孟慶飛 張甲第 孟 箭

前牙因其頸部楔狀缺損、應力集中、外傷等原因，易發(fā)生折裂，形成水平型或斜型冠折殘根。不同的折裂類型，意味著殘冠殘根剩余牙體組織量和根頸部牙本質(zhì)肩領（以下簡稱肩領）包繞度的不同，進而影響殘冠殘根的抗力。既往研究表明[1～4]，在殘冠殘根頸部設計高2.0mm 的全包繞肩領時，樁核修復后牙體的抗折力最高；如果殘冠殘根受力側牙頸部無肩領而僅非受力側有部分包繞的肩領（如上頜中切牙舌側頸部牙體缺如僅殘留唇側牙體或下頜前磨牙頰側頸部牙體缺如僅殘留舌側牙體）或完全無肩領設計時，牙體的抗折力最低。那么，如何提高咬合受力側牙體組織缺如的斜折殘根的抗折力，目前相關文獻報道較少。

殘根殘冠樁核冠修復后牙體的抗折力，不僅與肩領的設計有關，還可能與樁核材質(zhì)[5，6]、殘留牙體組織量[7，8]等因素有關。為此，本研究以下頜第一前磨牙殘根為研究對象，比較研究不同樁核材質(zhì)和不同肩領包繞度對殘根抗力的影響，為此類殘根的臨床保存修復提供參考。

資料和方法

1.試件制作

選擇年齡20～30 歲、出生于同一地區(qū)的年輕患者，收集其因正畸一個月內(nèi)拔除的完整無齲、無裂紋（經(jīng)10 倍放大鏡檢查）的單根管下頜第一前磨牙32顆，經(jīng)充分清洗去除牙根表面粘附的結締組織，放置于4℃、0.9% NaCl 溶液中保存一周備用。經(jīng)完善根管治療后，在牙齒切片機上、用金剛砂片于離體牙舌側釉牙骨質(zhì)界（CEJ）上2.0mm 處截冠，制備水平型冠折殘根模型，殘留冠根長（15.0±1.0）mm（圖1）。以玻璃纖維樁（#2，R.T.D，F(xiàn)rance）配套Pre-shaping 鉆和Finishing 鉆預備根管，深10.0mm。查閱隨機數(shù)字表，將已預備好的牙根隨機分為4 組，每組8 顆。使用游標卡尺（精確到0.01mm）測量各組牙根根長、根管壁近中、頰側、遠中和舌側寬度及近遠中向、頰舌向根徑。單因素方差分析結果顯示組間樣本差異無顯著性，各組試件間具有均衡可比性（P＞0.05，見表1）。

圖1 斜折殘根模型制備流程示意圖

各組分組情況及具體要求如下：

A1 組（鑄造樁核/全包繞肩領組）：在水平型冠折殘根上制作樁核蠟型并鑄造形成Co-Cr 合金樁核，用平行研磨儀上（F3/Ergo，Degussa Dental，Germany）、以軸壁聚合度6°的鎢鋼磨頭按實驗要求進行標準化牙體預備，形成寬0.8mm 的直角肩臺和高6.0mm、聚合度6°的核，其中肩領為高2.0mm的全包繞設計（圖2）。

表1 各組樣本根長及頸部斷面6 個部位測量數(shù)值[n=8，M（S.D.）mm]

圖2 各組試件牙體預備示意圖

B1 組（纖維樁核/全包繞肩領組）：殘根根管經(jīng)32%磷酸（Uni-Etch，Bisco）酸蝕15 秒，沖洗并吸干根管，在根管內(nèi)壁和#2 玻璃纖維樁（#2，R.T.D，法國）表面分別涂一薄層樹脂粘結劑（One-Step Plus，Bisco），輕吹3 秒，光固化10 秒，將樹脂水門?。―uo-link cement，Bisco）導入根管內(nèi)粘固纖維樁；光固化復合樹脂（Light-CoreTM，Bisco）修復形成樹脂核。牙體預備方法和要求同A1 組。

A2、B2 組（舌側半包繞肩領組）：首先制備舌唇向斜折殘根模型：使用輪狀片切砂片，以殘根斷面舌側中間點為起點，頰側釉牙骨質(zhì)界中間點為終點，自舌側向頰側斜形切割，形成“頰側斷面中間點低于舌側斷面中間點2.0mm”的斜形斷面，完成舌唇向斜折殘根模型制備（圖1）。根據(jù)實驗設計，A2 組殘根以鑄造Co-Cr 合金樁核修復，B2 組殘根用預成纖維樁核修復，最終形成舌側高2.0mm、頰側0.0mm 的半包繞肩領設計，其他牙體預備要求和方法分別同A1、B1 組（圖2）。

