不同牙体剩余量对石英纤维桩冠抗折性能的影响
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作者：聂二民， 陈霞云， 亓莉莉， 刘克瑾， 王晓丽， 张春元 作者单位：中山大学 １． 附属第一医院口腔科， 广东 广州 ５１００８０； ２． 附属第三医院口腔科， 广东 广州 ５１０６３０
【关键词】 桩冠； 牙体剩余量； 石英纤维桩； 侧向加载 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｔｏｏｔｈ ｏｎ Ｆｒａｃｔｕｒｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ａｂｉｌｉｔｙｉｎ Ｑｕａｒｔｚ-Ｆｉｂｅｒ Ｐｏｓｔ Ｃｒｏｗｎ ＮＩＥ Ｅｒ-ｍｉｎ１， ＣＨＥＮ Ｘｉａ-ｙｕｎ２， ＱＩ Ｌｉ-ｌｉ１， ＬＩＵ Ｋｅ-ｊｉｎ１， ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ-ｌｉ１， ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎ-ｙｕａｎ１* （１． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｔｏｍａｔｏｌｏｇｙ， Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ａｆｆｉｌｉａｔｅｄ Ｈｏｓｐｉｔａｌ， ＳＵＮ Ｙａｔ-ｓｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００８０， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｔｏｍａｔｏｌｏｇｙ， Ｔｈｅ Ｔｈｉｒｄ Ａｆｆｉｌｉａｔｅｄ Ｈｏｓｐｉｔａｌ， ＳＵＮ Ｙａｔ-ｓｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６３０， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： 【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】 Ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｔｏｏｔｈ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｌｏｗｅｒ ｐｒｅｍｏｌａｒｓ ｒｅｓｔｏｒｅｄ ｗｉｔｈ ｆｉｂｅｒ ｑｕａｒｔｚ-ｆｉｂｅｒ ｐｏｓｔ-ｃｏｒｅ ａｎｄ ｆｕｌｌ ｃｒｏｗｎ． 【Ｍｅｔｈｏｄｓ】 Ｆｉｆｔｙ ｓｉｎｇｌｅ ｒｏｏｔｅｄ ｌｏｗｅｒ ｐｒｅｍｏｌａｒｓ ｒｅｃｅｎｔｌｙ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｆｉｖｅ ｇｒｏｕｐｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｔｏｏｔｈ （０，１，２，３ ｍｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ）． Ａｌｌ ｔｈｅ ｔｅｅｔｈ ｗｅｒｅ ｒｅｓｔｏｒｅｄ ｗｉｔｈ ｆｉｂｅｒ ｐｏｓｔ-ｃｏｒｅ ａｎｄ ｆｕｌｌ ｃｒｏｗｎ． Ｌｏａｄｓ ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ａｔ ａｎ ４５-ｄｅｇｒｅｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏｎｇ ａｘｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｅｔｈ ａｔ ａ ｃｒｏｓｓｈｅａｄ ｓｐｅｅｄ ｏｆ １ ｍｍ／ｍｉｎ． 