牙体剩余量对纤维桩核全冠修复体折裂模式的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.43.016

中国组织工程研究 ›› 2015, Vol. 19 ›› Issue (43): 6971-6976.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.43.016

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牙体剩余量对纤维桩核全冠修复体折裂模式的影响

聂二民¹，鲁洁²，姜瑞¹，张春元¹，曾尽娣¹，谈济州¹

1中山大学附属第一医院口腔科，广东省广州市 510080；2广东省中医二院口腔科，广东省广州市 510095

收稿日期:2015-07-29 出版日期:2015-10-15 发布日期:2015-10-15
通讯作者: 张春元，硕士，教授，中山大学附属第一医院口腔科，广东省广州市 510080
作者简介:聂二民，男，1980年生，河南省许昌市人，汉族，2007年中山大学毕业，硕士，主治医师，主要从事口腔临床医学方面研究。
基金资助:
广东省科技厅社会发展项目(2011B080701010，2012B061700066)

Effects of the remaining amount of tooth on the fracture mode of fiber post-core full crown restoration

Nie Er-min¹, Lu Jie², Jiang Rui¹, Zhang Chun-yuan¹, Zeng Jin-di¹, Tan Ji-zhou¹

1Department of Stomatology, the First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China; 2Department of Stomatology, the Second Guangdong Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine, Guangzhou 510095, Guangdong Province, China

Received:2015-07-29 Online:2015-10-15 Published:2015-10-15
Contact: Zhang Chun-yuan, Master, Professor, the First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China
About author:Nie Er-min, Master, Attending physician, the First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China
Supported by:
the Social Development Project of Guangdong Provincial Science and Technology Department of China, No. 2011B080701010, 2012B061700066

摘要/Abstract

摘要：

背景：研究表明，桩的植入和牙体剩余量的不同会改变残根内牙本质的应力分布模式，并对桩核修复体的折裂模式产生影响。
目的：评价进行纤维桩复合树脂核全冠修复时，在斜向加载条件下牙体剩余量对牙根折裂模式的影响。
方法：获取正畸拔除的人单根前磨牙40颗，行根管预备及填充后随机均分为4组，以通过颊侧和舌侧釉质牙骨质界中点并垂直于牙体长轴的平面为参照平面，使得牙体剩余量分别为0，1，2，3 mm，行纤维桩复合树脂核金属全冠修复。修复后进行速率为1 mm/min的45°斜向加载，记录牙根出现折裂时的折裂模式和加载-位移曲线。
结果与结论：0 mm组多发生牙颈部折裂，其余3组多发生根中部折裂，0 mm组的总折裂模式与其余3组比较差异有显著性意义(P < 0.05)，1，2，3 mm组间总体折裂模式比较差异无显著性意义(P > 0.05)。在斜向加载条件下，当剩余牙体较少时，修复体易发生牙颈部折裂，纤维桩对牙根起到了保护作用，但临床失败概率增加；随着牙体剩余量的增加，折裂模式发生改变，从颈缘向根方转移。表明临床上对残根行纤维桩核冠修复时，应尽量保留冠部较多的牙体组织。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 生物材料, 口腔生物材料, 纤维桩核, 折裂模式, 斜向加载, 加载-位移曲线, 口腔组织构建

Abstract:

BACKGROUND: Studies have demonstrated that implantation of pile and different amount of residual tooth can change the stress distribution patterns of the tooth dentin within the residual root, and have an effect on the fracture mode of post-core restoration.

OBJECTIVE: To evaluate the effects of the different amount of residual tooth on the fracture mode under oblique loading conditions in fiber pile composite resin core full crown restoration.

METHODS: Forty single rooted premolars extracted from orthodontic patients were divided into four groups after root canal preparation and filling. The plane going through buccal and lingual enamel cementum border midpoint and perpendicular to the long axis of the tooth was taken as the reference plane, so that the remaining amount of the tooth were 0, 1, 2, 3 mm. Fiber pile composite resin core metal full restoration was conducted. After the repair, the oblique loading at 45° and at the rate of 1 mm/min was conducted. Fracture mode and load-displacementcurve when root fracture occurred were recorded.

