂突，產生微機械固位；GFRP樁的樹脂基質和樹脂粘結劑的樹脂基質的化學結構相似，彈性模量相同，利于形成一個完整的粘結界面。另外，為了使樹脂粘結劑能達到最大聚合程度進而獲得最佳的粘結效果，對所有樣本均于粘結后24 h進行推出測試[13]。

三種GFRP樁中，Fiber 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GFRP樁與根管牙本質間粘結面積相同，粘結GFRP樁時將呈圓柱狀的一端插入根管內；而Fibrekor的直徑為1.5 mm，樁整體雖呈圓柱狀但表面有規則的鋸齒狀結構，推測該結構意在于根管內形成倒凹，增加GFRP樁與牙本質之間的固位力。已有文獻報道[14]，直徑相差0.1 mm時，纖維樁與根管牙本質間粘結強度無明顯差異。本研究對推出實驗測試結果的單因素方差分析顯示，三個實驗組的粘結強度均值差異沒有顯著性意義(P>0.05)。Fibrekor未能表現出明顯高的粘結強度的原因可能正與鋸齒狀結構有關，推測原因如下：①在粘結纖維樁時，易導致在該結構凹陷區域產生微小氣泡等粘結缺陷；②該結構局部區域粘結劑厚度增加，推出測試所得的強度值可能是粘結劑本身的強度值；③制作該結構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，Fibrekor組的Ⅲ類破壞(樁表面完全被粘結劑覆蓋)也較其他兩組多。Robert和David[15]的實驗證明，鋸齒狀碳纖維樁自身抗折強度、抗拉強度與抗彎強度均較平滑狀碳纖維樁低。結合本實驗結果，建議臨床醫生盡量選擇使用樁表面較平滑的GFRP樁。

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

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