【Ｒｅｓｕｌｔｓ】 Ｔｈｅ ｍｅａｎ ｌｏａｄｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｗｅｒｅ （６０１ ± ８３）， （６６５ ± ５９）， （９５０ ± ７５）， （１００５ ± ９４）， ａｎｄ （１０２７ ± ８０） Ｎ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｐｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｔｏｏｔｈ ｆｏｒ ０，１，２，３ ｍｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ； Ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｍｅａｎ ｌｏａｄｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｉｎ ２ ｍｍ ａｎｄ ３ ｍｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐｓ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ０ ｍｍ ａｎｄ １ｍｍ ｇｒｏｕｐｓ（Ｐ ＜ ０．０５）． 【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ】 Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｅｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｐ ｗｉｔｈ ２ ｍｍ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｔｏｏｔｈ ｗｉｔｈ ｑｕａｒｔｚ-ｆｉｂｅｒ ｐｏｓｔ-ｃｏｒｅ ｃｒｏｗｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ． Ｔｈｅ ２ ｍｍ ｍａｙ ｂｅ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｆｅｒｒｕｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｎｏｎ-ｍｅｔａｌ ｐｏｓｔ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｏｓｔ ｃｒｏｗｎ； ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｔｏｏｔｈ； Ｑｕａｒｔｚ-Ｆｉｂｅｒ Ｐｏｓｔ； ｌａｔｅｒａｌ ｌｏａｄｉｎｇ ［Ｊ ＳＵＮ Ｙａｔ-ｓｅｎ Ｕｎｉｖ（Ｍｅｄ Ｓｃｉ），２００９，３０（３）：２９０－２９３］目前有关牙体剩余高度对桩核修复体力学性能影响方面的研究，主要是针对金属桩系统，提出在进行桩核修复时，剩余牙体最好能够为修复体提供２ ｍｍ的箍效应［１－３］。但另有学者提出１．５ ｍｍ的牙体高度同样能增强抗折能力，故对金属桩系统的箍效应临界值尚不能定论，这可能和实验所选取离体牙的牙位、不同系统的金属桩、箍包绕形式等因素有关［４－５］。而对非金属桩（纤维桩），国内外尚没有针对牙体剩余量对纤维桩树脂核全冠修复体力学性能的影响进行研究，因此本文将在这个方面开展研究。 １ 材料和方法 １．１ 离体牙的选择和处理 选用近３个月内我院外科门诊因正畸需要拔除的年龄在１３ ～ ２０岁之间的男性患者的下颌单根管前磨牙５０颗，随机分为五组，每组１０颗。用精确度为０．０２ ｍｍ的游标卡尺测量牙体全长和牙根长度，以及离体牙基准平面处的颊舌径和近远中径，并进行统计分析。所有离体牙进行常规的根管治疗，于３７ ℃ 湿性环境中保存１周。