RESULTS AND CONCLUSION: The tooth neck fracture usually occurred in the 0 mm group, and central root fracture usually occurred in the remaining three groups. There was a significant difference in the total fracture mode between 0 mm group and the remaining three groups (P < 0.05). There was no significant difference in the total fracture mode between 1, 2 and 3 mm groups (P > 0.05). In oblique loading conditions, when the remaining tooth structure was small, the prosthesis was prone to have dental neck fracture. Fiber posts played a protective role in the tooth root, but the clinical probability of failure increased. The fracture mode was changed with the increase of residual tooth amount, transferring from the neck edge to the root. These results demonstrate that we must retain more tooth tissue from the crown in the restoration of residual root with fiber post-core crown.
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

Key words: Post and Core Technique, Crowns, Dental Materials, Tissue Engineering

聂二民，鲁洁，姜瑞，张春元，曾尽娣，谈济州. 牙体剩余量对纤维桩核全冠修复体折裂模式的影响[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(43): 6971-6976.

Nie Er-min, Lu Jie, Jiang Rui, Zhang Chun-yuan, Zeng Jin-di, Tan Ji-zhou. Effects of the remaining amount of tooth on the fracture mode of fiber post-core full crown restoration[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(43): 6971-6976.

图/表（结果） 5

参考文献

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引言

材料方法

1.1 设计随机对照实验。

1.2 时间及地点于2013年6月至2014年12月在中山大学附属第一医院骨科研究所实验室完成。

1.3 材料选用因正畸需要拔除的废弃下颌单根管前磨牙40颗，要求无肉眼可见的龋坏和裂纹。

纤维桩复合树脂核全冠修复实验的试剂及仪器：
试剂及仪器	来源
软启动光固化机	德国古莎公司
纤维桩、双固化的树脂黏结剂、预成钻、成型钻	美国3M公司
MTS-858力学实验机	美国MTS公司
金属全冠	广州定远义齿加工中心
铸造钢夹具以及加载头	广州天恒机械厂

1.4 实验方法

实验分组：将40颗牙均分为4组，对离体牙进行编号，对每个离体牙测量记录牙总长度、牙根长度、近远中径和颊舌径4个数据，并行统计分析，4组间无差异(P > 0.05)。将所有离体牙采用逐步后退法根管预备并行牙胶尖加根管糊剂完善根管充填，于湿性环境中保存1周。

以通过颊侧和舌侧釉质牙骨质界中点并垂直于牙体长轴的平面为参照平面，根据剩余牙体剩余量的不同，使用金刚砂车针磨除多余牙体组织，分组如下：0 mm组，平起参考平面横断磨切；1 mm组，以参考平面为起点，横断磨切，剩余牙体高度为1 mm；2 mm组，以参考平面为起点，横断磨切，剩余牙体高度为2 mm；3 mm组，以参考平面为起点，横断磨切，剩余牙体高度为3 mm。

模型制备：将0，1，2，3 mm组牙用预成钻预备出深度不同的桩道(分别为8，9，10，11 mm)，分别以直径为1.3 mm、1.6 mm的成型钻桩道成形。将双固化树脂黏结剂U100注入根管，并将纤维桩插入到根管内(保证纤维桩在参考平面以下有8 mm的长度)，去除多余的黏结剂并光照20 s固化。使用Z350后牙树脂恢复核形态并行牙体预备，肩台宽0.8-1 mm，汇聚度为3°-6°，核高度为6 mm，以金属全冠进行修复，且咬合面近远中向中央沟处预留加载定位沟，使用玻璃离子水门汀黏固全冠(图1)。

模型固定：将模型栽种于自凝塑胶中底座中，包埋位置于釉牙骨质界下方2 mm(图1)。37 ℃湿性环境中保存3 d。

模型加载：为了保证恒定45°的斜向加载，自行设计了45°加载台，两端用可调螺丝控制包埋底座。使用MTS万能测试机进行斜向加载，将加载头对加载点处，以1 mm/min的速度加载(图2)。

