纖維樁長度和模擬牙周膜對(duì)修復(fù)體抗折實(shí)驗(yàn)的影響

阿迪力·麥木提敏 安尼卡爾·安尼瓦爾

[摘要]目的：探討不同長度的纖維樁和模擬牙周膜對(duì)離體牙修復(fù)后抗折強(qiáng)度的影響。方法：將54顆下頜前磨牙隨機(jī)分為六組，A1、B1、C1組用硅橡膠印模材料模擬牙周膜，制備樁道深度分別為6mm、9mm、12mm;A2、B2、C2無模擬牙周膜，制備樁道深度分別為6mm、9mm、12mm;根管治療、纖維樁樹脂核及全瓷冠修復(fù)后，將樣本置于萬能試驗(yàn)機(jī)上與牙長軸成45°以1mm/min持續(xù)加載至折裂，記錄樣本折裂時(shí)加載值和折裂模式。結(jié)果：兩因素方差分析顯示纖維樁長度和模擬牙周膜對(duì)樣本牙抗強(qiáng)度沒有交互作用（P>0.05）;不同纖維樁長度和模擬牙周膜對(duì)樣本牙抗折強(qiáng)度均無顯著影響（P>0.05）。各組試樣牙斷裂模式多為可修復(fù)性斷裂模式（P>0.05）。結(jié)論：纖維樁長度對(duì)樁核冠修復(fù)體的抗折強(qiáng)度無明顯影響，在離體牙抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)研究中使用彈性印模材料模擬牙周膜對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無明顯意義。

[關(guān)鍵詞]玻璃纖維樁;前磨牙;模擬牙周膜;抗折強(qiáng)度

Abstract： Objective? To investigate the effects of different post lengths and simulated periodontal ligament on the fracture resistance after restoration in vitro study. Methods? 54 mandibular premolars were randomly divided into 6 groups （n=9） of three different post insertion depths （6mm，9mm，12mm） and simulated periodontal ligament（with and without）.All of them were restored by glass fiber posts with composite resin core and all-ceramic crown. The samples were loaded in a testing machine with a crosshead speed of 1 mm/min at a 45° angle to the long axis of the tooth until tooth fracture occurred. The maximum load and failure mode were recorded. Results? Fiber post lengths and simulated periodontal ligament had no interaction effect on the fracture resistance （P>0.05）.Different fiber post lengths and simulated periodontal ligament had no significant effect on the tooth resistance of the samples （P>0.05）. The fracture modes of teeth in each group were mostly repairable （P>0.05）. Conclusion In the experimental study of the fracture resistance of teeth in vitro， the use of elastic impression materials to simulate the periodontal ligament had no significant effect on the experimental results.

Key words： fiber post; premolar; simulated periodontal ligament; fracture resistance

經(jīng)過根管治療（Root canal therapy，RCT）的牙齒因齲壞、創(chuàng)傷或治療過程等原因牙冠是不完整的[1]。有研究表明，RCT后牙齒因牙本質(zhì)發(fā)生膠原交聯(lián)的變化變得更脆，與活髓牙相比折斷的風(fēng)險(xiǎn)更高[2]，而樁核冠修復(fù)可延長經(jīng)過RCT后的患牙壽命，故常需要樁核冠修復(fù)達(dá)到最終的修復(fù)目的[3]。纖維樁具有較高的抗疲勞強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，更接近牙本質(zhì)彈性模量，相比鑄造樁具有失敗后可再修復(fù)的優(yōu)勢(shì)[4-6]，故更多的選擇纖維樁代替鑄造樁。然而，臨床上纖維樁修復(fù)的牙齒有一定的失敗率，一項(xiàng)對(duì)149例纖維樁修復(fù)的牙齒10年隨訪研究顯示，修復(fù)后折斷是最常見的失敗方式[7]。研究者為提高纖維樁修復(fù)體抗折強(qiáng)度嘗試了不同修復(fù)設(shè)計(jì)，而目前還沒有統(tǒng)一的結(jié)論。有研究者指出，樁的使用并不能改善牙齒的抗折力，牙體組織的減少是造成牙根折斷的主要原因[8]，也有研究表明一定范圍內(nèi)增加樁長可提高治療后修復(fù)體的抗折力[9-10]，而另有研究則顯示較短的纖維樁修復(fù)后的牙可能產(chǎn)生更高的抗折強(qiáng)度[11]。

