循环加载对不同桩核修复后牙体抗折强度的影响

李萍 朱智敏

1.四川省第四人民医院口腔科，成都 610016 2.口腔疾病研究国家重点实验室 华西口腔医院修复科（四川大学），成都 610041

核桩冠技术是临床中修复残冠残根的重要手段，应用十分广泛。核桩冠作为一种永久性修复体，在口内长期处于动态的力学环境之中，每天常要承受数百次的循环载荷[1]，据临床观察修复失败多见于使用较长一段时间之后。目前国内外学者[2-4]对不同桩核系统的抗折性能进行了大量的研究，这些研究多为桩核修复完成后采用静态加载的方法对根管桩核系统的机械强度进行测试，主要反映的是桩核修复后的即刻状态，与临床实际有一定的差别。本研究通过体外实验，用循环加载的方式模拟核桩冠修复一段时间后的状况，在相同的实验条件下比较铸造金属桩核修复、玻璃纤维加强复合树脂桩核修复和树脂充填修复后牙体的抗折强度及折裂形式，了解远期修复效果，对临床选用不同桩核修复提供指导。

1 材料和方法

1.1 材料

齿科铸造用镍铬合金（矢田化学工业株式会社，日本），Tenax Fiber White高强度玻璃纤维复合树脂预成根管桩、ParaPost Cement根管桩树脂水门汀、ParaCore高强度双重固化复合树脂桩核材料（Coltene/Whaledent公司，瑞士）。

1.2 离体牙的选择

选择15颗近3个月内由于正畸需要拔除的下颌单根管前磨牙，在放大镜下进行检查，要求无楔状缺损、龋坏、隐裂、根管堵塞，未做过根管治疗，牙根无明显变异[5]。将离体牙浸泡在0.9%生理盐水中。

1.3 实验牙的分组

将离体牙根据修复材料的不同分为铸造金属桩核组（A组）、玻璃纤维加强复合树脂桩核组（B组）、树脂充填组（C组），每组5个样本。为减少实验误差，采用配伍的方法，将3颗形态大小相似的牙组成一个配伍组，共5个配伍组。每个配伍组中的3颗离体牙按照随机的原则，分别纳入A、B、C 3组中。采用随机区组设计的方差分析进行统计学处理，发现各组样本在根长、颊舌径、近远中径等方面无显著差异，保证了各组间具有可比性。

1.4 试件制备

1.4.1 根管治疗 对试件进行常规根管治疗，平齐颊侧釉牙骨质界冠方3 mm处去除离体牙冠方牙体组织，使得截断面与牙体长轴垂直。

1.4.2 离体牙的包埋 用特制模具将牙垂直包埋于自凝塑料内，用硅橡胶模拟牙周膜[6]。将牙冠截断面处最大颊舌径的延长线标记在树脂圈上，用于调整测试阶段的加力方向[7]。

1.4.3 牙本质领及肩台的预备 在牙冠截断面上，用一特制的标志物画出统一的形状，使用平行研磨仪，按标记线研磨成统一的形状，使得牙本质领高度为2 mm；肩台为钻针统一形成的圆凹形，位于釉牙骨质界上1 mm[7]。

1.4.4 桩核制作 A组：使用直径为1.3 mm纤维桩专用扩孔钻预备根管至釉牙骨质界下8 mm，嵌体蜡取出桩核蜡型，磷酸盐包埋料常规包埋，镍铬合金铸造，喷砂。使用ParaPost树脂水门汀将表面已涂布金属处理剂的铸造金属桩核粘接至根管内。B组：根管预备同A组，使用ParaPost树脂水门汀将直径为1.3 mm纤维桩粘接到根管内，并在纤维桩上堆塑ParaCore树脂核。C组：去除釉牙骨质界下4 mm的牙胶尖，酸蚀、粘接前预处理同B组，然后直接将ParaCore桩核树脂注入根管内，并形成树脂核。

1.4.5 牙体预备 使用平行研磨仪进行调磨，使其成为高度为4 mm，锥度为6°的预备体。

1.4.6 金属底层冠的制作及粘接 制作蜡型，包埋，使用高熔钴铬合金（CW-PA）进行铸造、喷砂、试戴，金属底层冠面为1.5 mm厚的平面。用平行研磨仪在颊侧颈缘以上3 mm处磨出一个小台阶，台阶的方向与前面标记的最大颊舌径延长线的方向垂直，以便强度测试时作为承力点[7]。使用3M Ketac Cem玻璃离子粘接剂粘接。