1.5 主要观察指标记录纤维桩复合树脂核全冠修复体牙根出现折裂时的折裂模式、桩核脱位情况和加载-位移曲线。

1.6 统计学分析运用SPSS 15.0软件进行统计分析，两组之间的破坏模式比较用单因素分析法，组间多重比较采用精确概率法。

讨论

模型在承受侧向咬合力时，牙根牙本质应力集中区主要为2个区域：颊侧牙颈部和自凝塑料底座交界处与纤维桩根尖部周围的牙本质。有学者认为桩修复后改变了牙根牙本质内原有的应力分布模式，应力分布模式的变化和桩核材料的弹性模量密切相关，当采用与牙本质弹性模量相近的桩核材料时，牙根牙本质的应力分布模式与修复前相似，即高应力区集中在牙根中上部的外表面，桩与牙本质交界区及桩尖周围牙本质应力升高不明显^[8-9]。本实验采用的纤维桩弹性模量(15-47 GPa)和牙本质弹性模量(12-18.6 GPa)相近，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，桩尖周围的牙本质内不会形成应力集中，相对于高弹性模量的桩材料对牙根起到了良好的保护作用^[10-12]。故本实验结果与一些学者所报道弹性模量低且和牙本质弹性模量相近者，主要引起牙颈部及根中部折裂的情况一致^[7^，^13-17]。

纤维桩核的黏结分为两部分：纤维桩黏结和树脂核黏结。纤维桩核修复体在承受功能加载特别是斜向加载的情况下，两个黏结界面会存在拉伸和剪切力，而黏结剂本身对抗拉伸和剪切力的能力比较差，故容易造成黏结剂边缘封闭的丧失，黏结面破坏，甚至整个修复体破坏^[7]。纤维桩和根管牙本质黏结面破坏时，则发生桩核修复体的脱位或脱落；树脂核和牙本质黏结面破坏时则发生桩核修复体的折断，包括桩的折断。

0 mm组折裂模式均为第一类，可行二次修复，其中 50%发生牙颈部树脂核和牙本质黏结面破坏，伴有纤维桩的脱位，没有牙体破坏，这种折裂方式比较理想，可行重新黏结或二次修复；还有40%伴有牙体破坏，但这种折裂不影响二次修复，1例发生了临床上在前牙区常见的折裂模式，牙颈部树脂核和牙本质黏结面破坏，伴有纤维桩的水平折裂，这种折裂模式在临床上对患牙承载侧向力时起到了对牙根的保护性作用。1 mm组折裂模式大部分为第二类折裂，这类折裂模式大多不可进行二次修复，其中60%的折裂起点是在修复体界面以下及包埋界面以上，发生斜行折裂，折裂线常止于对侧根中1/3处；还有10%发生了近似水平的折裂，折裂平面在包埋界面以下3 mm左右；上述70%的折裂，纤维桩没有发生折断，临床上不能进行二次修复，另外有30%发生了第一类折裂，可以行二次修复。本实验0 mm、1 mm组的折裂模式中存在两个界面的黏结破坏：纤维桩-根管壁牙本质界面和树脂核-根面牙本质界面。0 mm、1 mm组的加载-位移曲线中，有两个转折点和两个线性区，第2个转折点为加载破坏点。a点代表两个黏结面破坏，缓冲应力，并随着荷载负荷的增加达到b点，整个修复破坏，说明a点的存在对整个修复体来说，特别是牙体剩余量比较少缺乏箍效应、根管比较薄的情况下，对牙根起到了保护作用。两组中只有1例出现了1个界面的破坏：树脂核-根面牙本质界面的破坏，纤维桩在牙颈部横折，纤维桩-根管壁牙本质界面完好，说明纤维桩-根管壁牙本质界面的黏结力对抗斜向荷载力的能力较强，而树脂核-根面牙本质界面的黏结力不足。对于两个黏结界面破坏的情况，通过实验观察及模拟分析，认为树脂核-根面牙本质界面先于纤维桩-根管壁牙本质界面破坏，因为树脂核-根面牙本质界面距离加载点比较近，力臂短，并且此界面在剩余牙体缺乏箍效应的情况下容易产生应力集中，但如果负荷加载的速度太快，往往表现为两者同时破坏。这些说明对于牙体剩余量比较少的残根修复，特别是对于牙根条件差、缺乏箍效应者，纤维桩的使用虽然可以起到保护牙根的作用，但由于牙颈部容易产生应力集中，会增加临床失败率，要告知患者注意咬合、饮食习惯及风险等，慎重选择^[18-20]。临床上可以通过降低咬合，或者改善两个界面黏结剂的性能，提高两个黏结面对剪切侧向力的抵抗能力，从而提高整个修复体的抗折能力^[21-22]。

