不同材质桩核修复对薄弱残根抗折强度的影响

许艳艳，屈直

（锦州医科大学附属第二医院修复科，辽宁 锦州 121000）



不同材质桩核修复对薄弱残根抗折强度的影响

许艳艳，屈直

（锦州医科大学附属第二医院修复科，辽宁 锦州 121000）

摘要目的探讨不同材质桩核修复对不同壁数薄弱残根抗折强度的影响。方法将48颗离体下颌单根前磨牙随机分为Ⅰ组（石英纤维桩核+金属全冠修复）和Ⅱ组（钴铬合金铸造桩核+金属全冠修复）。各实验组再按薄弱残根不同薄壁数目分为4组，Ⅱ组同Ⅰ组，各6颗样本牙。应用电子万能试验机进行抗折强度检测，测定各样本牙抗折强度，并观察断裂模式及部位，以判断可修复性。结果在薄壁数目相同的条件下，Ⅱ组的抗折强度显著高于Ⅰ组（P＜0.05）；在桩核材质相同的条件下，随着薄壁数目增加，抗折强度显著降低（P＜0.05）。Ⅰ组可修复折裂率大于Ⅱ组（P＜0.05）。结论金属桩核抗折强度优于石英纤维桩核，但石英纤维桩核利于对薄壁残根的保护及再修复。

关键词薄弱残根；桩核材质；抗折强度；弹性模量；折裂模式

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牙体部分缺损所致颈1/3根管呈喇叭口状且剩余根管壁较薄，即薄弱根管［1］，在临床上较常见。以往的研究［2⁃3］主要针对完整薄弱残根（即漏斗状根管），然而薄弱残根并不都是360°、均一厚度的缺损，残根根管壁厚度不均匀的情况在临床上更为多见，且研究［4］发现剩余根管壁厚度对桩核修复后的影响较大。HAYASHI等［5］研究证明，静态负荷加载实验的抗折结果可以预测循环载荷结果。因此，本研究拟采用静态负荷加载实验，分析比较残根根管壁厚度不均匀对石英纤维桩和传统钴铬合金铸造桩修复下颌前磨牙后力学性能的影响，为临床上修复不同壁数薄弱残根选择桩核材质提供参考。

1　材料与方法

1.1一般资料

1.1.1实验样本牙：收集3个月内因正畸或牙周病（患者年龄16～45岁）完整拔除的48颗离体下颌单根前磨牙，要求无龋坏、充填物及楔状缺损，牙体形态基本相似，根尖发育完全，10倍放大镜下观察牙根无隐裂，X线检查确保样本牙为单根管，无根内吸收、钙化及根管治疗。

1.1.2材料和设备：金刚砂车针（SO⁃21，MANI公司，日本）；硅橡胶弹性印模材料（康特公司，瑞士）；双锥度半透明石英纤维桩（#3，3M公司，美国）；钴铬合金铸造桩（北京齿科有限公司，中国）；Super⁃Bond C&B粘结剂（NISSIN公司，日本）；Luxa Core⁃Dual双固化树脂水门汀和Contax处理剂（DMG公司，德国）；恒温水浴箱（WNB7⁃45，德国）；低速精密切割机（BUEHLER公司，美国）；电子万能试验机（3367，INSTRON公司，美国）。

1.2方法

1.2.1分组：将48颗样本牙随机分为2组，Ⅰ组采用石英纤维桩核，Ⅱ组采用钴铬合金铸造桩核，每组24颗。按照薄弱残根壁数的不同再将各实验组分为Ⅰ1（1壁薄壁，即颊侧）、Ⅰ2（2壁薄壁，即颊侧+近中壁）、Ⅰ3（3壁薄壁，即颊侧+近中+舌侧壁）、Ⅰ4 （4壁薄壁，即4个轴壁）4组，每组6颗样本牙。Ⅱ组同Ⅰ组为减少实验误差，采用随机原则，使用SPSS17.0统计软件进行独立样本t检验，数据结果来自均质同一总体，差异无统计学意义（P＞0.05），保证了组间的可比性。见表1。后，以磷酸锌水门汀暂封根管口，光固化树脂封闭根尖口，保存在4℃蒸馏水中备用。标记出牙根的近远中唇舌面，沿釉牙骨质界平面处画出360°基准线，用低速精密切割机与牙长轴垂直方向沿画线处截断牙冠，为确保实验的可比性，制备成无牙本质肩领。用#1～4P钻预备桩道深度8 mm，保留根尖封闭约4 mm。

表12　组离体牙的测量数据（±s，mm）Tab.1　Data of tooth measurements（±s，mm）

表12　组离体牙的测量数据（±s，mm）Tab.1　Data of tooth measurements（±s，mm）

Group　Root length　Mesiodistal diameter　Buccolingual diameter　Mesiodistal diameter at 4 mm of the root tip Ⅰ12.41±0.30　5.03±0.27　6.85±0.12　3.24±0.15 Ⅱ12.44±0.26　5.00±0.22　6.91±0.10　3.26±0.13 F 1.226　0.089　0.592　0.333

