两种粘接系统下树脂水门汀厚度对纤维桩粘接强度的影响

谢佳雨 施梦汝 谢伟丽

[摘要]目的：評估在全酸蚀和自酸蚀两种不同粘接系统下，不同厚度的树脂水门汀对纤维桩粘接性能的影响，为纤维桩在临床操作过程中的应用提供理论依据。方法：将40颗因正畸拔除的单根管前磨牙经完善的根管治疗后随机的分为全酸蚀组（A组）和自酸蚀组（B组）两组。每组再分别按1.2mm（1组），1.4mm（2组），1.6mm（3组），1.8mm（4组）的直径平均分为四个小组进行桩道预备。分别记为A1，B1，A2，B2，A3，B3，A4，B4组。用通用型树脂粘接剂和双固化树脂水门汀将直径为1.1mm的纤维桩与预备好的实验牙进行粘接。片切成厚度为1.5mm的试件，通过扫描电子显微镜对试件表面及材料粘接处进行观察，利用薄片推出实验测试粘接强度，测试完成后在20倍体视显微镜下观察试件的破坏模式。结果：全酸蚀1.4mm组（A2组）的粘接强度最高，自酸蚀1.8mm组（B4组）的粘接强度最低（P<0.05）；两组试件中牙本质与树脂水门汀之间的破坏模式（DR破坏模式）为主要的破坏模式。结论：树脂水门汀应用全酸蚀技术时粘接强度优于应用自酸蚀技术，且随着树脂水门汀的厚度增加粘接强度先增强后降低，总体呈现下降趋势。

[关键词]粘接系统；粘接强度；树脂水门汀厚度；纤维桩

[中图分类号]R783.4 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2018）05-0073-04

Effect of Resin Cement Thickness on Bonding Strength of Fiber Post under Two Kinds of Bonding System

XIE Jia-yu， SHI Meng-ru，XIE Wei-li

（Department of Prosthodontics， College of Stomatology， Harbin Medical University，Harbin 150000， Heilongjiang， China）

Abstract： Objective To evaluate the effect of different thickness of resin cements on the bonding properties of fiber post under the two different bonding systems of total-etching and self-etching， and to provide theoretical basis for the application of fiber post in the clinical operation process. Methods The 40 anterior molars with orthodontic extraction were randomly divided into two groups after being treated with a perfect root canal， named the total Acid etching Group （Group A） and the self-acid etching group （Group B）. Each group was then pressed 1.2 mm （1）， 1.4 mm （2）， 1.6 mm （3）， 1.8 mm （4） was divided into four groups to prepare the post path. Recorded as A1， B1， A2， B2， A3， B3， A4， B4 Group. Using a universal adhesive and a dual cured resin cement， bonded the diameter is 1.1mm fiber posts with the prepared experimental teeth. Slice cut to thickness of 1.5 mm specimens， By scanning electron microscope （SEM）， the surface of the specimen and the bonding place of the material were observed， Use the micro push-out test results of its bonding strength， The failure mode of the specimen was observed under a 20-ploidy microscope after the completion of the test. Results Total-etching1.4 mm group（A2） has the highest bonding strength， self-etching1.8 mm group （B4） has the lowest bonding strength（P<0.05）；In the two groups of specimens， the failure mode between dentin and resin cement was the main failure mode. Conclusion The adhesive strength of resin cement with total acid etching technology is better than that with self-acid etching technology， and with the increase of the thickness of resin cement， the bonding strength increases first and then decreases， and the overall downward trend is shown.

Key words： adhesive system； bonding strength； the thickness of resin cement； fiber post

纤维桩因其具有良好的生物相容性及透光性，在美学修复中应用广泛。较金属桩而言，纤维桩可减少在牙齿根面上牙龈变色的风险[1-2]，同时，有效地避免了应力集中，降低了根折发生的可能性[3]。但随之而来的纤维桩脱落也是修复过程中常见的并发症，据统计，临床上修复失败的病例中50%为桩的松动脱落[4]。导致纤维桩松动脱落的原因很多，其中粘接效果一直是研究的热点。目前，纤维桩的粘接必须使用树脂类粘接剂，它可以使纤维桩和根管牙本质之间达到很高的粘接强度。而采用不同的粘接系统同样也会对纤维桩的粘接效果起到一定的影响。本文采用扫描电子显微镜技术和微推出實验方法，主要从粘接系统和粘接所需要的水门汀厚度两个方面对纤维桩粘接强度进行研究。

