鐘 波 譚建國

纖維樁是通過在復(fù)合體樹脂中加入纖維成分所制成的樁材料。1990 年，Duret 等首先提出了纖維樁的概念[1]。與傳統(tǒng)的樁核材料相比，纖維樁具有很多優(yōu)勢。例如纖維樁具有與牙本質(zhì)相近的彈性模量，能與牙本質(zhì)形成被稱為“纖維樁- 樹脂水門汀- 根管牙本質(zhì)復(fù)合體”的同質(zhì)性結(jié)構(gòu)。使修復(fù)治療后的根管內(nèi)具有更為均勻的應(yīng)力分布，從而降低了修復(fù)后根折發(fā)生的可能性[2]。另外，纖維樁還具有美學(xué)特性良好等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的臨床應(yīng)用[3]。然而，纖維樁的粘接強(qiáng)度尚不理想[4]。以往的研究顯示，通過不同的表面處理，纖維樁的粘接強(qiáng)度可以得到一定程度的提高。這些表面處理方法包括使用硅烷偶聯(lián)劑、噴砂、酸蝕以及低溫等離子體處理等。然而，尚未找到一種完全理想的表面處理方法，能夠在不破壞纖維樁表面完整性的前提下，將纖維樁的粘接強(qiáng)度提高到一個(gè)理想的水平[5]。本文將對(duì)纖維樁表面處理改善其樹脂粘接強(qiáng)度這一問題的國內(nèi)外研究進(jìn)展及趨勢做一綜述。

1. 纖維樁使用中存在的問題

纖維樁在根管內(nèi)的粘接強(qiáng)度主要取決于兩個(gè)界面, 一是纖維樁/ 樹脂水門汀界面，另一個(gè)是樹脂水門汀/ 根管牙本質(zhì)界面。研究發(fā)現(xiàn)，纖維樁的松動(dòng)、脫落是其最常見的修復(fù)失敗方式[6,7]。Ferrari等先后在一項(xiàng)1- 6 年及一項(xiàng)長達(dá)7- 11 年的回顧性臨床研究結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，脫粘是纖維樁使用中最主要的修復(fù)失敗方式。多年來，學(xué)界一直在努力尋找提高纖維樁粘接強(qiáng)度的方法[4,8]。其中，表面處理研究最多，也是應(yīng)用最廣的一種。

2. 纖維樁的不同表面處理方法

纖維樁主要由纖維成分和樹脂基質(zhì)兩部分組成，其表面光整，很難與樹脂材料產(chǎn)生微機(jī)械固位。并且，環(huán)氧樹脂是一類高度聚合、高度交聯(lián)的有機(jī)高分子材料，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難與樹脂材料產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合[5]。以上原因使得纖維樁與樹脂材料之間的粘接強(qiáng)度尚不理想[5]。通過對(duì)纖維樁進(jìn)行不同的表面處理，可以在一定程度上提高纖維樁與樹脂材料的粘接強(qiáng)度。這些方法的主要原理在于增加微機(jī)械固位、增強(qiáng)化學(xué)粘接以及兩者的結(jié)合[5]。現(xiàn)有的表面處理方法主要包括硅烷偶聯(lián)、噴砂、酸蝕以及等離子體處理等。

2.1 硅烷偶聯(lián)劑 目前，應(yīng)用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)纖維樁進(jìn)行表面處理的研究較多。然而，學(xué)界對(duì)于其是否能夠提高纖維樁粘接強(qiáng)度仍存在很大爭議。Aksornmuang 等使用硅烷偶聯(lián)劑分別對(duì)玻璃纖維樁和石英纖維樁進(jìn)行表面處理，結(jié)果明顯提高了其與核樹脂的微拉伸粘接強(qiáng)度[9,10]。近年來國內(nèi)外的很多研究也得到了類似的結(jié)論[11-15]。另有研究顯示，硅烷化可以提高纖維樁的即刻粘接強(qiáng)度。而冷熱溫度循環(huán)處理后，粘接強(qiáng)度會(huì)明顯下降[16]。

也有很多研究顯示使用硅烷偶聯(lián)劑不能提高纖維樁的粘接強(qiáng)度[17]。Perdigao 等使用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)三種纖維樁進(jìn)行了表面處理，并將處理后的纖維樁粘接于根管治療后的離體牙中。結(jié)果顯示，使用硅烷偶聯(lián)劑并未提高纖維樁的粘接強(qiáng)度[18]。W rbas 等將硅烷偶聯(lián)劑處理后的石英纖維樁粘入用牛牙本質(zhì)制成的人工根管中，其粘接強(qiáng)度并未得到提高[19]。