骨組織支持和牙周韌帶是牙齒應(yīng)力分布的重要結(jié)構(gòu)。在離體牙研究中，根包埋材料應(yīng)再現(xiàn)骨組織吸收咀嚼負(fù)荷的能力，從而在抗折裂實(shí)驗(yàn)中支持壓縮力和剪切力。然而，大量的體外研究已經(jīng)排除了模擬牙周膜這一過程，部分研究采用彈性材料（聚醚、硅橡膠印模材料[12]）來模擬牙周膜。本研究測(cè)試不同長度的纖維樁修復(fù)體在有、無模擬牙周膜狀態(tài)下受到側(cè)向加載力時(shí)的抗折強(qiáng)度，評(píng)估模擬牙周膜對(duì)離體牙實(shí)驗(yàn)研究的影響，并探討纖維樁長度對(duì)修復(fù)體抗折的影響，為纖維樁的長度設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù)。

1? 材料和方法

1.1 樣本牙的選擇和分組：選擇于新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院口腔科因正畸拔除的下頜前磨牙54顆。要求新鮮拔除，根尖發(fā)育完成、牙體完整、無齲壞、根無隱裂且牙根形態(tài)正常。清除牙菌斑、牙石及牙周組織后隨機(jī)分為A、B、C 三個(gè)組，并制備樁道深度A組6mm、B組9mm、C組12mm;每個(gè)實(shí)驗(yàn)組再分為兩個(gè)亞組，每組9顆牙。A1、B1、C1組用硅橡膠印模材料（3M ESPE，美國）模擬牙周膜，而A2、B2、C2組無模擬牙周膜。根管形態(tài)通過根尖片進(jìn)行了驗(yàn)證。用精確度為0.01mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量每組樣本的根長，釉牙骨質(zhì)界近遠(yuǎn)中、頰舌徑，記錄數(shù)據(jù)，各組樣本間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

1.2 樣本牙的準(zhǔn)備

1.2.1 根管治療：用高速渦輪機(jī)將54顆樣本牙沿釉牙骨質(zhì)界（cemento-enamel junction， CEJ）冠方2mm處截冠，用Wave One鎳鈦銼（登士柏，美國）進(jìn)行根管預(yù)備，用AH-Plus糊劑（登士柏，美國）和牙膠尖（Meta，韓國）采用熱牙膠充填系統(tǒng)完成根管充填，根尖片評(píng)價(jià)根管充填效果。玻璃離子水門汀暫封根管口，置于常溫0.9%生理鹽水溶液中保存。

1.2.2 樁核冠修復(fù)：1周后去除暫封物，使用纖維樁配套直徑1.6mm的根管預(yù)備鉆針（3M ESPE，美國）完成樁道預(yù)備，將RelyX U200自粘接樹脂水門汀（3M ESPE，美國）注入樁道內(nèi)，立即將RelyX?玻璃纖維樁（3M ESPE，美國）固定在根管里，光固化機(jī)（啄木鳥，中國）行多方向光照各20s以完成玻璃纖維樁粘接。Z350光固化復(fù)合樹脂（3M ESPE，美國）堆核，圍繞牙頸部一圈預(yù)備肩臺(tái)，預(yù)備后的肩臺(tái)寬1mm，牙本質(zhì)肩領(lǐng)高2mm，核部高度為5mm，控制聚合度為2°～6°。制取印模，行全瓷冠修復(fù)。全瓷冠修復(fù)體由同一名技師制作，確保修復(fù)體形態(tài)基本一致，具有相同的厚度，高度均為6mm，牙尖約呈30°，用聚羧酸水門汀（松風(fēng)，日本）粘接全瓷冠。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)試件的制作：將要制作牙周膜組樣本牙于CEJ下2mm至根尖處的牙根浸入90℃溶解的浸蠟（廣州世陽醫(yī)療器械有限公司）中1～2s形成約0.2mm厚度的薄蠟層，蠟層厚度通過用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量牙根浸入前后的厚度來確定。將牙根包繞蠟層的部分包埋于在直徑2.5cm，高3cm的聚氯乙烯（PVC）管件中放入的自凝樹脂塊中，待自凝樹脂固化后，取出牙齒，去除牙根及自凝樹脂塊中的蠟層，使用硅橡膠印模材料（3M ESPE，美國）填入空隙以模擬牙周膜。無牙周膜組樣本牙直接浸入到同前大小的自凝樹脂塊中包埋（見圖1）。

