高强度玻璃纤维舌侧固定保持器的应用研究

刘妍

高强度玻璃纤维舌侧固定保持器的应用研究

刘妍

（北京大学口腔医院 正畸科，北京 100081）

目的 探讨高强度玻璃纤维复合树脂的力学性能及其在临床应用中对牙周状况的影响。方法 将结束正畸治疗的60例患者随机分为玻璃纤维组和麻花丝组，分别采用高强度玻璃纤维复合树脂及不锈钢麻花丝制作舌侧固定保持器进行保持，在粘接后即刻、6、12个月对患者的牙龈出血指数和牙周探针深度进行检测，并对高强度玻璃纤维复合树脂和不锈钢麻花丝的弹性模量和最大抗剪切力进行检测。结果 玻璃纤维组和麻花丝组在粘接6、12个月时的牙龈出血指数高于粘接即刻，其差异有统计学意义（P＜0.05），而牙周探诊深度间的差异无统计学意义（P＞0.05）；粘接即刻、6、12个月时，玻璃纤维组和麻花丝组间的牙周探诊深度、牙龈出血指数间的差异均无统计学意义（P＞0.05）。力学性能检测发现，高强度玻璃纤维试件的最大抗剪切力和弹性模量均低于麻花丝试件（P＜0.001）。结论 在利用高强度玻璃复合树脂临床便捷性的同时，必须注意其对口腔卫生造成的影响，并适当改进粘接方式，增强其抗剪切强度，以更好地满足临床需要。

高强度玻璃纤维复合树脂； 不锈钢麻花丝； 保持器

目前，临床上维持牙齿稳定的方法是在矫治结束后让患者佩戴活动保持器或粘接固定保持器。固定保持器对患者的依从性要求不高，保持效果较好。但由于临床占用时间较长，钢丝与粘接剂分离的发生率较高，同时粘接剂过厚会影响患者的口腔清洁和舒适度等，因此国内对舌侧固定保持器的应用并不广泛。近几年，高强度玻璃纤维成为牙科材料领域的一个新热点，被用于正畸舌侧固定保持器、牙周固定夹板以及修复桩核等领域[1-4]。本研究针对高强度玻璃纤维固定保持器的性能、疗效及患者的口腔卫生状况进行较为全面的评价，为临床推广提供有价值的依据。

1 材料和方法

1.1 主要材料

高强度玻璃纤维保持器：本研究选用专门用于正畸保持的高强度玻璃纤维复合树脂Everstick（Stick Tech公司，芬兰）制作舌侧保持器，其有效直径为0.75mm，长达12mm，纤维束为同一方向排列而成。

钢丝保持器：选用直径0.9mm的不锈钢三股麻花丝（3MUnitek公司，美国）制作舌侧保持器。

1.2 研究对象

选取2007年12月—2008年4月在北京大学口腔医院正畸科结束正畸治疗的60例患者为研究对象，根据随机原则分为2组。制作60张纸签，其中30张写有“纤维保持器”，30张写有“钢丝保持器”，由患者抽签决定其采用何种固定保持方法，抽取“纤维保持器”的患者采用高强度玻璃纤维保持器进行保持（玻璃纤维组），抽取“钢丝保持器”的患者采用不锈钢麻花丝保持器进行保持（麻花丝组）。患者知情同意。

1.3 保持器的粘接

保持器均粘接在下颌6个前牙的舌面，粘接过程由同一位医师完成。所有患者均在矫治结束后佩戴压膜保持器并进行牙周洁治，2周后粘接舌侧固定保持器。

高强度玻璃纤维保持器的粘接：酸蚀后于牙齿舌面中1/3处涂抹粘接处理剂及薄层光固化流动树脂TransbondTMLR（3MUnitek公司，美国），然后剪取一段长度适中的高强度玻璃纤维丝置于牙齿舌面的流动树脂中，用扁平的调铲将玻璃纤维丝压向牙面，逐个牙进行光固化，最后再于玻璃纤维丝表面涂一层流动树脂，使之完全包裹玻璃纤维丝（图1）。

舌侧钢丝保持器的粘接：酸蚀后涂抹粘接处理剂，然后将事先弯制好的与牙齿舌面吻合的不锈钢三股麻花丝用结扎丝悬吊于相邻牙齿的接触点，用光敏树脂粘接剂Transbond XTTM（3MUnitek公司，美国）进行光固化粘接（图2）。

1.4 牙周健康状况检测

在粘接后即刻、6、12个月时对2组患者进行牙周指标的检测，包括牙周探诊深度和牙龈出血指数。检测方法：由同一位检查者采用同一牙周探针对下颌6颗前牙舌侧牙龈的近中、正中和远中3个位点进行牙周探诊，将6颗前牙（每颗牙齿3个位点）的牙周探诊深度相加后计算牙周探诊深度的平均秩次，牙龈出血指数计算方法采用同一方法。

