玻璃纖維樁長度和纖維含量對牙體抗折強度的影響

孫寧寧 殷 愷 李玉民

隨著口腔醫學的發展，越來越多的殘根殘冠在進行完善的根管治療后采用玻璃纖維樁進行修復治療。玻璃纖維樁具有機械性能優良[1]、彈性模量與牙體組織接近、耐腐蝕、生物相容性好、不影響磁共振成像等優點。玻璃纖維樁修復失敗主要表現為修復后牙體折斷。除了根管治療、樁道預備及粘接系統等影響因素外，玻璃纖維樁的長度和玻璃纖維含量是否會影響修復后牙體的抗折強度，尚缺少研究證實。本研究通過體外實驗比較不同的玻璃纖維樁長度和玻璃纖維含量對修復后的下頜前磨牙抗折強度的影響，旨在為臨床選擇玻璃纖維樁提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料 3M ESPE RelyXTMUnicem樹脂粘接劑（3M公司，美國），玻璃纖維樁、纖維樁鉆（康特公司，瑞士），AH-plus根充糊劑、LED光固化燈（Dentsply，美國），TF根管銼、牙膠尖（SybronEndo公司，美國），硅橡膠（3M ESPE，美國），游標卡尺（哈爾濱量具道具集團有限責任公司），Spectrum光固化納米樹脂（登士百，德國），萬能試驗機（Instron，美國）。

1.2 標本來源及分組 選取2012年8月—2013年7月因行正畸治療拔除的完整的單根管下頜前磨牙42顆，患者年齡18～35歲。排除標準：（1）牙體齲壞，牙根發育不完全。（2）形態異常，如過大牙或過小牙，牙頸部頰舌徑＜6 mm或＞9 mm；牙頸部近遠中徑＜4 mm或＞7 mm；解剖牙根長度＜10 mm或＞17 mm。（3）彎曲度過大。（4）肉眼及20倍體視顯微鏡觀察牙體組織存在裂紋。（5）牙體頰舌向和近遠中向X線片表現為雙根管者。將收集到的42顆因正畸拔除完整的下頜前磨牙，按隨機數字表法分為A、B、C 3個實驗組，每組14顆牙，并行樁道預備，A組10 mm、B組8 mm、C組6 mm；每個實驗組再各分成2個亞組，每個亞組7顆牙。A1、B1、C1組應用42%纖維含量的玻璃纖維樁，A2、B2、C2組應用75%纖維含量的玻璃纖維樁，進行樁核修復。

1.3 方法

1.3.1 離體牙測量與預處理 測量離體牙牙根寬度（近遠中向）、厚度（頰舌向）、長度（釉牙骨質界至解剖根尖孔）。在冷卻水條件下用金剛砂車針將離體牙自頰側釉牙骨質界（ce?mento-enamel junction，CEJ）上2 mm垂直于牙體長軸的方向截斷，保留牙根部分，去凈牙根表面殘留的牙周組織，生理鹽水反復沖洗，置于生理鹽水中室溫保存。

1.3.2 根管預備 常規拔髓，使用25#錐度為1.0、0.8、0.6的機用TF根管銼預備根管，在預備過程中每更換1次器械，均以口腔沖洗針，用5 mL 17%EDTA溶液沖洗根管1 min，再用5 mL 5.25%次氯酸鈉溶液沖洗根管1 min，預備完成后用5 mL生理鹽水沖洗根管。

1.3.3 根管充填 對實驗牙應用AH–PLUS糊劑和牙膠尖側壓法進行根管充填。拍攝X線片評價根管充填效果，充填不完善者去除充填物后重新充填根管，磷酸鋅水門汀暫封，置于生理鹽水中室溫保存。

1.3.4 樁核修復 對實驗牙去除暫封物，使用Tenax Fiber玻璃纖維樁（瑞士康特公司）配套的直徑1.3 mm的專用擴孔鉆，置于普通慢速手機上預備樁道，用3M ESPE RelyXTMUnicem雙固化樹脂進行玻璃纖維樁粘接，應用Spectrum光固化納米樹脂進行核塑型。

1.3.5 牙體預備 在實驗牙釉牙骨質界的牙冠邊緣，圍繞牙頸部一圈預備出肩臺，預備后的肩臺寬1 mm，牙本質肩領高2 mm，核部高度為4 mm，使用平行研磨儀控制聚合度為6°。