1.3 抗折實(shí)驗(yàn)：將試件固定于萬能試驗(yàn)機(jī)（WDW?20，日本），加載點(diǎn)位于頰尖的頰斜面的牙合）1/3處，與牙長軸呈45°，以1mm/min加載至試件折斷（見圖2），記錄折裂時(shí)加載值和折裂模式。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：使用SPSS 25.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（x?±s）表示使用單因素方差分析比較六組之間頰舌徑、近遠(yuǎn)中徑和牙根長度三個(gè)指標(biāo)的差異，使用兩因素方差分析探索纖維樁長度、模擬牙周膜對(duì)牙體抗折強(qiáng)度的影響。計(jì)數(shù)資料采用構(gòu)成比表示n（%），研究設(shè)定檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? 結(jié)果

各組的斷裂載荷均值及兩因素方差分析的結(jié)果見表1。纖維樁不同長度（P=0.068）及模擬牙周膜的有無（P=0.310）均對(duì)試樣牙折裂載荷無顯著影響，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。兩因素之間亦不存在交互作用（P=0.938）。折裂模式多為可修復(fù)性折斷，各組之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），見表2、圖3。

3? 討論

在本研究中，根內(nèi)不同長度玻璃纖維樁并沒有顯著影響根管治療后的下頜前磨牙修復(fù)體抗折強(qiáng)度。這與多數(shù)離體牙實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相似[13-15]，他們認(rèn)為過多的樁道預(yù)備因磨除大量的牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)而減少牙根本身的強(qiáng)度，此外，增加樁長可能會(huì)降低根尖封閉作用、增加根管側(cè)穿的可能。Santos-Filho[16]，林捷[17]等有限元分析研究中顯示不同長度纖維樁受力時(shí)的應(yīng)力分布圖相似，這也解釋了在本研究中增加纖維樁長度并沒有持續(xù)增加修復(fù)體的抗折性。樁長度越長，其固位力就越大，而纖維樁修復(fù)的一個(gè)重要的特征是樹脂水門汀粘接劑與纖維樁和牙體組織之間除了微機(jī)械嵌合，有較好的化學(xué)粘接[18]。然而，隨著纖維樁、自酸蝕粘合劑和樹脂水門汀的使用，修復(fù)后應(yīng)力分布和樁的固位比傳統(tǒng)的金屬樁和磷酸鋅/玻璃離子水門汀粘接的修復(fù)體有了改善，因此，理論上可認(rèn)為，在保證良好固位的同時(shí)，根內(nèi)樁長可以縮短[11]。所以，纖維樁核冠修復(fù)時(shí)有必要遵循生物力學(xué)阻力的原則，既要考慮固位，又要減少對(duì)牙齒的損傷，最大限度地保留健康的牙體組織。

正常情況下牙齒不會(huì)與牙槽骨剛性連接，但經(jīng)久不用的無功能牙、骨粘連等病理性情況下其牙周膜變窄，且牙周膜主纖維失去有規(guī)律的功能性排列，當(dāng)受到較大的負(fù)荷時(shí)牙周膜就會(huì)變硬，負(fù)荷轉(zhuǎn)移到牙槽骨上[19-20]。在本次研究中使用硅橡膠印模材料模擬牙周膜和沒有模擬牙周膜組抗折載荷值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這與Gonzalez-Lluch C[21]等采用visco-gel材料（是一種臨時(shí)軟義齒襯墊，彈性模量接近實(shí)際的牙周膜）對(duì)上頜中切牙行纖維樁全瓷冠修復(fù)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，模擬牙周膜的加入對(duì)RCT后的牙齒抗折強(qiáng)度沒有影響，所以，關(guān)于牙周膜的力學(xué)性能可能需要更精確的材料和更多的樣本量來評(píng)估。