1.5 保持器脱落情况

在粘接保持器6、12个月时对2组患者进行复查，检查保持器是否与牙面松脱。如发生松脱，记录具体牙位、牙数，并计算脱落率。

1.6 材料学性能检测

对高强度玻璃纤维复合树脂EverStick（玻璃纤维试件）和不锈钢三股麻花丝（麻花丝试件）的弹性模量和最大抗剪切力进行检测，实验在INSTRON 3367电子万能材料试验机（Instron公司，美国）上完成。

1.6.1 弹性模量 2种试件各取15 mm长，根据ISO10477：92标准分别对光固化后的玻璃纤维和麻花丝进行弹性模量检测，检测距离为8mm，相当于粘接在相邻2颗牙齿所需的长度。采用三点弯曲试验记录其荷载－形变曲线，计算弹性模量（E）：E＝3Fl/2bh2，其中F为施加力值，l为纤维长度，b为试件宽度，h为试件厚度。

1.6.2 最大抗剪切力 将离体切牙牙冠通过试件模具包埋于自凝树脂中，每个牙冠单独包埋制作成圆柱状试件，使牙冠平坦光滑的唇面暴露于试件表面，并与试件的柱状表面基本平行。1）玻璃纤维试件：将试件牙块表面抛光后进行酸蚀处理，涂抹粘接处理剂及流动树脂，再将高强度玻璃纤维浸入流动树脂中，并在表层再次用流动树脂包裹，光固化20 s。2）麻花丝试件：将试件牙块表面抛光后酸蚀处理，涂抹粘接处理剂，用复合树脂将不锈钢麻花丝包埋于牙块表面，光固化20 s。

分别制作玻璃纤维试件和麻花丝试件各6个，在室温下放置24 h，5℃至55℃之间热循环5 000次，每次间隔30 s，24 h后进行最大抗剪切力值检测。

1.7 统计学分析

采用SPSS 13.0统计软件对2组舌侧保持器患者的牙周探诊深度和牙龈出血指数进行非参数检验（Mann-Whitney test），弹性模量和最大抗剪切力进行独立样本t检验。

2 结果

2.1 牙周健康状况

2组患者的牙周健康状况见表1。统计分析表明：1）玻璃纤维组粘接6、12个月时的牙龈出血指数明显高于粘接即刻，其差异有统计学意义（P＜0.01）；而牙周探诊深度间的差异无统计学意义（P＞0.05）；2）麻花丝组粘接6、12个月时的牙龈出血指数明显高于粘接即刻，其差异有统计学意义（P＜0.05）；而牙周探诊深度间的差异无统计学意义（P＞0.05）；3）粘接即刻、6、12个月时，玻璃纤维组和麻花丝组间的牙周探诊深度、牙龈出血指数间的差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表 1 2组患者的牙周健康状况Tab 1 Periodontal status of two groups

2.2 保持器脱落情况

玻璃纤维组和麻花丝组保持器在粘接后6、12个月复诊中均未发生脱落。

2.3 材料学性能检测

玻璃纤维试件与麻花丝试件的最大抗剪切力及弹性模量见表2。研究表明，高强度玻璃纤维试件的2项指标均明显低于麻花丝试件，差异具有统计学意义（P＜0.001）。

表 2 2种试件的最大抗剪切力和弹性模量Tab 2 Com parison of flexural modulus and maximum shear bond strength of two groups

3 讨论

舌侧固定保持器对正畸后疗效的保持起着非常重要的作用，并受到了国内外正畸界的一致肯定[5-10]。但是由于传统舌侧钢丝保持器的制作步骤繁琐，占用临床椅旁时间长，因而在目前国内临床上没有大量开展。高强度玻璃纤维保持器的出现为舌侧保持器的应用提供了新的选择，其基本结构为高强度的玻璃纤维束，其间渗入双酚A双甲基丙烯酸甘油酯，纤维束外周包绕着聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）。在光固化粘接过程中，高强度玻璃纤维的PMMA可被黏固剂部分溶解，从而既可与黏固剂形成机械扣锁作用，又可与黏固剂形成化学性粘接。本研究通过临床应用2种固定保持器，探讨新型高强度玻璃纤维保持器在便捷性、粘接牢固性、抗弯曲性能以及口腔卫生维护等方面是否优于传统的钢丝固定保持器。

3.1 2种固定保持器临床应用效率的对比

在临床病例的应用过程中发现，相对于钢丝保持器而言，高强度玻璃纤维保持器无需先制取牙齿模型、弯制钢丝，而是直接在牙齿舌面进行粘接，且粘接过程较钢丝保持器简化，极大地节省了椅旁时间，整个粘接过程大约20min，相比舌侧钢丝保持器的临床椅旁时间大概节约30min。此外，高强度玻璃纤维初始状态时柔软，可以随意按照舌面形态成形，光固化后硬固。因此，该方法不会出现因保持丝与牙面不吻合而施加主动力于牙齿，造成牙齿移位的现象。