2.2 樹脂粘接劑 對(duì)于使用樹脂粘接劑是否能夠提高纖維樁粘接強(qiáng)度這一問題，以往研究得到了不同的結(jié)論。Aksornm uang 等分別在玻璃纖維樁與石英纖維樁表面涂布多種樹脂粘接劑，并檢測其對(duì)粘接強(qiáng)度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)玻璃纖維樁而言，當(dāng)使用樹脂粘接劑并進(jìn)行光照固化，粘接強(qiáng)度得到了明顯的提高；而使用樹脂粘接劑不進(jìn)行光照固化，粘接強(qiáng)度沒有提高。對(duì)于石英纖維樁而言，使用樹脂粘接劑明顯提高了核樹脂材料與纖維樁的粘接強(qiáng)度[9]。Ferrari 等對(duì)玻璃纖維樁使用硅烷偶聯(lián)劑處理后涂布三種不同的牙本質(zhì)粘接劑，并通過微拉伸實(shí)驗(yàn)檢測核樹脂材料與纖維樁的粘接強(qiáng)度。結(jié)果顯示，使用牙本質(zhì)粘接劑并未提高核樹脂材料與纖維樁的粘接強(qiáng)度[20]。

2.3 氫氟酸 研究顯示，使用氫氟酸對(duì)纖維樁進(jìn)行表面處理，可以有效提高纖維樁的粘接強(qiáng)度。D’A rcangelo 等使用9.5%的氫氟酸對(duì)石英纖維樁表面處理15s，并將其粘接于離體上頜中切牙根管中。經(jīng)過10000 次5- 55℃的溫度循環(huán)和300000 次30N 的模擬咀嚼應(yīng)力循環(huán)后進(jìn)行拔出實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，氫氟酸處理顯著提高了纖維樁的粘接強(qiáng)度[12]。D’A rcangelo 認(rèn)為，氫氟酸對(duì)纖維樁的表面進(jìn)行酸蝕，增加了纖維樁表面的粗糙度，從而增強(qiáng)了纖維樁粘接界面上的微機(jī)械固位作用。Vano 及Sahafi等使用氫氟酸對(duì)環(huán)氧樹脂基玻璃纖維樁進(jìn)行表面處理，結(jié)果均有效提高了纖維樁的粘接強(qiáng)度[21,22]。然而在上述實(shí)驗(yàn)中，掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果均顯示，氫氟酸處理會(huì)使纖維樁表面的纖維成分發(fā)生斷裂，從而破壞了纖維樁的表面完整性，因此不推薦臨床上作為常規(guī)使用。

2.4 過氧化氫溶液 過氧化氫可以使纖維樁表面的樹脂基質(zhì)發(fā)生溶解，暴露更多的纖維成分，同時(shí)產(chǎn)生大量的微小間隙。很多研究顯示，使用過氧化氫溶液對(duì)纖維樁進(jìn)行表面處理，可以有效提高其粘接強(qiáng)度[23,24]。Monticelli 等使用兩種不同濃度的過氧化氫溶液對(duì)石英纖維樁進(jìn)行表面處理并涂布硅烷偶聯(lián)劑，結(jié)果大幅提高了流動(dòng)樹脂與纖維樁的微拉伸粘接強(qiáng)度。掃面電子顯微鏡觀察顯示，過氧化氫溶液處理使纖維樁表面的環(huán)氧樹脂成分發(fā)生了溶解，形成了50μm 厚的石英纖維暴露層，暴露的纖維成分形態(tài)完整，沒有遭到破壞。在粘接界面上，樹脂材料進(jìn)入了暴露的纖維之間，增加了微機(jī)械固位。并且，暴露的纖維可以與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)，增強(qiáng)了纖維樁與樹脂材料的化學(xué)粘接作用[25]。Vano及de Sousa Menezes 等利用兩種濃度的過氧化氫溶液分別對(duì)環(huán)氧樹脂基玻璃纖維樁及環(huán)氧樹脂基石英纖維樁進(jìn)行了表面處理，結(jié)果均顯著提高了纖維樁與核樹脂材料的粘接強(qiáng)度[21,26]。此外，近來有研究顯示過氧化氫溶液處理可以有效提高纖維樁的粘接強(qiáng)度，而機(jī)械和溫度疲勞循環(huán)均可以降低處理后纖維樁在根管內(nèi)的剪切粘接強(qiáng)度[27]。

