纖維樁粘結強度的影響因素研究進展

[摘要] 纖維樁因其強度、美學性能、抗腐蝕等優越性能得到了廣泛的應用。臨床上纖維樁修復的成功，纖維樁粘結固位很關鍵。為了提高纖維樁的粘結強度，學者們從影響纖維樁粘結強度的各個因素進行了大量的實驗和研究。本文主要從纖維樁材料、粘結劑、樁表面處理等方面對影響纖維樁粘結強度的因素作一綜述，以期能為臨床纖維樁冠修復提供一定的依據。

[關鍵詞] 纖維樁；粘結；粘結強度；固位

[中圖分類號] R783 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2011）23-27-03

The Research Progress in the Influential Factors of the Bond Strength of Fiber Posts

XU Yichen

West China College of Stomatology， Sichuan University， Chengdu 610041， China

[Abstract] The fiber posts are widely used clinically to preserve endodontically treated teeth because of its appropriate strength， excellent aesthetic property and resistant to corrosion. The successful restoration greatly depends on the good adhesive of fiber post. The factors contributed to the adhesive effect are studied to enhance the bond strength of fiber posts. This review article aims to introduce and summarize the recent progress in the factors influencing the bond strength of the fiber posts.

[Key words] Fiber post; Adhesive; Bond strength; Retention

臨床上對于大面積缺損且根管治療后的患牙，為了增加全冠修復體的固位和支持，常常要進行樁核修復。早期使用的金屬鑄造樁存在美學不佳、強度與牙體組織不匹配易引起根折、易腐蝕等問題[1，2]。1990年Duret B等[3]學者首先報道了碳纖維加強的樹脂核系統，它與牙本質的彈性模量相近，粘結后能有效分散根管應力，防止根折[4]。近年來，隨著美容修復尤其是全瓷修復技術在口腔臨床的廣泛應用，半透明的玻璃、石英纖維樁核系統取代了黑色的碳纖維樁核系統，它們能改善碳纖維樁的美學效果，并保持其機械性能基本不變[5]。隨著纖維加強樹脂研究的進展，纖維樁在臨床上的應用越來越廣泛。與此同時，很多研究報道了纖維樁粘結強度不夠導致臨床修復失敗的情況[6，7]。所以，纖維樁的粘結成為研究熱點，本文對影響纖維樁系統粘結強度的主要因素作一綜述，為臨床纖維樁冠修復操作提供一定的證據。

1 樁材質對粘結強度的影響

纖維樁由樹脂基質包繞著連續性加強纖維組成，根據在樹脂基質中所加的纖維不同，可以將纖維樁分為碳纖維樁、玻璃纖維樁、石英纖維樁等。雖然玻璃纖維樁和石英纖維樁的纖維成分都是二氧化硅，但實驗結果表明，石英纖維樁粘結強度高于玻璃纖維樁[8]。而相對于碳纖維樁的粘結強度，玻璃纖維樁和石英纖維樁粘結強度更高，這可能是因為玻璃纖維樁和石英纖維樁有一定的光導性，能使光固化粘結劑更好地聚合，從而增加其粘結強度[9，10]。

2 粘結劑及其操作步驟的影響

2.1 粘結劑種類的影響

纖維樁的粘結過程可分為3個關鍵步驟：①處理牙本質表面即酸蝕；②構建樹脂牙本質混合層（hybrid layer）；③樹脂水門汀粘結。其中混合層是粘結劑和牙本質形成有效機械固位的主要區域，在此區域中粘結劑單體滲入膠原纖維網，固化后與膠原網及牙本質小管中的樹脂突鉸鏈在一起，產生機械固位力。臨床上纖維樁的粘結常常需要牙本質粘結劑和水門汀粘固劑聯合使用，目前公認樹脂水門汀的固位力更好。Sahmali S等[11]證明不同種類水門汀粘固材料粘固碳纖維樁，測其拉伸粘結強度，樹脂類粘固組顯著高于玻璃離子組。張文云等[12]用離體牙研究了不同粘固材料對纖維樁固位力的影響及粘結界面情況，結果也表明樹脂水門汀固位力優于玻璃離子水門汀，且粘結界面顯示了良好的粘結完整性，提示臨床進行纖維樁修復時應選用樹脂類粘固劑。

另外，Boschian Pest L等[13]在實驗中分別用樹脂類粘結劑和復合樹脂粘結纖維樁，結果表明復合樹脂在粘結強度和粘結界面的微觀結構上均優于樹脂類粘結劑，如果使用透明纖維樁和光固化復合樹脂效果會更好。這提示了復合樹脂粘結纖維樁可以更好地加強剩余牙體結構，減少根折和粘結失敗的發生。