各組大部分樣本均出現(xiàn)可修復(fù)性折斷，即在牙頸部的1/3處的折斷，可能的原因主要是以下幾點(diǎn)：①下頜前磨牙牙頸部較細(xì)，實(shí)驗(yàn)加載力方向不在牙體長軸上，且根管中上段為橢圓形，一項(xiàng)有限元分析研究發(fā)現(xiàn)[22]，相比于圓形根管，橢圓形根管的應(yīng)力分布不均勻，在根管唇舌向延伸處、根頸1/3處的應(yīng)力峰值更大。其次，與纖維樁樹脂核系統(tǒng)的彈性模量牙本質(zhì)的接近有關(guān)，能吸收應(yīng)力并更均勻地分散在牙體組織上[23];②對(duì)于沒有模擬牙周膜組的修復(fù)體，硬性的包埋材料在牙頸部形成明顯的支點(diǎn)，故多在牙頸部折斷。各組個(gè)別樣本出現(xiàn)不可修復(fù)性的根折，發(fā)生在模擬牙周膜組牙根中下1/3處，可能是因?yàn)槟M牙周膜沒有在某一特定區(qū)域造成的應(yīng)力集中，而是將應(yīng)力轉(zhuǎn)移到牙根-模擬牙槽骨界面，隨著加載力的增加，在不利修復(fù)因素和解剖因素及其他外在影響下折斷;③當(dāng)使用長的纖維樁時(shí)，光固化燈光源因不易到達(dá)到較深的區(qū)域而影響樹脂水門汀聚合[24-25]，粘接過程中樹脂水門汀注入到樁道深處時(shí)可能形成的氣泡等原因?qū)е碌恼辰訌?qiáng)度下降，這可能會(huì)成為牙根折斷的潛在原因。

本研究是基于離體牙實(shí)驗(yàn)，使用的是靜態(tài)加載，不能完全復(fù)制臨床條件，為了獲得更有意義的結(jié)果，進(jìn)一步的研究應(yīng)包括熱循環(huán)和機(jī)械疲勞實(shí)驗(yàn)。此外，目前關(guān)于模擬牙周膜生物力學(xué)的研究結(jié)果表明，對(duì)于牙周膜高度復(fù)雜的特性，需要做更多的工作來進(jìn)一步了解這一問題，以改善目前在根管治療修復(fù)后的體外實(shí)驗(yàn)中牙齒受力時(shí)的表現(xiàn)方式。

4? 結(jié)論

不同長度的纖維樁對(duì)下頜前磨牙修復(fù)后的抗折強(qiáng)度無明顯影響。使用彈性材料模擬牙周膜不影響纖維樁樹脂核全冠修復(fù)后牙齒的抗折強(qiáng)度，模擬牙周膜可能在循環(huán)加載抗疲勞實(shí)驗(yàn)中更能準(zhǔn)確地體現(xiàn)模擬狀態(tài)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Garcia PP，Wambier LM，de Geus JL，et al.Do anterior and posterior teeth treated with post-and-core restorations have similar failure rates？ A systematic review and meta-analysis[J].J Prosthet Dent，2019，121 （6）：887-894.e4.

[2]Cheung W.A review of the management of endodontically treated teeth. Post，core and the final restoration[J].J Am Dent Assoc， 2005，136（5）：611-619.

[3]Ferrari M，Cagidiaco MC，Grandini S，et al.Post placement affects survival of endodontically treated premolars[J].J Dent Res， 2007，86（8）：729-734.

[4]Jayasenthil A，Solomon-Sathish E，Venkatalakshmi-Aparna P，et al. Fracture resistance of tooth restored with four glass fiber post systems of varying surface geometries-An in vitro study[J].J Clin Exp Dent，2016，8（1）：e44-e48.

[5]李永斌.玻璃纖維樁加樹脂核與鑄造金屬樁核修復(fù)上頜前磨牙療效比較[J].中國實(shí)用口腔科雜志，2010，3（12）：757-758.

[6]Haralur SB，Al Ahmari MA，AlQarni SA，et al.The Effect of Intraradicular multiple fiber and cast posts on the fracture resistance of endodontically treated teeth with wide root canals[J].Biomed Res Int，2018，2018：1671498.