用大小与根截面一致、厚2 mm、薄弱部位宽1 mm、其余部位与根管截面宽度相同的环形空心塑料

1.2.2离体牙和薄弱残根的制备：常规行根管治疗片作为模具制作薄弱残根，以保证仅预备薄弱部位且桩道轴心位置不变［6］。用SO⁃21金刚砂车针（标记长度4 mm）在预先标记好的牙根上进行薄弱残根预备，使完成后的预备体从截冠平面仅薄弱部位向根方4 mm内牙根轴壁厚度约为1 mm，并且4～8 mm以下处根管作适度扩大［7］，使其根管内壁圆缓过渡无台阶。用硅橡胶印模材料按产品说明书调制取出桩的模型，磷酸锌水门汀暂封。见图1。

图1　薄壁残根模式图Fig.1　Schematic illustration of weakened roots

1.2.3桩核和冠的制备及粘固：Ⅰ组，用超硬石膏翻制硅橡胶模型，模型完全干透后，涂一薄层分离剂，待干燥后，将双固化桩核树脂水门汀专用注射头插入石膏模型根管底部，慢速向上直至填充满根管，将冠方直径2.0 mm、根方直径1.0 mm石英纤维桩插入石膏模型正中，分层堆塑出树脂核（用2 mm硬质塑料片压模后作为核的模具），光固化灯距离桩核顶端1 mm处照射40 s，完成后取出桩，对有气泡、缺损部位用双固化桩核树脂水门汀进行修补，插入石膏模型就位，最后从不同角度分别光照60 s。Ⅱ组，将灌注的超硬石膏模型送义齿加工厂进行铸造制作。调整Ⅰ组和Ⅱ组桩核至完全就位，采用Contax处理后，用双固化树脂水门汀进行粘结，然后按照产品说明书进行光照。树脂凝固15 min后［8］用SO⁃21金刚砂车针修整核的各轴面，使各样本牙预备成同一规格（核高度4.0 mm，聚合度6°），冠边缘置于釉牙骨质界处。

样本牙用Ni⁃Cr铸造冠修复，按照Super⁃Bond C &B粘结剂产品说明书进行前期处理，并用适当压力使冠完全就位于离体牙上。在釉牙骨质界下2 mm至根尖处的牙根面涂布约0.2～0.3 mm厚度的硅橡胶印模材，模拟牙周膜［9］，将牙根插入底面装有自凝树脂的圆柱体金属模具中，包埋界限位于样本牙釉牙骨质界根方2 mm的牙根处。置于37℃水浴中保存24 h。

1.2.4静态负荷实验：将试件固定在电子万能试验机上，加载头位于样本牙金属全冠的颊尖舌斜面工作尖上，加载方向与牙体长轴呈30°，加载速度为1 mm/min，加载至试件发生折裂或桩核脱落［10］，记录试件折裂时的抗折数值、折裂模式及桩核脱位等情况。

1.3统计学分析

采用SPSS 17.0统计学软件对样本的抗折强度数据进行统计学分析，分别对2个实验组进行样本均数之间两两比较的独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。采用χ2检验分析对比各组折裂模式，检验水准α=0.05。

2　结果

2.12组样本牙的抗折力

薄壁数目相同的条件下，钴铬合金铸造桩的抗折强度显著高于石英纤维桩（P＜0.05）；在桩核材质相同的条件下，抗折强度随薄壁数目的增加而降低（P＜0.05）。见表2。

2.22组样本牙的断裂模式

表2　2组样本牙的抗折强度比较（±s）Tab.2　Comparison of fracture resistance of specimens in two groups（±s）

表2　2组样本牙的抗折强度比较（±s）Tab.2　Comparison of fracture resistance of specimens in two groups（±s）

Group Quantity of thin wall P 1 2 3 4 389.79±6.02　375.22±3.54　355.02±13.80　335.75±11.83　＜0.05 Ⅱ508.44±10.02　480.12±6.56　448.34±7.30　419.93±13.55　＜0.05 t 24.86　34.47　14.65　11.46 Ⅰ

可修复性折裂包括牙颈部及桩核脱位根折；不可修复性折裂包括牙根中、根尖及纵向根折［11］。Ⅰ组可修复性折裂21颗（87.50%），不可修复性折裂3颗；Ⅱ组可修复性折裂4颗（16.70%），不可修复性折裂20颗。Ⅰ组可修复性折裂比例高于Ⅱ组，差异有统计学意义（χ2=24.12，P＜0.05）。见表3。

表3　2组样本牙的折裂模式（n）Tab.3　Frequency of failure modes in two groups（n）

3　讨论

桩核冠是临床上常用的修复牙体缺损的有效方法。修复后的整体抗折强度是决定修复成功的关键，桩核材质的选择是影响修复体抗折强度的重要因素。以往的研究多为以1种材质桩核修复牙体缺损后，探讨牙冠剩余量对牙体抗折强度的影响，而使用2种不同材质桩核修复并讨论根部牙本质厚度对牙体抗折强度的研究很少。