以通过颊舌侧釉质牙骨质界中点并垂直于牙体长轴的平面为基准平面，以基准平面为参照，根据所要保留的冠部剩余牙体量的不同，横断磨切多余牙体组织。第１组（０ ｍｍ组）平齐基准平面横断磨除冠部牙体；第２组（１ ｍｍ组）保留基准平面上方１ ｍｍ的牙体，其余冠部牙体横断磨除；第３组（２ ｍｍ组）、第４组（３ ｍｍ组）分别保留２ ｍｍ和３ ｍｍ的冠部牙体高度；第五组（对照组）保留完整的冠部牙体。 １．２ 模型制备 将前四组用定位车针预备出深度不同的桩道（分别为８、９、１０、１１ ｍｍ），最终以直径为２ ｍｍ的根管钻成形。用双固化树脂黏结剂（美国Ｂｉｓｃｏ公司）行纤维桩粘结，并用Ｌｉｇｈｔ-Ｃｏｒｅ复合树脂（美国Ｂｉｓｃｏ公司）逐层恢复核形态，光照４０ ｓ，然后进行牙体预备，要求预备体高度为６ ｍｍ（精确度为０．０２ ｍｍ），肩台宽度为０．８ ｍｍ，汇聚度为２° ～ ５°。０ ｍｍ组肩台位于横断面（基准平面）上方，全冠不包绕牙体。对照组不行牙体横断切除和纤维桩树脂核修复，于开髓孔处用Ｌｉｇｈｔ-Ｃｏｒｅ复合树脂充填，直接进行牙体预备，预备体要求和前四组近似。所有预备体采用烤瓷金属全冠修复，并用玻璃离子水门汀粘固全冠。 １．３ 模型固定 模型栽种于自凝塑料底座中，牙体长轴和地面垂直，暴露出冠边缘以下２ ｍｍ 以上的部分，以模拟牙槽骨包绕牙根。全冠中央沟处刻痕标记加载点，并在３７ ℃ 湿性环境中保存２４ ｈ。 １．４ 加载以及数据记录 采用ＭＴＳ万能实验机对实验牙进行侧向力加载。ＭＴＳ机的加载头垂直于地面，并和自行设计的加载台（广州超恒机械厂）斜面呈４５°角，将自凝塑料底座固定于加载台上，加载头对准刻痕处，以１ ｍｍ／ｍｉｎ的速度加载。破坏点为加载负荷达到最大值时加载力急剧下降的位置。 １．５ 统计分析 运用ＳＰＳＳ １５．０软件进行统计分析，五组之间的荷载力值用单因素方差分析法，组间差别多重比较应用ＳＮＫ-ｑ检验。 ２ 结 果 ２．１ 荷载力值 五个实验组荷载力值的均值、标准差和全距见表１。五组间的总体均数的差异具有统计学意义（Ｐ ＜ ０．０５）；０ ｍｍ和１ ｍｍ组在第１水平，２ ｍｍ组、３ ｍｍ组和对照组在第２水平，第１水平的荷载力值低于第２水平（Ｐ ＜ ０．０５）。两个水平内组间的荷载力值差异没有统计学意义（Ｐ１ ＝ ０．０７４ ＞ ０．０５， Ｐ２ ＝ ０．０８６ ＞ ０．０５）。 ２．２ 折裂模式 折裂模式大致可分为两类：牙颈部折裂，折裂可延续到牙根颈１／３部分；中部折裂，折裂发生在牙根颈１／３到中２／３之间。第１组折裂模式均为第１类，伴有纤维桩脱位或折断，可行２次修复；第２组大部分为第１类折裂，大多可行２次修复；第３、４组为第２类折裂，不能行２次修复。前４组未见根尖１／３处的折裂，第５组多发生颈１／３斜折。 ２．３ 荷载－位移曲线 读取加载数据，在Ｅｘｃｅｌ文档中绘制由加载力和加载头位移两组参数组成的散点图，得出每一组每一个试件的荷载－位移曲线，并从每组各选取一个具有代表性的图，作为每组试件的结果（图１）。 ３ 讨 论 ３．１ 实验方法的选择 本实验所采用的随时间线形递增、方向与牙体长轴呈４５°的侧向加载，简化了下颌前磨牙临床所受的侧向咬合方式，并且临床上下颌前磨牙桩冠修复的失败也多缘于这种侧向受力方式，因而被大多数学者认为是合理可行的［６－８］。 ３．２ 实验模型的受力分析 本实验采用的石英纤维桩弹性模量（１５ ～ ４７ ＧＰａ）和牙本质弹性模量（１２ ～ １８．６ ＧＰａ）相近，故纤维桩用于修复残根时对牙根牙本质内的应力分布模式影响较小，桩核冠修复后应力峰值主要集中在牙根中上部，桩尖周围牙本质内应力集中相对较小［９］。第１、２组之间的荷载力值差异没有统计学意义，并且折裂模式主要表现为根颈１／３以内的折裂，主要有以下方面的原因：①纤维桩对牙本质内应力分布模式的影响较小，应力主要集中在牙颈部外表面；②这两组的荷载力值较小，应力通过桩传递到根中下部牙本质界面上的力也较小；③这两组牙颈部剩余牙体组织较少，缺乏箍效应，对外力的抵抗力较差。