靜置24h 后，在樁核上制作下頜第一前磨牙全冠蠟型并以鈷鉻合金鑄造完成，玻璃離子水門汀（Glasionomer，Shofu，Japan） 粘固全冠，指壓10 min 直至其完全硬固。用厚約0.2mm 的硅橡膠薄膜（Dentsply，USA）包裹牙根以模擬牙周膜（圖3）。各樣本牙自全冠頸緣完成線根方2.0mm 以下包埋于自凝塑料中備用。

2.力學測試

（1）疲勞力學測試[8]：在萬能力學試驗機上（MTS810，MTS Systems Co.，USA），對所有試樣進行疲勞加載。加載力值0～50N，頻率1.6Hz，加載次數(shù)12，000 次；方向為在頰尖頂、與牙長軸成135°。牙齒任一處出現(xiàn)折裂，則記錄為失敗。

（2）靜態(tài)力學測試：對通過疲勞加載實驗的試件，在電子萬能力學試驗機（MTS810，MTS Systems Co.，USA）上、以與牙長軸根方成135°，于Co-Cr 合金全冠的頰尖頂加載，橫梁位移速度0.5mm/min，直至試樣任一處發(fā)生折裂，記錄讀數(shù)及破損類型。

圖3 試件加載示意圖

（3）統(tǒng)計學分析：使用SPSS 21.0 軟件對四組試件的折裂強度進行兩因素方差分析，對差異有顯著性的結果用Tukey HSD Test 進行兩兩比較分析；并采用確切概率法分析各組試件的破損情況。所有檢驗的顯著性水平均設定為P＝0.05。

結果

各組力學加載實驗結果見表2，四組試件在疲勞加載實驗中均未出現(xiàn)折裂或樁核脫落，所有試件均進入靜態(tài)力學加載實驗。兩因素方差分析結果顯示：“肩領包繞度”可顯著影響修復后牙體的折裂強度（F＝29.188，P＝0.000），而“樁核材料”的影響無統(tǒng)計學意義（F＝0.047，P=0.829），兩因素間亦有顯著交互作用（F＝23.849，P＝0.000）。Tukey HSD Test 檢驗結果顯示：①肩領包繞度：對鑄造樁核組（A1、A2 組），全包繞肩領組（A1 組）與舌側半包繞肩領組（A2 組）相比，樁核冠修復后牙體的抗力更大（P＝0.000）；對纖維樁核組（B1、B2 組），肩領是否完整對樁核冠修復后牙體的抗力影響甚微（P＝0.716）；②樁核材質(zhì)：對全包繞肩領組（A1、B1 組），采用鑄造樁核修復（A1 組）的牙體表現(xiàn)出更佳的折裂載荷（P＝0.001）；對舌側肩領組（A2、B2 組），預成纖維樁核修復后牙體的抗力更強（P＝0.003）；采用2.0mm高的全包繞肩領設計、以鑄造樁核修復的殘根樁核冠修復后表現(xiàn)出最大的折裂載荷，而采取2.0mm 舌側半包繞肩領、鑄造樁核修復后的殘根折裂載荷最低。

鑄造樁核組（A1、A2 組）試件的折裂類型以根頸1/3 以下為主，纖維樁核修復組（B1、B2 組）試件折裂類型則以根頸1/3 以上為主；不同樁核材質(zhì)間，試件破損類型有顯著性差異（P＜0.05）。

表2 試件折裂時的負荷測試結果及破損情況（n＝8）

討論

下頜第一前磨牙因其頰側頸部楔狀缺損等原因，主要受到上頜尖牙自頰側斜向舌側的側向咬合力作用，易形成受力側（頰側）牙體組織缺如的殘冠殘根。本研究以此類斜折殘根為研究對象，通過與高2.0mm 全包繞肩領組殘根做對照，比較研究肩領包繞度、樁核材質(zhì)等對殘根抗折力的影響。在研究過程中，為盡可能減少離體牙試件選擇導致的選擇性偏倚，所有離體牙均收集于同一地區(qū)、同一年齡段（20～30 歲）因正畸拔除的年輕下頜第一前磨牙。實驗牙隨機分組后，各實驗組間殘根經(jīng)測量并統(tǒng)計學分析，組間試件在根長等尺寸方面差異均衡可比（表1）。為使實驗結果盡可能貼近臨床，采取了“先動態(tài)疲勞加載，模擬口腔咀嚼受力環(huán)境，再行靜態(tài)力學加載”[8]的實驗加載方式。