1 材料和方法

1.1 实验分组：实验设定两个大实验组，全酸蚀组（A组）和自酸蚀组（B组）。每组随机等分为四个小实验组，分别按1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm预备桩道记为A1组、A2组、A3组、A4组和B1组、B2组、B3组、B4组。

1.2 实验材料与仪器：见表1。

1.3 离体牙的制备：40颗新鲜拔除的（因正畸拔除2个月内，储存在37℃生理盐水中）单根管前磨牙，要求外径接近，无明显龋坏，无明显隐裂痕。高速手机水雾冷却下，用裂钻进行开髓，球钻揭顶，常规进行牙体预备，04锥度牙胶尖，环氧树脂类根充糊剂及热牙胶进行根管充填。根管口用Ceivitron进行密闭暂封，将离体牙浸泡于37℃的生理盐水中2周后取出。

1.4 桩道的预备及纤维桩的粘接：将预备好的A，B两组离体牙，每组20颗，随机分为四等份，分别用直径为1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm的桩道预备扩孔钻进行桩道预备，深度为10mm，根尖部分保留至少3～5mm根充物，使预备后的根管有充足的空间放入纤维桩。按照自酸蚀型和全酸蚀型两种纤维桩粘接系统标准操作步骤分别进行操作后，置于37℃生理盐水中保存24h。

1.5 试件的制备：实验牙用自凝树脂进行包埋，置于低转速切割机夹具上固定。切割机在水冷却下以500rpm速率，沿垂直于牙长轴方向进行切割，每片厚度为1.5mm，薄片厚度被控制在0.01mm精度内，每个样本切割四片。

1.6 扫描电子显微镜观察：为了评价试件表面及材料粘接处的相貌，将处理完成的薄片试件用蒸馏水冲洗，75%乙醇清洗，无油无水空气吹干。所有试件再经喷涂金粉后，在20kV加速电压下，对试件表面及材料粘接处进行观察。

1.7 粘接强度测试：将切好的薄片试件置于万能试验机上，选择合适的加载头，加载头的直径要略小于纤维桩的直径，将加载头正对纤维桩，保证加载头仅作用于薄片内部的纤维桩，不接触周围粘接材料及牙体组织。由根方向冠方进行加载，以0.5mm/min速度加载进行微推出测试，加载直到纤维桩从薄片中完全脱出 （图1A），记录试件的最大破坏载荷，计算每个试件内纤维桩截段的粘接面积（图1B）。粘接强度（MPa）= 最大破坏载荷（F）/粘接面积（S）。

1.8 体视显微镜观察：薄片试件经微推出测试后，将试件放在体视显微镜下放大20倍观察试件破坏模式。破坏模式分为试件破坏在牙本质和树脂水门汀粘接界面（DR破坏模式）、试件破坏在纤维桩和树脂水门汀粘接界面（PR破坏模式）和混合破坏即同时具有前两种破坏模式（M破坏模式）。

1.9 统计学分析：使用SPSS 22.0软件对数据进行统计学分析，结果用单因素方差分析（ANOVA）和LSD-t检验方法进行统计学处理，评价两种粘接系统下不同厚度的水质水门汀对纤维桩粘接强度的影响，P<0.05为差异具有显著性。

2 结果

2.1 扫描电子显微镜观察（SEM）结果：SEM显示全酸组试件的粘接界面无缝隙，且粘接界面有粘接剂形成树脂突进入牙本质层。牙本质与纤维桩之间充满半透明的物质即树脂水门汀（图2A、图2B）。自酸组试件的粘接界面处，牙本质与桩核树脂之间存在缝隙，粘接剂与牙本质结合的不紧密，产生缝隙，且粘接剂形成的树脂突与全酸蚀组相比不明显（图2C、图2D）。

2.2 微推出法测试粘接强度实验结果：如表2所示，两种粘接系统对纤维桩粘接强度的影响结果，A2与B2组，A3与B3组，A4与B4组比较均有统计学差异（P<0.05），全酸蚀组（A组）粘接强度优于自酸蚀组（B组）；不同树脂水门汀厚度对纤维桩粘接强度的影响结果：A2组和A1、A3、A4组两两比较，B2与B1、B3、B4组两两比较均有统计学差异（P<0.05） ，1.4mm组（2组）粘接强度最高，1.8mm组（4组）粘接强度最低。综上比较，A2组的粘接强度在所有的组别里是最强的。

