角度纤维桩核对牙根抗折能力影响的实验研究

葛 绵，吴国锋，梁猛猛，何惠明

(第四军医大学口腔医学院，陕西西安 710032)

临床上对个别上颌前牙唇或舌向错位导致的前牙牙列不齐，常采用口腔正畸的方法进行矫治。但由于受到年龄、时间及其他条件的限制，病人不愿接受正畸治疗时，亦可考虑根管治疗术、截冠，根据前牙的错位程度、咬合情况将桩核制成一定角度使核内倾或舌倾，以此改善前牙角度［1］。传统的改向桩核以铸造桩核为主，近年来出现的可塑性EverStick纤维桩，既突破了普通预成纤维桩无法改向的缺点，又弥补了金属桩核美观性差及易导致牙根折裂的缺陷，在临床中得到一定范围的应用［2－4］。但此类纤维桩改向后对牙根抗折能力的影响，目前尚缺乏详尽研究报道。本研究通过观察不同角度可塑性EverStick纤维桩修复后牙根折裂方式和最大负荷值，以期为临床应用提供实验室依据。

1 材料和方法

1.1 主要材料和仪器

根管锉、牙胶尖、根管充填糊剂(登士柏，美国);超硬石膏(贺力氏，德国);Co－Cr合金(常熟今日高科技材料有限公司);EverStick纤维桩(StickTech，芬兰);硅橡胶印模材料、Z350树脂(3M公司，美国);树脂水门汀(GC公司，日本);AGS－10KN岛津材料试验机(岛津公司，日本);CL－628树脂光固化灯(南昌普洋科技有限公司)。

1.2 牙根的制备

选取因牙周病新鲜拔除的大小相似、牙根完整无缺损的上颌中切牙60个，常规根管预备至#40，牙胶尖加根管充填糊剂侧压法完成根管充填，磷酸锌水门汀暂封。置生理盐水中保存7 d后，用#2 Pre－Shaping钻去除根管上部牙胶尖，至少保留3 mm的根尖部充填物，#2 Finishing钻预备根管，蒸馏水冲洗，纸尖吸干，在釉牙骨质界冠方1.0 mm处用金刚砂牙钻垂直于牙体长轴截断牙冠，选用同一直径(1.5 mm)的根管钻预备桩道，平行研磨仪修整外形，以保证肩台外形(凹形)、宽度(0.5 mm)及预备体锥度一致。

1.3 不同角度桩核冠修复

1.3.1 实验分组

将上述桩道预备完成后的60个牙根随机分为可塑性EverStick高强度纤维桩核修复组(A组)和Co－Cr合金桩核修复组(B组)，每组30个。每组再根据桩核与牙体长轴的角度随机分为0°、10°、20°、30°、40°5 个亚组，每组 6 个。

1.3.2 铸造金属桩核冠修复

采用常规失蜡法制作角度分别为0°、10°、20°、30°、40°，桩道内部直径为 1.5 mm 的 Co － Cr合金桩核及Co－Cr合金冠。然后按上述分组将不同角度桩核分别与相应组桩道试合后，用树脂水门汀粘结桩核及冠，并确保桩与牙根、冠与桩核的密合。同时在牙冠切1/2处用金刚砂针打槽，用以放置材料试验机刃状加压装置，并保证加力点的一致［5］(图 1)。

1.3.3 可塑性 EverStick纤维桩核冠修复

打开可塑纤维桩包装袋，用镊子夹取可塑纤维桩的一端，剪取长16 mm、有效直径1.5 mm的可塑纤维桩，置于事先制备好的角度凹槽(0°、10°、20°、30°、40°)内，先从纤维桩两端分别光照 20 s预固化，再将纤维桩取出，分两段(即根管内和根管外部)分别光照40 s，使之充分固化后，用树脂水门汀分别将不同角度桩粘结于各相应组牙根桩道。Z350树脂堆核，室温避光保存14 s，树脂水门汀粘结金属冠，并确保密合。同上法在牙冠切1/2处用金刚砂牙钻打槽。

1.4 力学测试

1.4.1 测试样本制作

自制直径2.0 cm，高4.0 cm的金属铸造模具(用于固定牙根)及其底座。将待测牙置于模具中，使牙冠长轴与测试机头成45°，牙根长轴与模具长轴平行(图2)，先在牙根周围制作一层约0.2 mm的硅橡胶模拟牙周膜结构，再用自凝树脂充填于其中包埋待测牙牙根至釉牙骨质界下2 mm。

图1 牙冠切端凹槽

图2 测试方向示意图

1.4.2 测试方法

将测试样本连同模具底座置岛津材料试验机上，测试头距切缘2.0 mm处开始加力，加载部位为上颌中切牙切1/2处，加载速度为0.5 mm/min。在持续加载的过程中，一旦载荷传感器探测到牙根有任何细微的变化，如牙齿的细微断裂、粘结剂有所松动以及桩脱位等即停止数据跟踪，微机控制加载停止，记录各试件的折裂模式及其负荷值(N)。