2.2 牙本質粘結劑操作步驟的影響

牙本質粘結劑系統主要有全酸蝕和自酸蝕兩種系統，不同粘結劑系統對纖維樁的粘結強度的影響已有大量文獻研究比較，結論各不相同。Vichi A等[14]用掃描電鏡觀察了三步法全酸蝕粘結系統和一步法粘結系統在粘結纖維樁時界面形成的樹脂突和樹脂牙本質交互滲透區（resin dentin interdiffusion zone，RDIZ）的形成情況，結果表明三步法系統可形成更大的RDIZ區，微機械扣鎖面積更大，提示三步法粘結系統的粘結強度高于一步法系統。鄧華頡等[15]用離體牙微拉伸測試比較了自酸蝕和全酸蝕樹脂粘結劑對石英纖維粘結后粘結強度的差異，結果表明自酸蝕樹脂粘結劑石英纖維樁的粘結強度明顯優于全酸蝕石英纖維樁粘結劑。但是陳麗萍等[16]比較兩種樹脂粘結系統對纖維樁的剪切粘結強度，結果發現全酸蝕粘結系統對纖維樁的粘結強度大于自酸蝕粘結系統，激光掃描共聚焦顯微鏡觀察顯示全酸蝕粘結系統的混合層厚度大于自酸蝕粘結系統的混合層厚度。Bitter K等[17]用微推出測試并以（5～55℃，30s，5000次）熱循環條件模擬口腔環境，研究不同粘結劑對纖維樁與根管壁之間的粘結效果，結果表明自酸蝕粘結劑在熱循環前后均表現出更大的粘結強度。這可能是因為全酸蝕粘結酸蝕根管牙本質后沖洗時，根管內的濕度很難控制到合適的程度。而對同一根管不同部位牙本質（頸1/3、中1/3、根尖1/3）粘結強度測試時，發現根管根尖1/3部分粘結強度更大。Topcu FT等[10]也證明根尖部分的根管粘結強度大于根頸部的粘結強度。然而陳麗萍等[16]研究發現纖維樁在牙根頸部的粘結強度大于牙根尖部，并指出這可能是因為不同根管部位的牙本質小管的密度也不同，直接影響酸蝕后可粘結表面積和混合層厚度，而且牙根冠部光固化燈照射更直接、完全。

自酸蝕法粘結有兩種方式，一種是兩步法，先涂布酸性處理液，不用沖洗，再用樹脂粘結劑粘結；另一種是一步法，酸性處理液和樹脂粘結劑二合一，粘結只需一步。Topcu FT等[10]比較了全酸蝕粘結劑、兩步法自酸蝕粘結劑、一步法自酸蝕粘結劑與纖維樁的粘結強度，結果發現全酸蝕粘結劑和兩步法自酸蝕粘結強度相當，且均大于一步法自酸蝕粘結強度。

近來，一些廠家為了簡化操作過程，研發了一種自粘結樹脂水門汀，無需對根管壁進行任何處理即可粘結纖維樁。Radovic I等[18]用全酸蝕、兩步法自酸蝕粘結劑、自粘結樹脂水門汀分別粘結纖維樁，測其微推出強度，結果表明兩步法自酸蝕粘結劑的粘結強度顯著小于全酸蝕粘結劑和自粘結樹脂水門汀。

2.3 酸蝕劑的影響

牙本質粘結過程第一步都是要酸蝕處理牙本質表面，酸蝕對牙本質脫礦和污染層去除起主要作用，不同的酸蝕時間、酸的濃度以及酸蝕劑的劑型（液體或者凝膠）等都會影響脫礦的方式，從而直接影響粘結效果。Potesta FL等[19]研究了酸蝕劑黏稠度酸蝕根管牙本質對粘結強度的影響，結果表明凝膠狀的酸蝕劑酸蝕后粘結強度大于半凝膠狀和液態酸蝕劑酸蝕后的粘結強度，各組酸蝕劑處理后的粘結強度均在根管頸部最大，但均小于一步法自酸蝕粘結劑的粘結強度。電子顯微鏡觀察發現凝膠狀酸蝕劑的滲透性比液態酸蝕劑效果好。但是這一體外實驗對酸蝕劑的使用限于直視下的操作，與臨床實際效果相差很大，并不能作為臨床的參考。

2.4 粘結劑厚度的影響

對于粘結劑厚度對粘結強度的影響，傳統理論認為理想的粘結劑的厚度應為25～40μm，粘結層厚度的增加會導致固位力的下降。但Hagge MS等[20]的研究表明，與其他實驗組相比，粘結層的厚度為200μm組的固位力最佳。