在第３、４组，荷载力值之间的差异也没有统计学意义，其折裂模式近似，主要表现为折裂到达根中部的斜折和根中部的横折，但折裂没有到根下１／３和根尖区，分析也有三方面的原因：①两组的荷载力值较大，应力通过桩传递到根中下部牙本质界面上的力值较大，和第一、二组相比，在同等根管壁厚度的情况下，前者容易造成根中下部的折裂；②相对于第１、２组，根颈部的牙体剩余量相对增多，存在箍效应，抗折力增强；③根下１／３和根尖区的牙本质内应力集中相对较小，无根尖１／３的折裂。第五组的荷载力值和第３、４组间的差异也没有统计学意义，并高于前两组，说明随着牙体剩余量的增加，修复体的抗折能力也在增加，并且当牙体剩余量超过某个临界值时，增加的趋势更为明显。故通过对实验结果的分析，一方面，该实验结果与一些学者所报道的和牙本质相近的低弹性模量桩，主要引起牙颈部折裂的情况一致［１０－１１］ 。另一方面，利用桩核修复残根，桩本身不仅具有固位作用，而且改变了牙根牙本质内应力分布模式，起到了承担、传递和分散咬合力的作用。并且随着牙体剩余量的增加，整个修复体对侧向荷载的抵抗能力也在增加。 ３．３ 折裂模式和荷载－位移曲线的分析 通过对所有实验组折裂模式和荷载－位移曲线的分析，认为应用纤维桩修复残根，对剩余牙体组织起到了保护作用，减少根折的发生，并利于二次修复。 从第一、二组的折裂模式来看，纤维桩核的破坏是一个渐进的过程，破坏后大部分残留牙根完整，少量牙根发生牙颈部折裂，这是由于纤维桩的弹性模量和牙本质相近，应力主要集中在牙根颈部的外表面，并且两组的牙体剩余量较少，缺乏箍效应，致使当受到较大侧向冲击荷载时，纤维桩核平起牙颈部折裂脱落。两组折裂模式中，可见部分伴有根颈部以内的少量折裂，可行二次修复，故认为这种修复方式对残留牙根起到了保护作用。第２组相对于第一组牙体剩余量增加，虽然箍效应作用较小，但使牙颈部抗折能力相对增强。加载过程中，大部分应力仍然集中在牙根颈部的外表面，部分会沿桩和牙本质界面向根方传导，所以折裂界面会向根中部下移，但不超过根中部。第１、２组的荷载－位移曲线图中，有两个转折点和两个线性区，第２个转折点ｂ为加载破坏点（图１）。第一个转折点ａ，在第一组代表纤维桩核修复体在荷载作用下和牙本质黏结面裂开，缓冲应力，保护牙根不受冲击荷载的破坏；在第２组，剩余牙体量相对增加，但对抗侧向荷载的能力增加不明显，故也可认为ａ点代表纤维桩核修复体在荷载作用下与牙本质黏结面裂开。第２个转折点ｂ代表抗折力峰值点，代表纤维桩核修复体于牙颈部折裂脱落。从ａ点到ｂ点的过程代表纤维桩核和牙本质黏结面裂开后，牙根仍然能够承受一定的荷载而不破坏，加载力逐渐增加到纤维桩核脱位伴或不伴有牙根颈部的折裂时，荷载曲线回落。 对第３、４组的折裂模式进行分析，折裂线整体上从牙颈缘向根中部转移，但没有到达根尖１／３。因为随着牙体剩余量的增加，牙根内的整体应力水平降低，并从颈缘向根方转移［１２］。第３、４组载荷－位移曲线和对照组相似，只有一个转折点和一个线性区。 从本实验可以看出，当牙体剩余量为２ ｍｍ时，石英纤维桩冠修复体抗折强度与对照组无明显差异，可认为２ ｍｍ是非金属桩箍效应的临界值。并且通过对所有实验组折裂模式和荷载－位移曲线的分析，认为应用纤维桩修复残根，对剩余牙体组织起到了保护作用，减少根折的发生，并利于二次修复。 【参考文献】 [2] 陈新民，牛 林，吴小红，等． 残冠牙体余量对核桩冠桩根联合体水平承载力学性能的影响 ［Ｊ］． 口腔颌面修复学杂志， ２００５，６（４）：２６８－２７４． [3] Ｚｈｉ-Ｙｕｅ Ｌ， Ｙｕ-Ｘｉｎｇ Ｚ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｏｓｔ-ｃｏｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｆｅｒｒｕｌｅ ｏｎ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｄｏｄｏｎｔｉｃａｌｌｙ ｔｒｅａｔｅｄ ｍａｘｉｌｌａｒｙ ｃｅｎｔｒａｌ ｉｎｃｉｓｏｒｓ ［Ｊ］． Ｊ Ｐｒｏｓｔｈｅｔ Ｄｅｎｔ， ２００３，８９（４）：３６８－３７３． [4] 张春元，陈霞云，钟小龙，等． 