表面不同处理方法对POPO纤维桩粘接固位力的影响

张晓 陶培

（1.郑州大学口腔医院 修复科；2.郑州大学口腔医学院，郑州 450052）

纤维桩在美学性能、抗腐蚀、抗疲劳性能、生物相容性以及降低根折的发生率等方面优于传统的金属桩。在临床上越来越多地用于残根、残冠的修复。但临床上存在一定数量的失败病例，大量研究显示：失败的主要原因之一为粘接固位的破坏[1]。粘接剂的类型，桩的形态、材质、表面处理以及在牙弓中的位置都会对固位产生影响[2]。目前，纤维桩表面处理方法主要有喷砂、硅烷偶联剂、酸蚀蚀刻和摩擦化学硅烷盐涂层系统等，多见于进口桩的研究报道中，而对国产POPO纤维桩的研究鲜有报道。本实验旨在研究硅烷偶联剂和酸蚀方法对POPO纤维桩粘接力的影响，为临床POPO纤维桩的应用提供相关依据。

1 材料和方法

1.1 材料和仪器

POPO纤维桩（直径为1.2mm，北京实德隆科技发展有限公司），帕娜碧亚F复合树脂粘接剂、硅烷偶联剂（Kuraray公司，日本），38%磷酸凝胶（Pulp-dent公司，美国），电子万能试验机（深圳新三思计量技术有限公司），扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）（日立公司，日本），光固化机（Densply公司，美国），游标卡尺（上海量具刃具厂）。

1.2 方法

1.2.1 离体牙的纳入标准 选取因正畸或牙周病拔除的（拔除1个月内）完整无龋坏、无隐裂单根管且根尖发育完全的前磨牙45颗。水冷却下自釉牙骨质界上2mm处截冠，根管口形态接近圆形。游标卡尺测量根长差异在±1.0mm，牙根直径差异在±0.1mm以内记录数值，并经过统计软件分析数据，方差分析各组数据符合正态分布且方差齐，进一步采用单因素方差分析各组数据间差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2.2 试件的制备 常规根管预备充填，用不含丁香油的暂封材料暂封，室温下生理盐水中保存1周备用。配套POPO纤维桩钻预备10mm深桩道，直径为1.4mm。保留4mm根尖封闭，5.25%NaClO、大量生理盐水冲洗后吹干。乙醇清洁POPO纤维桩后，根据纤维桩表面的处理方法随机分为A、B、C、D、E组，每组10根，其中每组1根用于观察表面形态。A组：不处理，为对照组；B组：硅烷化处理60 s；C组：38%磷酸凝胶处理30 s；D组：38%磷酸凝胶处理60 s；E组：38%磷酸凝胶处理120 s。纤维桩表面处理后，用帕娜碧亚F复合树脂粘接剂分别黏固于桩道内，在牙冠部平行于牙体长轴光固化60 s；将已植入桩的离体牙置于30mm×15mm×6mm的长方体石膏模具内，调和自凝树脂材料包埋至样本截面处，保证牙体长轴与石膏模具底部相平行，待自凝塑料凝固后，取出置于室温生理盐水中24 h备用。

1.2.3 试件测试 将每组9个试件固定于电子万能试验机上，拉力机上下夹头分别夹持露出根管外的桩和包埋材，加载力与纤维桩平行，速率1.0mm·min-1，加力直至桩脱出。系统自动记录拉力-位移曲线及桩脱位时的拉力数值，即桩的最大固位力。

1.2.4 SEM观察 每组1根纤维桩表面处理后，冲洗、乙醇擦试、干燥、表面喷金、喷碳后固定于一圆盘上，置于SEM下观察其表面形态。

1.3 统计学分析

采用SPSS 10.0统计分析软件包进行数据统计，采用单因素方差分析（one-way ANOVA）对实验数据进行分析，再进一步采用最小显著差法即LSD法进行各组两两之间的比较。

2 结果

2.1 不同表面处理方法后纤维桩在根管中的固位力

A、B、C、D、E组纤维桩固位力分别为（159.60±11.85）、（184.41±11.66）、（196.67±10.36）、（207.33±7.58）、（192.29±11.13）N，其中D组粘接力最大。单因素方差分析结果显示：5组纤维桩的粘接固位力不相同，差异有统计学意义（P＜0.001）。进一步采用最小显著差法即LSD法进行各组总体均数两两之间的比较，结果显示：B、C、D、E组和A组间粘接固位力差异有统计学意义（P＜0.05），粘接固位力均高于A组。分析C、D、E组不同酸蚀时间下的粘接固位力，D组和E组间粘接固位力差异有统计学意义（P=0.027），D组和C组间粘接固位力差异无统计学意义（P=0.112）。D组和B组间粘接固位力差异有统计学意义（P=0.001）。C组和E组与B组间粘接固位力差异无统计学意义（P=0.069；P=0.236）。

2.2 SEM观察结果

SEM观察纤维桩处理后的表面形态：A组纤维桩表面也有一定的粗糙度，纤维包裹在树脂基质中，纤维暴露的很少（图1）。B组纤维桩表面明显可见树脂基质粗糙度增加（图2）。C组纤维桩表面见树脂基质粗糙度有所增加，纤维暴露的数量也较未处理前稍微增加（图3）。D组纤维桩表面见部分树脂基质溶解，且粗糙度也增加，大量纤维暴露（图4）。E组纤维桩表面见大量纤维暴露，有部分纤维出现断裂现象（图5）。