[7]Naumann M，Koelpin M，Beuer F，et al.10-year survival evaluation for glass-fiber-supported postendodontic restoration：a prospective observational clinical study[J].J Endod，2012，38（4）：432-435.

[8]Farina AP，Weber AL，Severo Bde P，et al.Effect of length post and remaining root tissue on fracture resistance of fibre posts relined with resin composite[J].J Oral Rehabil，2015，42（3）：202-208.

[9]Adanir N，Belli S.Evaluation of different post lengths' effect on fracture resistance of a glass fiber post system[J].Eur J Dent， 2008，2：23-28.

[10]迪麗努爾·阿吉，努力帕·阿布來.纖維樁不同長度對(duì)纖維樹脂樁核修復(fù)體抗折能力的影響[J].口腔醫(yī)學(xué)研究，2012，28（9）：907-910.

[11]Zicari F，Van Meerbeek B，Scotti R，et al. Effect of fibre post length and adhesive strategy on fracture resistance of endodontically treated teeth after fatigue loading[J].J Dent，2012，40（4）：312-321.

[12]Marchionatti AM，Wandscher VF，Broch J，et al.Influence of periodontal ligament simulation on bond strength and fracture resistance of roots restored with fiber posts[J].J Appl Oral Sci，2014，22（5）：450-458.

[13]Jakubonyt? Migl?，?esaitis K?stutis，Junevi?ius Jonas.Influence of glass fibre post cementation depth on dental root fracture[J]. Stomatologija，2018，20（2）：43-48.

[14]Abdulrazzak SS，Sulaiman E，Atiya BK，et al.Effect of ferrule height and glass fibre post length on fracture resistance and failure mode of endodontically treated teeth[J].Aust Endod J，2014，40：81-86.

[15]Franco EB，Lins do Valle A，Pompéia Fraga de Almeida AL，et al.Fracture resistance of endodontically treated teeth restored with glass fiber posts of different lengths[J].J Prosthet Dent，2014，111（1）：30-34.

[16]Santos-Filho PC，Veríssimo C，Soares PV，et al.Influence of ferrule， post system， and length on biomechanical behavior of endodontically treated anterior teeth[J].J Endod，2014，40（1）：119-123.

[17]林捷，林珍香，鄭志強(qiáng)，等.纖維樁長度和預(yù)備體高度對(duì)樁核修復(fù)應(yīng)力分布的影響[J].口腔醫(yī)學(xué)，2018，38（3）：202-205.

[18]牛光良.纖維樁理論與實(shí)踐[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2013：12.

[19]張志媛.咬合調(diào)整對(duì)前牙牙周組織功能性改建的影響[D].西安：第四軍醫(yī)大學(xué)，2013.

[20]張山川，陳新民，周玭，等.不同牙周膜厚度對(duì)樁核-牙根聯(lián)合體抗折力學(xué)性能的影響[J].華西口腔醫(yī)學(xué)雜志，2007，25（1）：93-96.

[21]González-Lluch C，Rodríguez-Cervantes PJ，F(xiàn)orner L，et al.Inclusion of the periodontal ligament in studies on the biomechanical behavior of fiber post-retained restorations：An in vitro study and three-dimensional finite element analysis[J].Proc Inst Mech Eng H，2016，230（3）：230-238.

[22]Versluis A，Messer HH，Pintado MR，et al.Changes in compaction stress distributions in roots resulting from canal preparation[J].Int Endod J， 2006，39（12）：931-939.

[23]Bru E，F(xiàn)orner L，Llena C，et al.Fibre post behaviour prediction factors. A review of the literature[J].J Clin Exp Dent，2013，5（3）：e150-e153.

[24]Luís Fernando dos Santos Alves Morgan，Peixoto RT，de Castro Albuquerque R，et al.Light transmission through a translucent fiber post[J].J Endod，2008，34（3）：299-302.

[25]Bell-R?nnl?f AL，Jaatinen J，Lassila L，et al.Transmission of light through fiber-reinforced composite posts[J].Dent Mater J， 2019，38（6）：928-933.