1.5 统计分析

2 结果

2.1 不同角度两种桩核材料修复上颌中切牙时牙折裂最大负荷值比较

无论是纤维桩核组(A组)还是Co－Cr合金桩核组(B组)，其最大负荷值均随桩核角度增大而减小，同一种材料不同角度间两两比较，差异均有统计学意义(P＜0.05);同一种桩核角度下，两种材料最大负荷值相比，A组＞B组(P＜0.05);而且A、B两组桩核角度在30°以内时，其最大负荷值均＞300 N，都能满足日常咀嚼需要(表1)。

表1 A、B两组样本牙折裂时最大负荷值比较(N，)

表1 A、B两组样本牙折裂时最大负荷值比较(N，)

不同字母为组内不同角度相比P＜0.05;*同一角度下A、B组相比 P＜0.05

桩核角度 n A组 B组0° 6 521.7 ±36.9a 480.5 ±25.0a*10° 6 456.1 ±38.0b 415.6 ±39.2b*20° 6 399.5 ±24.9c 358.6 ±25.8c*30° 6 328.4 ±24.8d 288.9 ±34.9d*40° 6 286.2 ±34.4e 243.5 ±30.1e*

2.2 两种桩核材料修复上颌中切牙折裂形式和部位比较(表2，图3)

加载后牙根折裂有4种形式，即根中部斜折(图3a)、根颈部斜折(图3b)、根中部纵折(图3c)和根尖部纵折(图3d)。A组多发生在颈部折裂;B组多发生在根中部纵折(表2)。

表2 A、B两组样本折裂形式及部位比较

图3 折裂形式图

3 讨论

本研究以自凝树脂包埋至釉牙骨质界(CEJ)下2 mm，模拟牙槽骨包绕牙根的情况;同时在牙根与包埋材料间制作一层硅橡胶模拟牙周膜结构［6］，使之在牙根与坚硬的包埋材料之间起到缓冲作用，以防止包埋材料改变牙根的破坏力值与破坏方式。选用同一直径(1.5 mm)的根管钻预备根管，确保了同一桩道形态(柱状)。采用平行研磨仪修整外形，保证肩台外形(凹形)、宽度(0.5 mm)和预备体锥度一致。先行根管治疗术再截冠，防止根管治疗术时根管口扩大，同时肩台预备为0.5 mm宽，确保颊舌侧牙本质壁厚度至少有2 mm，近中远中壁厚度至少有1.5 mm，防止形成薄弱的牙本质壁。Tjan和Whang［7］的实验证实保留1、2、3 mm厚度的牙本质壁对牙体的抗折力没有明显影响。Sorensen等［8］的研究也得出相同结论。因此本研究尽管没有保证各试件牙本质壁厚度一致，但对实验结果没有显著影响。

目前对个别前牙唇舌向错位，临床上曾有许多修复报道，但有关不同角度桩核对牙根应力分布影响的研究甚少。为了更好的模拟人类咀嚼效力，我们采用斜向加载条件，核舌向倾斜时，随着核与牙长轴形成角度的增加，所受的斜向载荷力与牙长轴之间形成角度相应增加［9］。传统铸造金属桩核修复改向上颌前牙病例中，由于金属弹性模量大于牙本质弹性模量［10－11］，应力将由金属桩向牙本质传递，在牙根内形成应力集中，使牙根存在折裂风险，最终导致拔牙。可塑性 EverStick纤维桩核突破了传统纤维桩无法改向的缺点，又兼顾美观。0°至30°条件下均能满足日常咀嚼功能(人正常咀嚼食物所需咬合力为30～300 N［12］)。由于其弹性模量小，不易形成牙根内应力集中从而更好的防止牙根折裂，避免后期不可再次修复等难题。同种角度下，可塑性 EverStick纤维桩核可承受的最大载荷大于铸造金属桩核，可承受更大的咀嚼力。本研究发现，金属桩核与可塑性 EverStick纤维桩核修复上颌前牙唇向倾斜牙时，桩核舌向倾斜30°之内均可进行修复，但Co－Cr合金桩核在30°时，其最大负荷值小于300 N，因此，在临床修复时需谨慎考虑，以避免牙根折裂。可塑性EverStick纤维桩核较金属桩核有一定优势:①可塑性 EverStick纤维桩核由于弹性模量接近牙本质，可有效防止根折和纵折;②EverStick纤维桩核透光性能较好，对上颌前牙唇侧倾斜美学修复中起到较好的作用;③可塑性EverStick纤维桩光照固化、堆树脂核较金属桩核可一次成型，减少病人就诊次数，可以满足临床的改向要求。

然而，EverStick纤维桩核究竟所能修复的最大倾斜角度为多少，还需在后续实验中将角度细化。同时，由于离体牙个体差异性，应力检测的条件与口腔实际情况仍有一定差别，仍需对其进行更加深入的研究。

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