3 讨论

3.1 纤维桩的选择

解昱等[3]比较了国产碳纤维桩、进口碳纤维桩和镍铬合金铸造金属桩在固位力方面的差异，统计学分析结果表明：国产桩和进口桩之间、国产桩和金属桩之间差异无统计学意义，国产碳纤维桩的固位力大于临床常用的铸造金属桩，能够满足临床要求。张秋霞等[4]比较了进口玻璃纤维桩、国产POPO玻璃纤维桩和钛合金预成桩，得出国内自主研发的玻璃纤维桩修复离体牙后具有较高的固位力和抗折力，可作为美学桩系统又一较佳的选择。所以本实验选用的是国产POPO玻璃纤维桩，其具有较高的强度，适合临床应用。

3.2 硅烷化处理对粘接固位力的影响

本实验中对纤维桩进行硅烷化处理，结果与Radovic等[5]和Magni等[6]的研究结果相一致，增强了纤维桩的粘接固位力。在提高纤维桩与树脂粘接剂之间粘接力方面，硅烷化处理被认为是一种可靠的表面处理方法。而一些学者指出硅烷化处理并不能提高纤维桩的粘接强度，认为目前市场上大部分纤维桩采用的是环氧树脂基质，不能与硅烷偶联剂发生反应[7-8]。进口玻璃纤维桩为环氧聚合物包绕连续的玻璃纤维组成，纤维沿桩的长轴呈单一方向排列，约占容积的60%。而POPO玻璃纤维桩的构成主要以有机聚合体（聚甲基丙烯酸甲酯）为基体，连续长纤维（纤维束）为增强相组合而成的单向复合材料，树脂含量不超过60%，高强度的纤维成分可承担较大的力，而基质则起到连接纤维、传递和分散力的作用[9]。硅烷偶联剂可以使树脂材料与纤维桩表面的玻璃纤维发生化学结合，形成无机相-硅烷偶联剂-有机相的结合层，从而使复合材料获得较好的粘接强度[10]。硅烷偶联剂不但可以提高纤维桩表面适应性，增强桩核粘接微机械固位，还可以使树脂材料与纤维桩表面的玻璃纤维发生化学结合。本实验硅烷化处理提高了POPO纤维桩的粘接固位力，可以认为普遍用于处理进口桩的硅烷化方法同样适用于国产POPO纤维桩。

3.3 纤维桩表面酸蚀处理对粘接固位力的影响

有学者[11]采用正磷酸处理玻璃纤维桩表面15 s，结果粘接力没有明显提高。Valandro等[12]对进口纤维桩表面用32%磷酸（1min）、10%氢氟酸（1min）、Co-Jet System喷砂3种方法处理。结果3种处理方法均提高了纤维桩的粘接力。本实验选用的是38%磷酸凝胶，分别酸蚀处理POPO纤维桩表面30、60、120 s，比较磷酸和对照组的酸蚀效果以及不同酸蚀时间下POPO纤维桩的粘接固位力是否有差异。结果表明C、D、E组和对照组相比，差异有统计学意义（P＜0.05）。单因素方差分析表明：不同酸蚀时间下纤维桩的粘接固位力不相同，其中D组效果要好于E组，差异有统计学意义（P=0.027）。C组和D组间粘接固位力差异无统计学意义。结果表明并不是酸蚀时间越长效果越好，酸蚀时间和粘接固位力不成正相关。D组的效果优于B组，差异有统计学意义（P=0.001），可能因为硅烷化处理后纤维桩表面纤维暴露较少，导致化学结合的位点较少以及表面形成的微机械嵌合作用力较小有关。在临床工作中进行纤维桩酸蚀处理时应该把握好时间，推荐酸蚀60 s，因为在这个时间下测得的粘接固位力均值最大。

3.4 粘接剂的选择及厚度对粘接固位力的影响

纤维桩的粘接需要使用树脂粘接剂，这是因为树脂粘接剂和其他粘接剂相比，粘接强度高以及较少产生微渗漏[13]，而且树脂粘接剂和纤维桩及牙本质的弹性模量接近，可增强牙根的抗折能力[14]。本实验选用的帕娜碧亚F粘接系统属于双重固化复合树脂粘接剂，使纤维桩和牙体组织与粘接剂之间均具有牢固的粘接力。粘接材料中含有磷酸酯类单体，对经过硅烷化处理的瓷及合成树脂固化物具有很高的粘接性能。树脂材料具有良好的流动性，能够充分润湿纤维桩的表面，可以使纤维桩和树脂充分结合。

D’Arcangelo等[15]研究发现粘接剂的厚度对粘接强度也有影响。分别把桩道预备成直径0.9、1.0、1.2、1.4mm，使用桩根尖直径0.9mm的石英纤维桩粘接。结果1.0～1.2mm的桩道粘接力最高，推荐0.1～0.3mm的粘接剂厚度获得的粘接力最大。所以临床上预备桩道时要选用比桩的直径大2个号的钻预备。过大也会降低桩的固位力，这和树脂的聚合收缩和微孔的存在有关。本实验中纤维桩的直径为1.2mm，桩道直径1.4mm，0.1mm的粘接剂厚度获得的粘接力更大。

本实验结果可见4种实验因素（纤维桩表面硅烷化处理、酸蚀30、60、120 s）均提高了POPO纤维桩的粘接固位，就酸蚀时间而言，酸蚀60 s的效果要好于酸蚀120 s，差异有统计学意义（P=0.027）。因此临床上在选用POPO纤维桩时，为了能达到更高更持久的粘接效果，可以采用酸蚀60 s的方法来处理纤维桩的表面。鉴于POPO纤维桩强度高、美观、价格低廉等优点，相信国产POPO纤维桩会不断发展，应用会更加广泛。

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