1.3.6 金屬全冠制作及粘固 在實驗牙預備體上取印模，行Ni-Cr合金鑄造冠修復。鑄造冠修復體由同一名技師制作，確保修復體形態基本一致，具有相似的直徑、厚度，高度均為8 mm，牙尖呈30°，咬合形態正常，以玻璃離子水門汀粘結鑄造冠，所有試件均保存在37℃蒸餾水中備用。

1.3.7 牙體包埋 先將CEJ下2 mm至根尖處的實驗牙牙根浸入蠟液中，形成一層約0.2 mm厚的薄蠟層。在直徑3.0 cm，高度2.0 cm的聚氯乙烯（PVC）管件中放入自凝樹脂，將實驗牙插入自凝樹脂中，至釉牙骨質界下2 mm處停止。待自凝樹脂固化后取出實驗牙，以熱水去凈牙根以及自凝樹脂內的薄蠟層，于拔出牙根后樹脂遺留的空隙中填入細印硅橡膠印模材，再次置入實驗牙，至釉牙骨質界下2 mm處停止，加壓去掉多余的硅橡膠，模擬形成牙周膜，完成試件制作。

1.3.8 抗折強度試驗（力學測試） 將試件固定于萬能試驗機，加載點位于牙的頰尖河1/3的頰斜面處，與牙體長軸呈135o，加載速度為2 mm/min，加載至試件折斷，記錄標本折斷時的加載強度和折斷模式。

1.4 統計學方法 采用SPSS 17.0統計軟件進行分析，計量資料用±s表示，組間比較采用單因素方差分析或析因設計的方差分析，組間多重比較用SNK-q法，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 抗折試驗 6組樣本牙根長度、頰舌徑和近遠中徑的測量值差異無統計學意義，見表1。纖維樁長度、纖維樁纖維含量對牙體抗折強度均有影響（P＜0.05），纖維樁長度和纖維含量無交互效應（P＞0.05），A組抗折強度明顯高于B、C組，B組高于C組（均P＜0.05），見表2。

Table 1 Comparison of values of dental measurements between six groups表1 6組樣本牙根測量值比較（n=7，mm，±s)

Table 1 Comparison of values of dental measurements between six groups表1 6組樣本牙根測量值比較（n=7，mm，±s)

均P＞0.05

組別A1組A2組B1組B2組C1組C2組F牙根長度14.98±0.48 15.69±0.61 15.37±0.84 15.15±0.22 15.61±0.60 15.27±0.54 0.002頰舌徑7.07±0.32 7.14±0.35 7.05±0.34 7.12±0.32 7.12±0.37 7.14±0.36 0.087近遠中徑5.08±0.44 5.13±0.35 5.10±0.43 5.15±0.31 5.07±0.31 5.34±0.15 0.608

Table 2 Comparison of fracture resistance of teeth between three groups表2 各組樣本牙根抗折強度比較（n=7，N±s）

Table 2 Comparison of fracture resistance of teeth between three groups表2 各組樣本牙根抗折強度比較（n=7，N±s）

F長度=234.444，F纖維含量=32.745，均P＜0.05；F交互=1.319，P＞0.05；a與A組比較，b與B組比較，P＜0.05

組別A組B組C組纖維含量42% 3 046.79±420.95 1 544.69±233.39a 1 115.03±124.13ab纖維含量75% 3 375.53±266.23 2 141.74±133.33a 1 468.60±118.95ab

2.2 標本的斷裂模式 所有試件均無鑄造冠脫位、折裂及樹脂核部折裂現象，除A2組1例標本于根尖1/3處折斷外，其余標本均在牙頸部1/3內折斷，見表3。

Table 3 Comparison of fracture types between six experimental groups表3 各組標本的斷裂類型 （n=7）

3 討論

應用纖維樁進行殘根殘冠的修復治療，其成功受諸多因素的影響，包括樁道形態，樁的長度、直徑與形狀，樁核材料的彈性模量與機械強度，以及粘接材料與粘接技術等。在其他影響因素相同的情況下，關于玻璃纖維樁不同長度和纖維含量對修復后牙體抗折強度的影響，國內鮮有相關的綜合研究。

玻璃纖維樁修復后牙根的抗折性能與樁的長度密切相關[2]。李張維等[3]認為纖維樁長度會對修復后牙體抗折性能產生影響。位于根管內的樁的長度越長，樁與預備根管間的表面接觸面積也增加，纖維樁吸收的應力增加，牙本質所受應力降低，其抗折強度則越大，從而使冠部修復體承受的牙合力隨之增大。魯潔等[4]指出，樁越短在臨床越容易易引起牙折裂和樁脫落。本實驗結果顯示，在一定范圍內（6～10 mm），纖維樁的長度越長，牙體的抗折強度越大。