2.5 高錳酸鉀、乙醇鈉溶液 Monticelli 等使用高錳酸鉀及乙醇鈉溶液對(duì)石英纖維樁進(jìn)行表面處理，結(jié)果明顯提高了纖維樁與兩種核樹脂材料的粘接強(qiáng)度。掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，纖維樁表面的環(huán)氧樹脂發(fā)生了溶解，使纖維樁表面的纖維成分得以暴露。并且暴露的纖維成分形態(tài)完整，未發(fā)生變細(xì)或斷裂。在粘接界面上，核樹脂材料進(jìn)入暴露的纖維之間，增強(qiáng)了微機(jī)械固位[28]。

2.6 噴砂及CoJet 硅酸鹽噴涂 噴砂是口腔材料常用的表面粗化方法，很多研究顯示噴砂處理可以有效提高纖維樁的粘接強(qiáng)度。D’A rcangelo 等使用粒徑為50μm 的A l2O3顆粒對(duì)石英纖維樁表面進(jìn)行噴砂處理，結(jié)果顯著提高了石英纖維樁在離體上中切牙根管中的粘接強(qiáng)度[12]。Sahafi 等對(duì)玻璃纖維樁進(jìn)行噴砂處理后將其與樹脂水門汀粘接。剪切實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,噴砂處理顯著提高了纖維樁與樹脂水門汀的粘接強(qiáng)度。而噴砂后涂布硅烷偶聯(lián)劑，粘接強(qiáng)度的提高更為明顯。Sahafi 認(rèn)為，噴砂增加了纖維樁表面的粗糙度，從而增加了粘接界面的微機(jī)械固位。然而，噴砂對(duì)纖維樁的表面結(jié)構(gòu)存在著較大的破壞，且表面部分纖維發(fā)生斷裂，破壞了纖維樁的表面完整性[22]。Balbosh 等對(duì)玻璃纖維樁使用50μm 粒徑的A l2O3顆粒進(jìn)行噴砂處理，之后粘接于單根管離體牙中，并進(jìn)行7500 次5℃- 55℃的溫度循環(huán)和300000 次30N 的應(yīng)力循環(huán)。拔出實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，噴砂處理顯著提高了纖維樁的粘接強(qiáng)度[29]。

Valand ro 等使用CoJet 系統(tǒng)對(duì)石英纖維樁進(jìn)行了硅酸鹽噴涂處理，結(jié)果顯著提高了纖維樁的微拉伸粘接強(qiáng)度[30]。Valandro 認(rèn)為，Cojet 系統(tǒng)可以增加纖維樁表面的粗糙度，從而增加了微機(jī)械固位作用。同時(shí)鑲嵌入纖維樁表面的二氧化硅顆粒可以與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)，增加了纖維樁表面與樹脂水門汀的化學(xué)粘接作用。

2.7 低溫等離子體處理及紫外線照射 近年來，一些新的物理方法漸漸地被應(yīng)用到了纖維樁的表面處理上。這些方法大都具有處理有效而溫和的特點(diǎn)，有望成為表面處理提高纖維樁粘接強(qiáng)度這一問題未來的發(fā)展方向。低溫等離子體處理和紫外線照射是其中具有代表性的兩種表面處理方法。Yavirach 等通過激發(fā)O2、A r、N2以及He+N2等氣體產(chǎn)生低溫等離子體，分別對(duì)一種環(huán)氧樹脂基石英纖維樁和一種甲基丙烯酸樹脂基玻璃纖維樁進(jìn)行表面處理，結(jié)果顯著提高了纖維樁與核樹脂材料的粘接強(qiáng)度[31]。Yavirach 認(rèn)為，等離子體處理使纖維樁表面的環(huán)氧樹脂基質(zhì)發(fā)生了活化，在表面引入了自由基和一些活性基團(tuán)。這些表面活性成分可與核樹脂材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而增強(qiáng)了纖維樁與核樹脂材料之間的化學(xué)粘接作用。此外，Zhong 等通過短時(shí)間的紫外線照射，有效提高了玻璃纖維樁與樹脂水門汀的微拉伸粘接強(qiáng)度。Zhong 認(rèn)為，紫外線照射具有與等離子體處理類似的作用，可以使纖維樁的樹脂基質(zhì)表面產(chǎn)生自由基及含氮、氧的活性基團(tuán)，從而增強(qiáng)了纖維樁與樹脂水門汀的化學(xué)結(jié)合[32]。