2.3 纤维桩的破坏模式：由表3的数据可知，在各组试件中，牙本质与树脂水门汀之间的破坏模式（DR破坏模式）为主要的破坏模式，其中A组与B组相比，DR破坏模式相对较少。而试件破坏在纤维桩和树脂水门汀粘接界面（PR破坏模式）和混合破坏 （M破坏模式）相对较少见。

3 讨论

近年来，通过文献的报道及临床实践发现纤维桩修复失败通常就是粘接失败[5]，这也使得纤维桩粘接固位问题成为了现今临床的研究热点。随着粘接材料性能的不断更新，树脂类粘接材料以其粘接性能强，产生微渗漏较少等优点被广泛的应用于临床[6]。目前对于树脂水门汀粘接系统的选择及树脂水门汀厚度不同的研究仍有许多争议，因此本实验以此为研究对象结合本研究结果，进行相关讨论如下。

3.1 两种粘接系统对纤维桩粘接强度的影响：通过SEM观察，发现全酸蚀组粘接界面缝隙较少，自酸蚀组粘接界面有一定的缝隙。在树脂水门汀与牙本质之间的界面，全酸蚀组试件中树脂水门汀与牙本质、纤维桩之间均结合良好，牙本质小管内充满树脂粘接剂，这可能是由于全酸蚀粘接系统的酸蚀能力较强， 可有效清除玷污层，增加根管牙本质通透性，打开牙本质小管完全去除玷污层，暴露脱矿后的牙本质表面的胶原纤维网状框架，并使牙本质小管口开放，促进树脂单体充分渗入其中，从而形成较好的混合层，在树脂粘接剂聚合收缩时能抵抗断裂和界面分离[7]。自酸蚀组试件中粘接剂与牙本质、纤维桩间均出现缝隙，有10μm左右宽，加大了微渗漏的发生几率，从而降低了纤维桩的粘接强度。这一点也在后面的微推出试验结果中得到证实。粘接剂与牙本质之间形成的混合层较薄，且易发生破裂。这可能是由于自酸蚀粘接剂所含弱酸性的有机酸成分，牙本质脱矿浅，酸蚀和单体渗入同步进行，粘接剂未能充分渗入牙本质深层所致[8]。

3.2 不同树脂水门汀厚度对纤维桩粘接强度的影响：微推出实验将粘接纤维桩的牙根沿垂直于桩长轴的方向切割为厚度约1～2mm的小粘接面试件，通过减小试件厚度使应力分布均匀，克服较厚试件中复合树脂收缩引起应力集中的缺点，以获得更好的测试结果[9]。本实验的研究试件通过微推出测试结果发现，在相同粘接系统处理下，1.4mm组的粘接强度最高，1.8mm组的粘接强度最低。这一结果与传统的粘接经典理论相似，即水门汀厚度越大粘接强度越小。究其原因，一方面是由于水门汀的厚度增加， 应力收缩随之加大， 从而对粘接界面的稳定性产生不利影响[10]。另一方面，是由于水门汀厚度增加所需的空间增大，当螺旋输送器进入根管内的时候不可避免的会产生内部残留小气泡，这一点在SEM观察时我们也有所发现，小气泡产生空洞样结构可降低粘接强度[11]。然而，一些学者推测少量小气泡的存在，导致自由面的增大，这样有利于聚合收缩应力的释放，在一定程度上抵消了C因子增高所带来的负面作用， 使得粘接界面的稳定性得以提高[12]。这也是1.2mm组的树脂厚度虽薄，但是粘接强度却低于1.4mm组的主要原因。

3.3 试件粘接破坏界面的观察与分析：通过体视显微镜观察试件破坏界面，得出牙本质与树脂水门汀之间的破坏模式（DR破坏模式）为主要的破坏模式，而试件破坏在纤维桩和树脂水门汀粘接界面（PR破坏模式）和混合破坏 （M破坏模式）相对较少见。这与文献报道结果相一致[13]。由于根管解剖结构的复杂多变性和根管牙本质的处理方式的不同等因素造成可操作困难进而会影响树脂的渗透，降低树脂与牙本质间的粘接强度。而纤维桩外面包绕一层环氧树脂和粘接树脂为相同性质的材料，加上粘接树脂与桩形成牢固的化学结合，使得纤维桩和树脂水门汀粘接界面的破坏模式相对较少[14]。而在DR破坏模式中全酸蚀组多于自酸蚀组，这可能由于全酸蚀粘接系统的酸蚀能力较强， 使得牙本质与树脂水门汀之间形成可有效的微机械固位力，在树脂水门汀聚合收缩时能抵抗断裂和界面分离，从而导致M破坏模式和PR破坏模式数量增加[6]。