玻璃纖維樁的彈性模量、撓曲強度，也是影響修復后牙體抗折性能的重要因素。彈性模量是反映材料抵抗變形能力的參數，其值越大，使材料發生變形的應力越大。本研究采用的纖維樁彈性模量為26 GPa和29.2 GPa。與金屬樁相比較，玻璃纖維樁的彈性模量與牙體組織更相近，使作用力可以沿整個樁均勻分布，減少應力集中，可取得良好的修復效果[5-7]。也有學者通過實驗，把纖維樁適宜的彈性模量確定在15～50 GPa，并認為纖維樁彈性模量在15～50 GPa時對牙體組織應力無明顯影響[8]。撓曲強度是衡量材料彎曲韌性的重要參數。Manning等[9]認為，撓曲強度達到400 MPa就已達到臨床應用所需。本研究所選用2種纖維樁纖維含量75%和纖維含量42%，撓曲強度分別為990 MPa和1 577 MPa。因此本研究中2種玻璃纖維樁的撓曲強度均已滿足臨床需要，沒有樁折斷的情況發生。

有研究發現，玻璃纖維含量較低有可能帶來機械強度不足的問題；玻璃纖維含量過高，有些甚至超過80%，希望通過增加纖維含量提高纖維樁的整體強度，但由于基質樹脂含量降低，反而會造成纖維樁聚合度降低、整體強度降低[1]。目前，在臨床上使用的玻璃纖維樁大部分玻璃纖維含量為60%左右。本研究顯示，應用纖維含量較高的玻璃纖維樁修復后牙體抗折性能優于纖維含量低的玻璃纖維樁，而2種玻璃纖維樁的彈性模量相近，撓曲強度又能充分滿足臨床需要，提示除了彈性模量、撓曲強度，玻璃纖維樁的其他性能，如透光度可能也會對牙體抗折性能產生影響。

在本實驗中，大多數實驗牙（41/42）在牙頸部1/3內折斷，說明在功能狀態下，牙頸部要承受明顯的壓應力、張應力、扭力的作用，是應力集中的區域。僅有1例試驗牙在纖維樁的根尖端斷裂，提示即使對玻璃纖維樁而言，根尖處也是一個應力集中的部位，而其他試件均發生樁的脫位與牙根折斷，對此，有學者認為纖維樁與根管壁的粘接固位力是重要的影響因素[10]。

綜上所述，筆者認為：應用玻璃纖維樁修復牙體缺損時，在一定范圍內樁的長度越長，牙體抗折強度越高。纖維含量高的玻璃纖維樁可取得更好的修復效果，具體原因有待進一步研究。

[1] 劉峰.纖維樁及其應用要點[J].中華口腔醫學雜志，2011，46(7)：442-445.

[2] Giovani AR,Vansan LP,de Sousa Neto MD,et al.In vitro fracture re?sistance of glass-fiber and cast metal posts with different lengths[J]. J Prosthet Dent,2009,101(3):183-188.

[3]李張維，吳妹娟，劉雪云，等.不同長度的玻璃纖維樁修復對下頜前磨牙抗折強度的影響[J].醫學研究雜志，2011，40(8)：111-113.

[4]魯潔，聶二民，劉克瑾，等.機械力學評價不同長度石英纖維樁的抗折強度[J].中國組織工程研究，2013，17(3)：483-488.

[5] 沈正權.玻璃纖維樁樹脂核和鈷鉻合金鑄造樁核修復上頜前牙抗折性能的臨床評價[J].口腔醫學，2011，31（11）：698-699.

[6] 劉惠萍.玻璃纖維樁與鑄造金屬樁核在前牙修復中的應用對比觀察[J].山東醫藥,2012，52(2)：104-105.

[7] 劉亦洪.全瓷樁核與鎳鉻合金樁核在前牙修復中的受力比較[J].現代口腔醫學雜志，2004，18(16)：546-548.

[8] 梁猛猛，何惠明，孔亮，等.纖維樁和黏結劑的彈性模量對纖維樁修復應力的影響[J].牙體牙髓牙周病學雜志，2008，18(4)：200-203.

[9] Manning KE,Yu HC,Yu HC,et al.Factors to consider for predict?able post and core build-ups of endodontically treated teeth part: clinical application of basic concepts[J].J Can Dent Assoc,1995,61 (8):696-701.

[10]韓光政，熊正慧，陳亞明.2種根管封閉劑對2種纖維樁剪切粘接強度的影響[J].華西口腔醫學雜志，2011，29（5）：497-500.