3. 展望

纖維樁具有眾多優(yōu)點(diǎn)，臨床應(yīng)用越來越為廣泛，而粘接強(qiáng)度不足成為了纖維樁修復(fù)治療后的一大隱患。只有通過提高纖維樁的粘接強(qiáng)度才能有效提高纖維樁修復(fù)治療的遠(yuǎn)期成功率。目前，表面處理是最有效的提高纖維樁粘接強(qiáng)度的方法。而現(xiàn)有的表面處理方法或是對(duì)纖維樁粘接強(qiáng)度的提高十分有限，或是會(huì)使纖維樁的表面完整性遭到破壞，自身機(jī)械強(qiáng)度下降，并不理想。因此，尋找新的表面處理方法，在不破壞纖維樁表面完整性的前提下將纖維樁的粘接強(qiáng)度提高到一個(gè)理想的水平是十分必要的。低溫等離子體處理及短波紫外線照射等物理處理方法溫和而有效，有望在將來成為廣泛應(yīng)用的纖維樁表面處理方法。此外，現(xiàn)有的測試?yán)w維樁粘接強(qiáng)度的力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法很多，尚無統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，而不同的試驗(yàn)方法對(duì)粘接強(qiáng)度的測試結(jié)果會(huì)有一定程度影響。因此，規(guī)范和統(tǒng)一纖維樁粘接強(qiáng)度研究中所使用的力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法也是十分必要的。

[1] Duret B, Reynaud M, Duret F. Un noveau concept de reconstitution coronoradicu laire： le Com posipost [J]. La Chirurgie Dentaire de France, 1990, 540：131- 141

[2] Boschian Pest L, Guidotti S, Pietrabissa R, et al. Stress distribution in a post- restored tooth using the th reedimensional finite element method[J]. J Oral Rehabil, 2006,33(9)：690- 697

[3] Schw artz RS, Robbins JW. Post placement and restoration of endodontically treated teeth： a literature review [J]. J Endod, 2004, 30(5)：289- 301

[4] Ferrari M, Cagidiaco MC, Goracci C, et al. Long- term retrospective study of the clinical perform ance of fiber posts[J]. Am J Dent, 2007, 20(5)： 287- 291

[5] Monticelli F, Osorio R, Sadek FT, et al. Surface treatm ents for im proving bond strength to prefabricated fiber posts： a literature review[J]. Oper Dent, 2008, 33(3)： 346- 355

[6] Naumann M, Blankenstein F, Kiessling S, et al. Risk factors for failure of g lass fiber- rein forced composite post restorations： a p rospective observational clinical study [J].Eur J Oral Sci, 2005, 113(6)： 519- 524

[7] Schm itter M, Ramm elsberg P, Gabbert O, et al. In fluence of clinical baseline findings on the survival of 2 post system s： a random ized clinical trial[J]. Int J Prosthodont, 2007, 20(2)：173- 178

[8] Ferrari M, Vichi A, Mannocci F, et al. Retrospective study of the clinical performance of fiber posts[J]. Am J Dent,2000, 13(Spec No)： 9B- 13B

[9] Aksornmuang J, Fox ton RM, Nakajim a M, et al.M icrotensile bond strength of a dual- cure resin core material to glass and quartz fibre posts[J]. J Dent, 2004, 32(6)： 443-450

[10] Aksornmuang J, Nakajim a M, Fox ton RM, et al. Regional bond strengths of a dual- cure resin core m aterial to translucent quartz fiber post[J]. Am J Dent, 2006, 19(1)：51- 55

[11] Bitter K, Noetzel J, Neumann K, et al. Effect of silanization on bond strengths of fiber posts to various resin cements[J].Quintessence Int, 2007, 38(2)： 121- 128

[12] D’A rcangelo C, D’Am ario M, Prosperi GD, et al. Effect of surface treatm ents on tensile bond strength and on morphology of quartz- fiber posts[J]. J Endod, 2007, 33(3)：264- 267

[13] Goracci C, Raffaelli O, Monticelli F, et al. The adhesion betw een prefabricated FRC posts and com posite resin cores：m icrotensilebond strength with and without post- silanization[J]. Dent Mater, 2005, 21(5)： 437- 444

