两种纤维桩粘接强度的微拉伸实验研究

韩彦峰

牙体大范围缺损后的修复治疗多采用桩核冠修复。传统的金属桩核虽然具有较高的强度，但是其弹性模量与牙本质相差甚远，在行使功能时易产生根折；并且对于根管治疗失败需重做治疗的病例很难将桩核拆除，这对残根残冠的保存治疗是不利的。近年来发展起来的纤维桩与金属桩核相比有其独特的优点：如弹性模量与牙体组织相似，不易导致根折；美观性好；耐腐蚀；耐疲劳；折断后易取出；可与树脂类粘接剂及核材料形成“整体粘接”，从而增强固位，防止微渗漏；不影响影像学检查等[1]。因此，纤维桩在临床的应用日益广泛，其修复成功率比金属桩核系统高，失败大部分原因是由于桩与根管的粘接失败造成的。本实验采用微拉伸的方法研究不同粘接系统对不同材质纤维桩粘接强度的影响，为临床提高纤维桩修复残根残冠的成功率提供参考依据。

1.材料与方法

1.1 材料与设备 实验用离体牙：选择32 颗因正畸拔除的无龋健康单根管下颌前磨牙，贮存于4℃的5ml/L 叠氮钠溶液中，并在拔除后1 个月内使用。纤维桩：Easypost 碳纤维桩(Krugg 公司，意大利)，直径1.5mm；DT Light-post 石英纤维桩(VDW 公司，德国)，直径1.5mm。粘接系统：全酸蚀粘接剂Prime&Bond NT(Dentsply 公司，美国)；自酸蚀粘接剂Contax(DMG 公司，德国)。复合树脂Charisma(Kulzer，Germany)。

实验设备：低速切割机(Buehler 公司，美国)；万能材料试验机(岛津公司日本)。

1.2 方法 实验分组：将32 颗离体牙随机分成四组，每组8 颗，各组处理见表1。

表1 离体牙分组及处理

试件制作：用金刚砂片沿垂直于牙长轴的方向将离体牙在釉牙骨质界冠方2.0mm 处截冠，常规根管充填后，离体牙置于0.9%NaCl 溶液中37℃恒温保存。采用纤维桩配套的扩孔钻进行桩腔预备，预备直径1.5mm，深度为根长的2/3-3/4。桩腔预备完成后用蒸馏水冲洗根管，纸尖吸干。分别按粘接系统的产品说明书要求进行纤维桩粘接，粘接完成后置于0.9%NaCl 溶液中37℃恒温保存。24h 后取出，沿纤维桩长轴纵向切成0.8mm 厚的截面，流水下用慢速切割机沿垂直于牙体长轴方向将牙齿切割成截面积为0.8×0.8 mm 的试件条(如图1 所示)。每颗牙至少保证冠方切2 个试件，根方切2 个试件，中部切2 个试件。

图1 微拉伸试件制作示意图(P：纤维桩；C：牙本质)

测试微拉伸粘接强度：将微拉伸试件条粘接在铜轨上，于万能材料实验机上测试拉伸断裂最大载荷值(N)，加载速度1mm/min。用游标卡尺(精度0.02mm)测量断面各边长并计算断面面积，抗拉伸粘接接强度(MPa)=最大载荷(N)/试件断面面积(mm2)，各组试件微拉伸试件断裂强度数据见表2。

表2 各组试件微拉伸强度的均数与标准差(X±sMPa)

统计学分析：先对实验数据进行方差齐性检验(Levene’s test)，然后将各组数据输入SPSS11.0软件进行裂区方差分析(spilt-plot ANOVA)。

2.结果

裂区方差分析结果表明，DT Light-post 石英纤维桩微拉伸粘接强度显著优于Easypost 碳纤维桩(P＜0.05)。Prime&Bond NT 全酸蚀粘接系统的微拉伸粘接强度优于Contax 自酸蚀粘接系统(P＜0.05)。从实验数据可得出各组的微拉伸粘接强度均从根管上部至根尖方逐渐降低。

3.讨论

纤维桩在临床的应用降低了桩冠根折的几率，提高了残根残冠保存治疗的成功率。相比金属桩核，纤维桩治疗失败的原因之一为粘接失败导致的纤维桩脱落[2]。目前，研究桩与根管粘接强度的方法主要有拔出测试、微拉伸测试、推出测试三种方法[3]。拔出测试是指将粘接于根管内的桩从冠方整个拔出的测试，推出测试是指将粘接于根管内的桩从根方整个推出的测试。这两种方法因为试件尺寸太大会导致粘接界面的应力分布不均匀，从而影响到实验结果。因此本研究采用微拉伸实验，对影响纤维桩粘接固位的因素进行研究。

本实验采用碳纤维桩与石英纤维桩。其主要区别为纤维成分不同，分别为碳纤维和石英纤维(二氧化硅)。实验结果表明，石英纤维桩微拉伸粘接强度高于碳纤维桩，其可能原因为石英纤维桩的主要成分是二氧化硅晶体和环氧树脂基质填料，碳纤维桩的主要成分是碳纤维和环氧树脂填料，二氧化硅晶体比碳纤维具有更高的表面润湿性，良好的润湿性可以提高树脂与纤维桩的接触面积，促进树脂与纤维桩间的机械嵌合作用。另外碳纤维桩的环氧树脂体积约占65%左右，而石英纤维桩占40%左右，以环氧树脂为基质的纤维桩含有高度交联的聚合物分子结构，会影响到粘接剂单体成分的渗入，不利于粘接。

本实验Prime&Bond NT 全酸蚀粘接接系统的微拉伸粘接强度优于Contax 自酸蚀粘接系统，主要原因是不同粘接系统的粘接原理不同，其粘接强度也不同。全酸蚀粘接系统Prime&Bond NT 使用磷酸酸蚀完全溶解玷污层，并且产生一个部分脱矿的牙本质带，粘接剂置于脱矿牙本质上产生微机械粘接，提高了粘接强度。而Contax 自酸蚀技术是将免冲洗、酸性的可聚合单体用于牙本质，它并不能完全去除玷污层，这样就使牙本质通透性较差，混合层较薄，树脂未能完全渗透进牙本质小管，达不到良好的粘接状态，因此其粘接效果不如全酸蚀粘接系统[4，5]。全酸蚀粘接系统的粘接强度最高，自酸蚀粘接系统次之。但纤维桩粘接是根管内粘接，根管内部的根充材料、碎屑不易清理干净。全酸蚀系统中的酸蚀剂同样很难从根管中彻底冲洗去除，根管内一旦有残留成分就会对树脂固化产生明显影响，从实际操作风险角度分析，自酸蚀粘接系统的粘接效果更可靠。另外，酸蚀剂对于牙龈可能会造成一定刺激，因此当患牙缺损比较严重，没有完整的牙本质肩领时，采用自酸蚀粘接系统相对更安全一些。

桩的固位及其对核的支持是桩的主要作用，因此研究不同部位桩的粘接强度很有必要。牙本质粘接强度是随着渗进牙本质小管的树脂突数目增多而提高的，若单位面积上牙本质小管数目多且通透性好，则粘接力较强[6，7]。反之，在牙本质小管较少的部位，形成的树脂突数目少且形状不规则，则粘接强度较弱。由于根管牙本质的小管数目从冠方向根方是逐渐递减的[8]，因此纤维桩冠方的粘接力最强且向根方递减。此外，冠方是根管空间中较易操作的部位，可使酸蚀剂和粘接剂的作用发挥得比较充分，增强牙本质小管的通透性，从而提高粘接力，这也是纤维桩冠方粘接力较强的原因。