桩的弹性模量可以影响牙体的整体抗折强度是目前公认的观点［12］。本研究中的力学测试结果表明，相同壁数的薄弱残根石英纤维桩修复后的抗折强度明显低于钴铬合金铸造桩（P＜0.05）。石英纤维桩的弹性模量近似牙体组织，力量传递上与天然牙具有高度的趋同性，不产生应力集中区域，随着加载力的持续增大，石英纤维桩会先于根折前发生折裂，保护了自身牙体组织。与石英纤维桩相比，钴铬合金铸造桩在修复单根前磨牙时为锥形，直径在牙颈部最大并逐渐向根尖方向缩小，在承受较大载荷的同时，应力不断向根尖汇集，最终导致根尖1/3发生不可逆性根折［13］。DURMUS等［14］通过三维有限元分析不同桩核系统的抗折强度，结果也提示弹性模量高的金属桩的抗折强度高于纤维桩。

力学测试结果还显示，Ⅰ组和Ⅱ组中，1壁薄壁抗折强度最大，4壁薄壁最小。说明随着薄壁数目的增加，抗折强度呈下降趋势。分析原因如下：（1）随着根管壁厚度减小，根管的横断面积相应减少，牙根的最大断裂载荷随根管壁横断面积的减小而迅速下降［15］。（2）余留牙本质越少，牙根内的整体应力水平越大，应力峰值增加越显著，牙根受力明显提高，进而抗折裂强度降低［16］。GOMES等［17］通过研究发现，残根牙体剩余越多，修复后牙体的整体抗折强度越大。也有研究［18］证明，不同桩核系统修复薄弱残根后高应力区分布在根颈1/3到根尖1/3唇舌侧牙本质上，因此，在桩核冠修复薄弱残根时应尽量保存根唇舌向牙体组织，以增加牙根抗力。本研究中，2壁薄壁与3壁薄壁组抗折强度具有明显的差异，提示剩余牙本质量直接影响桩核修复后的牙根抗折裂强度，应尽可能保留更多的牙体组织，以增进薄弱残根的强度。

本研究结果表明石英纤维桩可修复性折裂发生率高于金属桩（P＜0.05），说明折裂模式与桩核本身的物理性能有密切的关系。低弹性模量的石英纤维桩修复后，应力多集中在牙颈部，易发生牙颈部水平折裂，为再次修复创造了有利条件，多可再修复［19］；而高弹性模量的金属桩修复后，应力在桩末端、根尖部集中，牙根易发生垂直折裂，故很难将其从根管内取出，从而发生不可再修复性失败［20］。人日常咀嚼所需要的牙合力约为30～300 N［21］，下颌第一前磨牙最大合力为241.1～284.2 N。本研究结果显示，2种桩核均可承受下颌前磨牙的咀嚼力量，但当加载力最大时，薄壁数目越多，发生根折的危险越大。而石英纤维桩发生的根折往往在牙颈部，具有再次修复的可能性。

综上所述，虽然在抗折强度方面石英纤维桩不及钴铬合金铸造桩，但在可再修复性方面钴铬合金铸造桩无法与石英纤维桩抗衡。在临床工作中，可根据修复需求进行桩核材质的选择。

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（编辑王又冬）

网络出版时间：

中图分类号R781

文献标志码A

文章编号0258-4646（2016）07-0596-05

DOI：10.12007/j.issn.0258⁃4646.2016.07.005

基金项目：辽宁省自然科学基金（2013022012）；辽宁医学院校长基金-全民口腔研究生科研创新基金（QM2014016）

作者简介：许艳艳（1989-），女，硕士研究生.

通信作者：屈直，E-mail：quzhi777@sina.com

收稿日期：2015-11-20

Effects of Different Materials Post⁃core Restoration on Fracture Resistance of Weakened Roots

XU Yanyan，QU Zhi
（Department of Prosthodontics，The Second Affiliated Hospital of Jinzhou Medical University，Jinzhou 121000，China）

AbstractObjectiveTo investigate the influence of different kinds of post⁃core materials on fracture resistant ability of different walls during weakened root restoration.MethodsForty⁃eight human single root mandibular first premolars were randomly assigned to two groups（groupⅠwas repaired with quartz⁃fiber post⁃core and mental crown，and groupⅡwas repaired with Co⁃Cr cast metal post⁃core and mental crown）.Each main group was then divided into four subgroups of 6 specimens.All samples were tested on the universal test machine.We observed the fracture load and the fracture mode of the specimens.ResultsCr⁃Co ally post⁃core group exhibited significantly higher resistance to fracture than quartz fiber post⁃core in the same number weakened root walls（P＜0.05）.With the increase in the quantity of weakened root walls，the fracture resistance was significant decreased in the same post⁃core material（P＜0.05）.The possibility of repairable fractures in groupⅠwas significantly higher than that in groupⅡ（P＜0.05）.ConclusionCr⁃Co alloy post⁃core can bear a higher bite，but quartz fiber post⁃core has the most favorable fracture modes.

Keywordsweakened root；post and core material；fracture resistance；elastic modulus；failure mode