2 mm组折裂模式均为第二类折裂，纤维桩没有发生折裂，不能进行二次修复；其中90%为斜行折裂，10%为近似水平折裂，折裂仅在根中1/3以上，未达到根尖1/3。3 mm组90%发生了斜行折裂，纤维桩没有发生折裂，不能进行二次修复，其中1例发生了第一类斜行折裂，折裂面保留了部分剩余牙体，可以行二次修复。2 mm、3 mm组之间的折裂模式近似，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3方面的原因：①两组应力通过桩传递到根中下部牙本质界面上的力值较大，和0 mm、1 mm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 0 mm、1 mm组，根颈部的牙体剩余量相对增多，存在箍效应，抗折力增强，减少了牙颈部折裂的风险^[23]。③根下1/3和根尖区的牙本质内不会产生应力集中，故根尖1/3的折裂较少。对2 mm、3 mm组的折裂模式进行分析，只表现出1个黏结面的破坏：纤维桩-根管壁牙本质界面，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。因为牙体剩余量较多、存在箍效应，颈部牙体组织应力集中相对减小，对树脂核-根面牙本质界面黏结的影响较小^[24-25]。当荷载增加到一定限度时，牙根折裂，纤维桩-根管壁牙本质界面的黏结破坏，即在荷载情况下，牙根折裂在先，黏结界面破坏在后。2 mm、3 mm组加载-位移曲线只有1个转折点和1个线性区，转折点b代表牙根折裂和纤维桩-根管壁牙本质黏结界面的破坏，因为纤维桩-根管壁牙本质界面的黏结力，在侧向荷载情况下，相对整个修复体的抗折能力来说相差太远，可以忽略不计。

综上所述，从0 mm、1 mm组折裂模式来看，纤维桩的弹性模量与牙本质相近，纤维桩基本上没有改变牙根牙本质内的应力分布模式。从2 mm、3 mm组的折裂模式来看，随着牙体剩余量的增高，牙根内的整体应力水平降低，并从颈缘向根方转移，减少了牙颈部的应力集中，应力更好地沿桩分散^[18]。纤维桩核修复体在侧向荷载力下，如果牙体剩余量较少、缺乏箍效应，修复体黏结界面的破坏在先，牙根的折裂在后，并且黏结面的破坏通常表现为2个界面的同时或先后破坏；如果牙体剩余量较多、存在箍效应，牙根折裂在先，修复体的黏结界面破坏在后，并且修复体只有1个黏结界面的破坏。通过以上的分析可以用于指导临床，一方面改善黏结剂的性能，提高黏结力；另一方面，合理选择纤维柱的适应证，在根上牙体剩余量较少、患者咬合力较大的情况下，避免选择纤维桩^[26-27]。临床上残根修复时，要尽可能保留较多的牙体组织，通过牙体剩余量向冠方延长(正畸牵引或外科牙冠延长术)而增加桩的长度，提高修复体的抗荷载能力，获得良好的修复效果。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

牙体剩余量对纤维桩核全冠修复体折裂模式的影响

Effects of the remaining amount of tooth on the fracture mode of fiber post-core full crown restoration

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