[14] 張 曉，陶 培，馮曉偉. 不同表面處理方法對(duì)POPO 纖維樁粘結(jié)固位力的影響[J]. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版), 2011, 46(2)：246- 248

[15] 陳曉兵, 陳湘濤, 陳 琳. 不同表面處理發(fā)放對(duì)纖維樁與聚氨酯黏結(jié)劑黏結(jié)強(qiáng)度的影響[J]. 中國組織工程研究與臨床康復(fù),2011, 15(29)： 5393- 5396

[16] 吳華英，儲(chǔ) 婷，陳亞明，等. 不同硅烷化處理對(duì)纖維樁剪切粘接強(qiáng)度的影響[J]. 口腔醫(yī)學(xué), 2010, 30(4)： 221- 223

[17] 彭娟紅, 劉學(xué)恒, 徐平英，等. 不同表面處理的纖維樁微拉伸粘接強(qiáng)度研究[J]. 口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志, 2011, 12(4)： 205- 208

[18] Perdigao J, Gomes G, Lee IK. The effect of silane on the bond strengths of fiber posts[J]. Dent Mater, 2006, 22(8)：752- 758

[19] W rbas KT, A ltenburger M J, Schirrmeister JF, et al. Effect of adhesive resin cements and post surface silanization on the bond strengths of adhesively inserted fiber posts[J]. J Endod,2007, 33(7)： 840- 843

[20] Ferrari M, Goracci C, Sadek FT, et al. An investigation of the interfacial strengths of methacry late resin- based g lass fiber post- core buildups[J]. J Adhes Dent, 2006, 8(4)： 239-245

[21] Vano M, Goracci C, Monticelli F, et al. The adhesion betw een fibre posts and com posite resin cores： the evaluation of m icrotensile bond strength follow ing various surface chem ical treatments to posts[J]. Int Endod J, 2006, 39(1)：31- 39

[22] Sahafi A, Peutzfeldt A, Asmussen E, et al. Bond strength of resin cement to dentin and to surface- treated posts of titanium alloy, glass fiber, and zirconia[J]. J Adhes Dent,2003, 5(2)： 153- 162

[23] 肖 月, 郭 海, 王健平，等. 四種樁表面處理對(duì)玻璃纖維樁黏結(jié)強(qiáng)度的影響[J]. 中國組織工程研究, 2012, 16(21)： 3911-3914

[24] 趙志華，胡書海. 表面處理對(duì)纖維樁黏結(jié)強(qiáng)度的影響[J]. 中國實(shí)用口腔科雜志, 2010, 3(3)： 183- 185

[25] Monticelli F, Toledano M, Tay FR, et al. A simp le etching technique for imp roving the retention of fiber posts to resin composites[J]. J Endod, 2006, 32(1)： 44- 47

[26] de Sousa Menezes M, Queiroz EC, Soares PV, et al. Fiber post etching with hyd rogen perox ide： effect of concentration and application time[J]. J Endod, 2011, 37(3)： 398- 402

[27] 錢文昊，徐培成，蘇儉生. 溫度與機(jī)械疲勞對(duì)不同表面處理后的石英纖維樁與根管粘接強(qiáng)度的影響[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版), 2010, 31(6)： 28- 32

[28] Monticelli F, Toledano M, Tay FR, et al. Post- surface conditioning imp roves interfacial adhesion in post/ core restorations[J]. Dent Mater, 2006, 22(7)： 602- 609

[29] Balbosh A, Kern M. Effect of surface treatment on retention of glass- fiber endodontic posts[J]. J Prosthet Dent, 2006, 95(3)：218- 223

[30] Valand ro LF, Yoshiga S, de Melo RM, et al. M icrotensile bond strength betw een a quartz fiber post and a resin cement： effect of post surface conditioning[J]. J Adhes Dent,2006, 8(2)： 105- 111

[31] Yavirach P, Chaijareenont P, Boonyaw an D, et al. Effects of plasma treatment on the shear bond strength betw een fiber- reinforced composite posts and resin com posite for core build- up[J]. Dent Mater J, 2009, 28(6)：686- 692

[32] Zhong B, Zhang Y, Zhou J, et al. UV irradiation improves the bond strength of resin cement to fiber posts[J]. Dent Mater J, 2011, 30(4)：455- 460