需要注意的是這些研究都局限于體外離體牙對比研究，測試方法也都局限于薄片推出或微拉伸試驗，然而在患者口腔中的受力情況復雜，纖維樁在口腔中所受的力包括壓力、拉力、側向力等。因此，這些實驗所得出的結果只能粗略地反映纖維樁受力情況的一個方面，而不能真正模仿天然牙在口腔中的受力情況，要判斷哪種粘結劑更適于臨床仍需進一步研究。

3 纖維樁表面處理

纖維樁的粘結包括兩個界面，即纖維樁-粘結劑界面和粘結劑-牙本質界面。因此，除了考慮粘結劑與牙本質的粘結界面，纖維樁與樹脂的粘結也不能忽視。纖維樁主要由纖維與聚合樹脂基質組成，其表面光整，很難與樹脂材料形成微機械固位。環氧樹脂是一種高度聚合、高度交聯的高分子材料，其化學性質穩定，很難與樹脂材料中的Bis-GMA等甲基丙烯酸酯類成分產生化學結合。以上原因使玻璃纖維樁與樹脂材料之間的粘結強度尚不理想[21]。表面處理是增強界面粘結力的常用方法，它可以促進不同的成分之間形成化學或機械固位。學者們試圖通過對纖維樁進行不同的表面處理，在一定程度上提高纖維樁與樹脂材料的粘結強度。目前，纖維樁的表面處理方法主要有硅烷偶聯劑處理、酸蝕處理、噴砂處理等。

3.1 硅烷偶聯劑表面處理

研究顯示，表面使用硅烷偶聯劑可在一定程度上提高纖維樁與樹脂之間的粘結強度，這些主要是依賴于硅烷能增加纖維樁表面的潤濕性，從而增加了纖維樁表面羥基的化學橋接[22-24]。但這一問題存在爭議，Wang YJ等[25]對預成纖維樁進行硅烷偶聯劑處理和微拉伸粘結強度測定，結果表明硅烷化表面處理對纖維樁與樹脂粘結劑之間的粘結強度沒有顯著增強。Ferrari M等[26]也證明使用硅烷對甲基丙烯酸酯石英纖維樁的粘結強度沒有明顯提高。

3.2 氫氟酸表面酸蝕

未行處理的纖維樁表面較光滑，使用氫氟酸處理纖維樁表面可使纖維樁表面變得粗糙，增大其與樹脂之間的微機械扣鎖作用，從而提高纖維樁與樹脂間的粘結強度[27，28]。但氫氟酸酸蝕會使纖維樁表面的結構完整性遭到破壞，因此不推薦臨床常規使用[29]。

3.3 噴砂

Balbosh A等[30]評價了玻璃纖維樁不同表面處理方式對其固位力的影響。為了符合臨床實際，研究者在測試前對纖維樁進行了人工老化處理：在纖維樁粘接后，對其施加了熱循環載荷5℃～55℃ 7500次和30萬次30N大小的循環載荷，以模擬口腔環境的影響。共對纖維樁進行了4種表面處理：酒精清洗、酒精清洗加底涂劑處理、噴砂、噴砂加底涂劑處理。其結果表明，底涂劑處理對增強固位無顯著效果，而噴砂可顯著增強纖維樁的固位力。但Sahafi A等[31]在實驗中卻發現，纖維樁表面進行噴砂、氫氟酸酸蝕、底漆等處理對樹脂類粘結劑與玻璃纖維樁之間的粘結強度沒有顯著影響。

4 其他影響因素

纖維樁的形態也能影響其粘結效果。Love RM等[32]研究表面形態對纖維樁固位力的影響，發現采用鋸齒狀的外形并不能顯著增強纖維樁的固位力，但可以增加上部核結構的固位力，而鋸齒狀的外形卻可以顯著性降低纖維樁的強度，因而不宜采用。

平行纖維樁的固位強于錐形樁，這是由于平行樁的聚合度小，固位力更大。但是對纖維樁形態的選擇應視患牙的根管情況，一般平行樁適用于根管長且粗大者，錐形樁適用于根管細、短者[33]。

5 總結與展望

與傳統的金屬樁相比，纖維樁在強度、美學性能、抗腐蝕等方面表現出明顯的優越性。纖維樁的松動、脫落是其常見的修復失敗方式，纖維樁的粘結強度備受關注。纖維樁固位的影響因素較多，纖維樁的材料種類、樁表面處理、粘結劑成分及操作方式、樁的形態等都可能影響纖維樁的粘結性能。但目前大多實驗研究局限于體外離體牙對比研究，測試方法也大都局限于薄片推出或微拉伸試驗，長期的臨床對照研究很少。同時由于纖維樁和粘結劑的種類繁多，不同廠商的不同產品操作要求有所不同，所以在口腔實際操作中應加以注意。但可以預見，隨著粘結技術的發展和樹脂類核材料的廣泛使用和不斷改進，纖維樁會更加廣泛地應用于口腔臨床。

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（收稿日期：2011-06-23）