1.5 循环加载试验

将试件在自控电动循环加载机上进行300 000次的循环加载[1]，加载频率为2.33 Hz，循环载荷为95～105 N，垂直加压于试件面。整个过程试件均浸泡在0.9%生理盐水中。循环加载后对试件进行检查，未发现有牙体的折裂、金属全冠的松动、树脂圈的折裂等。

1.6 冷热循环试验

将试件再进行1 000次5～55 ℃的冷热循环。试件在5 ℃和55 ℃水槽中浸泡时间分别为20 s，转移时间为10 s，一个循环周期为60 s。

1.7 强度测试

将所有的试件在万能材料实验机上测试其抗折强度。加载头与牙体长轴呈135°角，以1 mm·s-1的速度逐渐加力直至试件断裂，记录下试件断裂时的力值以及试件的破坏形式。

1.8 统计学分析

采用SPSS 13.0统计学软件对各种桩核修复牙体抗折强度进行随机区组设计的方差分析，并用Student-Newman-Keuls法（SNK法）对多个样本均数进行两两比较。采用费歇尔精确概率检验法对各组的破坏形式进行统计学分析。

2 结果

2.1 循环加载后各种桩核修复牙体的抗折强度

A、B、C组破坏载荷分别为（0.89±0.22）、（1.09±0.24）、（1.10±0.33）kN。经随机区组设计的方差分析，各种桩核修复牙体抗折强度间有差异（P=0.003）。使用SNK法行两两比较，发现B组与C组抗折强度无差异，A组强度显著低于前两者。

2.2 循环加载后破坏形式的观察

A组主要为不可修复性折裂，而B组和C组主要为可修复性折裂。采用费歇尔精确概率检验法对各组的破坏形式进行统计学分析，各种桩核修复试件破坏形式不同（P=0.021）。

3 讨论

3.1 循环加载方法的选择

在正常的咀嚼活动中牙体组织承受的是低强度、高频率的负荷，而长期使用的修复体可因疲劳而导致修复失败。本实验采用在一定的循环载荷下反复循环加载一定次数后，将未破裂的试件静态加载直至断裂的方式，虽只能模拟修复体在口内使用一段时间后的状况，但是仍能反映出牙体抗折强度随时间变化的趋势，是模拟口内咀嚼的一种经济有效的方法[8]。

Wiskott等[1]研究认为循环加载实验加载次数至少应达300 000次对临床才有意义，而且此时加载的负荷应在121.1 N±69.6 N范围内。本实验使用的是下颌前磨牙，所以选择循环载荷为95～105 N，共加载300 000次模拟口内1年的咀嚼次数，加载频率为2.33 Hz。

3.2 循环加载后不同桩核修复对牙体抗折强度的影响

循环加载后B组和C组的强度显著高于A组，这与其他研究结果[5,9]一致。分析原因可能是在循环加载作用力下刚性的铸造金属桩核不断地将应力传导至桩尖处的牙本质，从而在该处形成一个应力集中点，降低了该处牙体的强度。而弹性模量与牙本质接近的纤维桩则把应力均匀的传导至根管壁，使牙体强度变化不大。

分析C组具有良好的修复效果的原因可能是使用的桩核树脂材料为ParaCore高强度双重固化复合树脂，强度高，流动性好，有效地减少根管内出现“死区”的概率，增强抗折性；且ParaCore桩核材料通过与根管壁良好的结合提高无髓牙本质的抗折力；另外该组根管预备时只是去除了根管口下4 mm牙胶，未继续扩大根管，尽量地保留了剩余牙体组织[10]。

3.3 循环加载后不同桩核修复对破坏形式的影响

A组全为不可修复性折裂，这与其弹性模量远远超过牙本质有关。B组和C组折裂形式主要为可修复性折裂。实验所使用的玻璃纤维桩和ParaCore桩核树脂材料弹性模量与牙本质接近[11]，不改变剩余牙本质内的应力分布，当受到较大外力时，应力仍然集中在根颈部。故实验中这两组主要为可修复性牙折[12]。

从本实验结果可见，A组在经过循环加载和冷热循环后，抗折强度较低，并且折裂形式为不可修复性折裂，因此推测金属桩核修复临床远期效果不理想。B组和C组在循环加载后抗折强度较高，而且牙折形式有利于再修复，因此有利于对根管治疗牙的保护。尤其对于根管弯曲、形状不规则、多根管或者根管较细等不便于根管预备或者预备时会去除过多健康牙体组织的患牙可以考虑使用树脂充填修复法。

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