3.2 2种固定保持器临床牙周状况变化的对比

由于舌侧固定保持器粘接在下前牙的舌面，易对舌侧的牙周口腔卫生造成影响。此外，下前牙舌侧往往也是牙石易堆积的部位，故本研究着重关注该部位粘接固定保持器后牙周指标变化的情况，并对比检测高强度玻璃纤维保持器和麻花丝树脂粘接保持器牙周状况的异同。研究发现，从2种保持器自身前后对比来看，粘接后6、12个月牙龈出血指数均增加，牙周探诊深度增加不明显，这说明尽管临床医生尽量将舌侧固定保持器远离龈方粘接，但仍不利于口腔卫生维护，这提示在临床应用固定保持器时，无论使用哪种材料，都需要对患者下前牙区的牙周状况进行监督，并定期为患者牙周洁治，在保证牙齿稳定的同时也需维护牙齿的健康。此外，保持器的粘接位置还可以更偏向牙齿的切端、远离牙龈。在高强度纤维及表层树脂光固化后，对其进行外形修整和抛光，更有利于菌斑清除。

3.3 2种材料的力学性能对比

保持器的抗剪切强度体现了保持器的粘接牢固性，对保持期牙齿稳固的作用至关重要。虽然高强度纤维束表层及内部的PMMA既可与黏固剂形成机械扣锁作用，又可与黏固剂形成化学性粘接，其粘接强度很高，但是研究结果表明，高强度玻璃纤维试件的最大抗剪切力低于麻花丝试件。在材料学测试中，抗剪切实验往往从复合树脂与牙面之间进行切割，因而抗剪切强度体现了树脂粘接剂的粘接强度。而临床上麻花丝保持器松脱时往往是钢丝与树脂之间脱开，因为二者之间仅为简单的机械固位力。因此即便树脂与牙面粘接力很强，依然避免不了保持器松脱。但是本实验结果提示，复合树脂的粘接强度可能要高于流动树脂，因而可以对临床应用高强度玻璃纤维的方法加以改进，即采用复合树脂粘接高强度玻璃纤维。这一做法的前提是玻璃纤维光固化后的挠曲强度应足以抵抗牙齿移动变位。

从弹性模量检测实验结果来看，高强度玻璃纤维的弹性模量低于麻花丝，但是负荷-形变曲线图表明高强度玻璃纤维在发生0.3mm位移时至少需要1N以上的力量，也就是说牙齿复发移位所产生的力量不足以使其发生明显形变，因而足以抵抗保持期牙齿的移动。

本研究结果提示，在利用高强度玻璃纤维复合树脂临床便捷性的同时，必须注意其对口腔卫生造成的影响，并适当改进粘接方式，增强其抗剪切强度，以便更好地满足临床需要。

致谢：感谢北京大学口腔医学院口腔医疗器械检验中心给予本研究材料力学检测的帮助。

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Application of fiber-reinforced com posite as fixed lingual retainer

LIU Yan.（Dept.of Orthodontics,Peking University School and Hospital of Stomatology,Beijing100081,China）

Objective To investigate mechanic properties of fiber-reinforced composite（FRC） and its influence on maintaining periodontal health.Methods Sixty patients completing orthodontic treatment were randomized into two groups with FRC and multistrand stainless steel wire（MSSW） being applied as fixed lingual retainer.Bleeding index（BI） and pocket depth（PD） were recorded right after,6 months and 12 months after bonding the retainer.Flexural modulus and maximum shear bond strength were tested for FRC and MSSW.Results Statistical significance was found at the increase of BI from right after bonding,6 months after to 12 months after for both groups（P＜0.05）,while no statistically significant change was found in PD among the three time points（P＞0.05）.There were no difference between the two groups at each time point regarding BI and PD（P＞0.05）.The flexural modulus and maximum shear bond strength of FRC were both below to that of MSSW under the same test situation（P＜0.001）.Conclusion It is necessary to improve the bonding strength of FRC and reduce its negative effect on periodontal health in addition to its advantage of convenience.

fiber-reinforced composite； multistrand stainless steel wire； retainer

R 783.5

A

10.3969/j.issn.1000-1182.2010.03.016

1000－1182（2010）03－0290-04

2009-12-04；

2010-02-23

教育部留学回国人员启动基金资助项目（教外司留[2007]1108号）

刘妍（1973—），女，广东人，副主任医师，博士

刘妍，Tel：010-62179977-5335

（本文编辑 李彩）