牙体根管解剖横切面一般为不规则的圆形或者椭圆形，致使根管内壁与纤维桩接触在不同的方位可能存在壁厚不一导致两者粘接不紧密。一方面，如果树脂水门汀过厚，在光固化聚合时产生比较大的收缩力，这可能导致粘结面出现微小裂隙。另一方面，在推出实验过程中随着纤维桩受到的应力分散加大，树脂水门汀会受到挤压，进而容易出现破裂、松动，这些也会导致粘接面的断裂[15]。此外，当树脂水门汀较厚时，相应的破坏模式中RP破坏模式的数量相应增加，这是由于材料过厚，导致纤维桩在牙本质肩领处其内部RP界面光照不足，聚合不完全。

综上所述，通过本研究结果得出，在临床应用选择中，通过全酸蚀系统的处理方式且选择1.4mm的扩孔钻，即树脂水门汀厚度为0.15mm左右时能提高纤维桩与根管牙本质的粘接强度，以此延长桩核修复体在临床的应用时间。但由于本实验为体外实验，对于纤维桩与树脂水门汀材料上的选择较单一，其结果是否适用于其他材料，有待进一步研究。

[参考文献]

[1]Cecchin D，de Almeida JF，Gomes BP，et al.Influence of chlorhexidine and ethanol on the bond strength and durability of the adhesion of the fiber posts to root dentin using a total etching adhesive system[J]. J Endod，2011，37：1310-1315.

[2]Dietschi D， Ardu S， Rossier-Gerber A，et al.Adaptation of adhesive post and cores to dentin after in vitro occlusal loa-ding： evaluation of post material influence[J].J Adhes Dent，2006，8（6）：409-419.

[3]解昱，罗冬青，何春环.不同桩核系统修复离体牙根微裂纹比较研究[J].北京口腔医学，2017，25（4）：190-192.

[4]Parnian Alizadeh Oskoee， Ahmad Nooroloyouni， Fatemeh Pornaghi Azar， et al.Effect of Resin Cement Pre-heating on the Push-out Bond Strength of Fiber Post to Root Canal Dentin[J].J Dent Res Dent Clin Dent Prospect，2015，9（4）：233-238.

[5]張昊，刘敏.根管内壁预处理对纤维桩固位力影响的研究[J].医学美学美容旬刊，2014，9：5-6.

[6]Aziz TM，Anwar MN，El-Askary FS.Push-out bond strength of fiber posts to root canal dentin using a one-step self-etching adhesive： the effect of solvent removal and light-curing methods[J].J Adhes Dent，2014，16（1）：79-86.

[7]Drobac M，Stojanac I，Ramic B，et al. Micromorphological characterization of adhesive interface of sound dentin and total-etch and self-etch adhesives[J].Med preg，2015，68（1-2）：10-16.

[8]Cantoro A，Goracci C，Papacchini F，et al.Effect of pre-cure temperature on the bonding potential of self-etch and self-adhesive resin[J].Dent Mater，2008，24（5）：577-583.

[9]Chen WP，Chen YY，Huang SH，et al.Limitations of push out test in bond strength measurement[J].J Endod，2013，39（2）：283-287.

[10]?zgür Er， Kerem K?l??， Halil I，et al.Evaluation of the resin cement thicknesses and push-out bond strengths of circular and oval fiber posts in oval-shapes canals[J].J Adv Prosthodont，2015，7（1）：15-20.

[11]Grandini S，Goracci C，Monticelli F，et al.SEM evaluation of the cement layer thickness after luting two different posts[J].J Adhes Dent，2005，7（3）：235-240.

[12]Penelas AG，Piedade VM，Borges AC，et al.Can cement film thickness influence bond strength and fracture resistance of fiber reinforced composite posts[J]？ Clin Oral Investig，2016，20（4）：849-855.

[13]Boschian Pest L，Cavalli G，Bertani P，et al. Adhesive post-endodontic restorations with fiber posts： push-out tests and SEM observations[J].Dent Mater，2002，18（8）：596-602.

[14]Rodrigues FP，Silikas N，Watts DC，et al. Finite element analysis of bonded model Class I 'restorations' after shrinkage[J].Dent Mater，2012，28（2）：123-132.

[15]N?p?nkangas R，Raustia A.Twenty-year follow-up of metal-ceramic single crowns： a retrospective study[J].Int J Prosthodont，2008，21（4）：307-311.

[收稿日期]2018-02-28 [修回日期]2018-04-20

編辑/李阳利