口腔修复个性化纤维桩的研究进展

陈沐，章立群，刘学，杨旭，孙仕晨（通信作者）

华中科技大学协和深圳医院·深圳大学附属第六医院口腔科 （广东深圳 518052）

龋病、外伤等多种因素均可导致牙体组织大量缺损，无法为修复体提供足够的固位力。此时需要使用桩核系统增加修复体固位力，完成最终修复，达到保存天然牙并恢复咀嚼、美观等功能的目的。桩核是一种常用的牙体缺损修复装置，通过向根管内置入桩以获得固位，并在桩的上部制作核，与剩余牙体共同完成冠部修复[1]。目前，制作桩核的材料主要有金属材料、瓷材料和纤维增强复合树脂材料（纤维桩）。金属是最早用于制作桩核的材料，但金属桩核弹性模量远高于牙本质，易引起牙根折断，金属离子的释放亦存在过敏风险；此外，金属材料不透光，在修复前牙时无法满足美学要求。瓷桩主要为氧化锆材料，美观性好，可用于前牙美学区修复，但由于氧化锆的弹性模量远高于牙本质，也易引起根折。纤维桩克服了金属桩和瓷桩的一些缺点，纤维桩的弹性模量与牙本质接近，可有效减少根折的发生；颜色与牙体接近，透光性良好，可满足前牙区美学要求[2]。但临床中应用较多的预成纤维桩仍有不足，为克服这些不足，个性化纤维桩应运而生。本文拟对现有个性化纤维桩核的种类及特性进行综述，以期为临床医师在牙体修复选择纤维桩类型时提供参考。

1 预成纤维桩

预成纤维桩由内部连续、高强度的纤维材料和周围包裹的树脂基质组成。根据纤维种类的不同可分为碳纤维桩、石英纤维桩和玻璃纤维桩。20世纪90年代，碳纤维桩首先应用于口腔修复领域中，凭借优良的机械性能取得了较好的修复效果[3]。但因碳纤维桩外观呈黑色影响美观，导致其在前牙美学区中的应用受到限制[4]。随着石英纤维和玻璃纤维等透光性较好的材料出现，纤维桩逐渐应用于前牙美学区[5]。预成纤维桩辅以相应的桩道预备器械和适当的粘结方法可取得较理想的粘结强度。但预成纤维桩在临床应用中具有一定的失败率，多为修复后出现桩核脱落、桩折断等[5]。纤维桩修复失败的原因包括以下方面：（1）微渗漏：预成纤维桩形态固定，在部分根管中无法与根管的形态密合，特别是椭圆形、喇叭口形根管，在粘结时存在较厚的树脂粘结剂，树脂粘结剂在固化时会产生聚合收缩，聚合收缩率多达1.7%～3.7%，较厚的粘结剂可使树脂从混合层中剥离，引发较严重的微渗漏[6]；（2）粘结面积大：应用预成纤维桩需堆塑树脂核增加了粘结面积，增加了粘结失败的概率；（3）根折：预成纤维桩虽有不同型号，但根管治疗后的根管形态与纤维桩相差较大时需磨除额外的根部牙本质，降低了牙根的抗折能力[7]。

2 个性化纤维桩

个性化纤维桩能够适应牙齿根管形态，相比预成纤维桩，其与根管适合性强、密合度好，可大大降低粘结剂厚度，减少聚合收缩，改善微渗漏发生；一体化制作的纤维桩核也可减少粘接界面[8]。目前，个性化纤维桩根据制作工艺可分为根管内直接成型—再粘结纤维桩、间接成型—再粘结纤维桩、可塑性纤维桩[9]、计算机辅助设计/制造（computer aided design and computer aided manufacture，CAD/CAM）一体化桩核[10]以及三维（three-dimensional，3D）打印纤维桩核[8]等。

2.1 直接/间接成型-再粘结纤维桩

直接/间接成型-再粘结纤维桩是将预成纤维桩在口内牙齿中或口外模型上进行重塑、调改外形。直接法是在桩道预备完成后，在根管内涂布分离剂，再将复合树脂和预成纤维桩置入根管内光固化，制作个性化纤维桩；间接成型法则利用印模翻制石膏模型，在体外用相同方法制作个性化纤维桩，这两种方法制作的纤维桩与根管形态适应性较强[11]。邹霖等[12]通过扫描电镜发现间接成型个性化纤维桩与根管壁之间的间隙明显小于预成纤维桩组，个性化纤维桩与牙本质的粘结强度也显著高于预成纤维桩组。唐丽洁等[13]的研究也得出了相似的结论，通过浸墨实验发现直接和间接成型技术制作的个性化纤维桩在减少微渗漏方面显著优于预成纤维桩，而直接和间接方法之间无显著差异。余科等[14]应用根管内直接成型方法制作个性化纤维桩，研究发现个性化纤维桩的固位力显著高于预成纤维桩。间接法制作的个性化纤维桩在抗折性能方面也强于预成纤维桩[15]。