實驗結果表明（表2），肩領包繞度對殘根抗力的影響具有顯著性差異（P＝0.000），但僅見于鑄造樁核組間（A1、A2 組），而纖維樁核修復組（B1、B1組）間差異無統(tǒng)計學意義。根據(jù)劉詩銘等[3]對上頜第一前磨牙不同肩領形態(tài)設計的三維有限元研究結果，鑄造金屬樁核修復時，2.0mm 高完整肩領設計的殘根經(jīng)樁核冠修復后，其牙本質(zhì)內(nèi)von Mises 應力和最大主應力峰值最小，接近于天然牙的應力分布特點，而2.0mm 頰側肩領設計（腭側肩領缺如，受力側在腭側）的殘根牙本質(zhì)內(nèi)von Mises 應力和最大主應力峰值最大，說明鑄造金屬樁核修復時，完整牙本質(zhì)肩領設計可改善牙齒內(nèi)部應力分布，有對抗側向咬合力、提高殘根抗力的作用；而設計不完整的肩領，尤其是受力側肩領缺如的設計，將極大地削弱牙本質(zhì)肩領對抗側向力的作用，使牙本質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)應力集中區(qū)，尤其是在根尖區(qū)和樁核牙本質(zhì)交界處更是如此；預成纖維樁核修復時，不同肩領預備組間，樁核冠修復體牙本質(zhì)內(nèi)均未見明顯的應力集中區(qū)，且牙本質(zhì)內(nèi)最大主應力峰值亦未見明顯差異，該結果提示預成纖維樁核修復時，因其與牙本質(zhì)接近的彈性模量，牙體內(nèi)未見明顯應力集中區(qū)，應力分布更為均勻，而肩領對抗側向力的重要性則受到了削弱。由表2 可見：A1 組的抗力顯著高于A2 組，充分了說明了肩領完整性與否及其放置位置在鑄造樁核修復殘根中的重要作用；而B1 組試件的折裂載荷僅略高于B2 組，未見顯著性差異，提示了纖維樁核的修復可能削弱了肩領的重要性，這一研究結果驗證了劉詩銘等學者[3，9]的三維有限元理論力學的研究結果。

雖然兩因素方差分析結果顯示，樁核材質(zhì)對殘根抗力影響無統(tǒng)計學意義（P＝0.716），但樁核材質(zhì)與肩領的交互作用則存在顯著性差異（P＝0.000）；同時，從組間比較來看，同一肩領設計、不同樁核材質(zhì)組間殘根的折裂載荷亦存在著顯著性差異，具體表現(xiàn)為：2.0mm 全包繞肩領條件下，鑄造樁核修復后殘根的抗力更強；2.0mm 半包繞舌側肩領條件下，纖維樁核修復后殘根的抗力更強，但亦小于全包繞肩領鑄造樁核修復組。這一結果提示，對臨床殘冠殘根進行保存修復時，如果頸部殘留牙體組織量較多，滿足全包繞肩領設計的條件，應首選鑄造樁核修復以提高殘根的抗力；如果頸部殘留牙體組織量少（尤其是受力側殘留牙體少），僅能設計部分包繞肩領時，應首選彈性模量與牙本質(zhì)接近的纖維樁核修復。

由于Co-Cr 合金彈性模量達200GPa，遠大于牙本質(zhì)彈性模量（18.6GPa），經(jīng)鑄造Co-Cr 合金樁核修復后，牙齒內(nèi)應力分布不均勻，在牙頸部和根尖區(qū)存在明顯的應力集中區(qū)[3]，實驗結果顯示其冠修復體破損類型多為不可修復性的牙根縱折或根尖折裂（表2）；而預成石英纖維樁的彈性模量為21GPa（Bisco，USA），與牙本質(zhì)較為接近，其應力分布水平接近于天然牙情況，應力集中區(qū)主要在樁核/牙本質(zhì)交界處[3]，實驗結果顯示其殘根折裂類型多為根頸上1/3 處折裂，這一結果與既往大多數(shù)學者的研究結果相吻合[10～12]，也進一步證實了纖維樁核在保存保護殘冠殘根方面的優(yōu)勢。