无箍效应时不同桩核材料修复上颌中切牙的体外实验 ［Ｊ］． 中山大学学报：医学科学版， ２００５，２６（５）：５４９－５５１． [5] 张新春，王 焱，李 彦，等． 不同桩核材料对桩冠箍效应影响的三维有限元分析 ［Ｊ］． 中山大学学报：医学科学版， ２００５，２６（２）：１６４－１６７． [6] Ｈａｙａｓｈｉ Ｍ， Ｔａｋａｈａｓｈｉ Ｙ， Ｉｍａｚａｔｏ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｆｒａｃｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｐｕｌｐｌｅｓｓ ｔｅｅｔｈ ｒｅｓｔｏｒｅｄ ｗｉｔｈ ｐｏｓｔ-ｃｏｒｅｓ ａｎｄ ｃｒｏｗｎｓ ［Ｊ］． Ｄｅｎｔ Ｍａｔｅｒ， ２００６，２２（５）：４４７－４８５． [7] 高 虹，张振庭． 碳纤维复合树脂桩核与金属桩核修复牙体缺损的实验研究 ［Ｊ］． 口腔颌面修复学杂志， ２００５，６（１）：２６－２９． [8] Ａｙｋｅｎｔ Ｆ， Ｋａｌｋａｎ Ｍ， Ｙｕｃｅｌ ＭＴ， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｅｎｔｉｎ ｂｏｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｆｅｒｒｕｌｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｃｒｏｗｎｅｄ ｔｅｅｔｈ ｒｅｓｔｏｒｅｄ ｗｉｔｈ ｄｏｗｅｌｓ ａｎｄ ａｍａｌｇａｍ ｃｏｒｅｓ ［Ｊ］． Ｊ Ｐｒｏｓｔｈｅｔ Ｄｅｎｔ， ２００６，９５（４）： ２９７－３０１． [9] 陈湘涛，李晓娜，关振群，等． 桩核材料对牙本质应力分布的影响 ［Ｊ］． 中华口腔医学杂志， ２００４，３９（４）：３０２－３０５． [10] Ｎｅｗｍａｎ ＭＰ， Ｙａｍａｎ Ｐ， Ｄｅｎｎｉｓｏｎ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｆｒａｃｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｄｏｄｏｎｔｉｃａｌｌｙ ｔｒｅａｔｅｄ ｒｅｓｔｏｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｓｔｓ ［Ｊ］． Ｊ Ｐｒｏｓｔｈｅｔ Ｄｅｎｔ， ２００３，８９（４）：３６０－３６７． [11] Ｏｌｉｖｅｉｒａ ＪＡＤ， Ｐｅｒｅｉｒａ ＪＲ， Ｖａｌｌｅ ＡＬＤ， ｅｔ ａｌ． Ｆｒａｃｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｄｏｄｏｎｔｉｃａｌｌｙ ｔｒｅａｔｅｄ ｔｅｅｔｈ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ｃｒｏｗｎ ｆｅｒｒｕｌｅ ｒｅｓｔｏｒｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｐｏｓｔ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｒｅｓｉｎ ｃｏｒｅ ｂｙ ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ｌｏａｄｉｎｇ ［Ｊ］． Ｏｒａｌ Ｓｕｒｇ Ｏｒａｌ Ｍｅｄ Ｏｒａｌ Ｐａｔｈｏｌ Ｏｒａｌ Ｒａｄｉｏｌ Ｅｎｄｏｄ， ２００８，１０６（５）：５２－５７． [12] 李 群，王邦康，王春明． 牙本质领对桩冠修复牙牙体应力的影响——三维有限元研究 ［Ｊ］． 北京口腔医学， ２００３，１１（３）：１２８－１３０． |