2.2 可塑性纤维桩

为解决预成纤维桩不能适应特殊根管形态的问题，如粗大根管、漏斗状根管等，近年来出现了一种具有较好可塑性的纤维桩材料，即可塑性纤维桩[16]。可塑性纤维桩可在根管内通过侧向加压和光固化制取个性化纤维桩。通过此方法获得的个性化纤维桩对根管形态的适应性好于预成纤维桩，并且不需另行桩道预备，可最大程度地保存根部牙本质，提高了牙齿的抗折性能[17]。刘颖等[18]利用Vactrise 纤维带和双固化复合树脂制作的可塑性纤维桩与根管适应性良好，较预成纤维桩表现出了更好的剪切粘结强度。近年来，一种成品可塑性玻璃纤维桩开始应用于临床，并取得了较好的治疗效果[19]。可塑性玻璃纤维桩具有较好的机械性能，弹性模量达24.3 GPa，抗弯强度764 MPa[20]。然而，刘建设等[21]研究发现使用可塑性纤维桩的修复治疗效果显著低于预成纤维桩，修复后并发症显著高于预成纤维桩。Ferrari 等[22]研究显示可塑性玻璃纤维桩修复3年后成功率为76.7%，修复失败主要表现为根折和冠脱落，6年修复成功率降为61.3%，修复效果同样低于预成纤维桩，可能与可塑性玻璃纤维桩的弹性模量高于牙本质有关。

2.3 CAD/CAM 一体化纤维桩核

直接/间接成型-再粘结纤维桩和可塑性纤维桩在制作时易受操作者、患者口内及外部环境影响，制作的个性化纤维桩质量无法保持一致[23]。CAD/CAM 技术在口腔医学领域的应用使一体化纤维桩核设计、制作成为现实。在根管治疗或桩道预备后，制取硅橡胶印模、石膏模型或者蜡型，通过光学扫描将桩道及牙体形态转化为三维数据，指导铣削机加工纤维增强复合树脂块制作一体化纤维桩核[24]。CAD/CAM 一体化纤维桩核具有以下特点：（1）桩的形态与根管形态高度一致，保证了粘结剂层较薄且厚度均匀一致，可提供较高的粘结强度[25]；（2）粘结面积少，减少了粘结失败的发生率[23]；（3）具有更好的抗疲劳性能，可以有效避免修复后牙冠发生脱落；（4）更适应根管口特别是喇叭口形根管口的形态，可有效减少微渗漏的发生，提高了修复成功率[26]；（5）在受力时应力集中于牙根颈1/3 的颊舌侧，具有更好的抗折能力。刘鹏等[27]的研究表明一体化玻璃纤维桩核的平均抗折力（246 N）与铸造金合金桩核组（290 N）无显著差异，且两者均显著高于预成玻璃纤维桩组（174 N）。周露阳等[28]通过比较CAD/CAM 一体化桩核和间接法制作的个性化纤维桩发现，CAD/CAM 一体化桩核可更好地适应根管形态，其抗折性能也显著高于间接法制作的个性化纤维桩。目前，已有将CAD/CAM 一体化纤维桩核用于牙体缺损修复的报道，取得了良好的修复效果，边缘密合度、牙冠形态及颜色均达到较好水平[24]。

2.4 3D 打印纤维桩核

随着3D 打印技术的日趋成熟，3D 打印技术在口腔医学领域中的应用越来越广泛，已经在口腔修复、颌面外科和种植等领域中应用[29-31]。日本学者研发出可用于3D 打印的碳纤维复合材料，连续的纤维表面均匀包裹一层树脂基质，之后使用3D 打印机实现了碳纤维复合材料的制造。3D 打印碳纤维可获得良好的机械性能，具有与牙本质接近的弹性模量及较强的抗折能力[32]。力学分析显示，3D打印纤维桩核的Von Mises 应力、最大剪切力和最大主应力峰值均小于预成纤维桩的应力峰值，减少修复失败概率。3D 打印纤维桩核系统桩身各项应力值的改善，使得正常形态根管修复后纤维桩发生界面破坏概率显著降低[8]。目前，关于3D 打印纤维桩核的研究较少，3D 打印技术在纤维桩核领域中的应用仍需继续探索。

3 小结

预成纤维桩的出现促进口腔修复发展，以其操作的便利性、优良的机械性能得到广泛应用。随着微创等治疗理念的出现和材料、工艺等技术的进步，纤维桩逐渐由预成纤维桩向个性化纤维桩发展。个性化纤维桩体现出了更好的密合度、更高的粘结强度、更合理的应力分布，保存了更多的牙体组织，减少了微渗漏的发生。个性化纤维桩可有效减少预成纤维桩所带来的修复风险，提高修复的远期成功率。随着CAD/CAM、3D 打印等数字化技术的发展，个性化纤维桩也将广泛应用于临床实践。