孟慶飛 張甲第 孟 箭

前牙因其頸部楔狀缺損、應(yīng)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(lǐng)（以下簡稱肩領(lǐng)）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(shè)計高2.0mm 的全包繞肩領(lǐng)時，樁核修復(fù)后牙體的抗折力最高；如果殘冠殘根受力側(cè)牙頸部無肩領(lǐng)而僅非受力側(cè)有部分包繞的肩領(lǐng)（如上頜中切牙舌側(cè)頸部牙體缺如僅殘留唇側(cè)牙體或下頜前磨牙頰側(cè)頸部牙體缺如僅殘留舌側(cè)牙體）或完全無肩領(lǐng)設(shè)計時，牙體的抗折力最低。那么，如何提高咬合受力側(cè)牙體組織缺如的斜折殘根的抗折力，目前相關(guān)文獻報道較少。

殘根殘冠樁核冠修復(fù)后牙體的抗折力，不僅與肩領(lǐng)的設(shè)計有關(guān)，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(guān)。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(lǐng)包繞度對殘根抗力的影響，為此類殘根的臨床保存修復(fù)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(jié)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(cè)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(yù)備根管，深10.0mm。查閱隨機數(shù)字表，將已預(yù)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(cè)、遠中和舌側(cè)寬度及近遠中向、頰舌向根徑。單因素方差分析結(jié)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(lǐng)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(yù)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(lǐng)為高2.0mm的全包繞設(shè)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(yù)備示意圖

B1 組（纖維樁核/全包繞肩領(lǐng)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(jié)劑（One-Step Plus，Bisco），輕吹3 秒，光固化10 秒，將樹脂水門汀（Duo-link cement，Bisco）導(dǎo)入根管內(nèi)粘固纖維樁；光固化復(fù)合樹脂（Light-CoreTM，Bisco）修復(fù)形成樹脂核。牙體預(yù)備方法和要求同A1 組。

A2、B2 組（舌側(cè)半包繞肩領(lǐng)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(cè)中間點為起點，頰側(cè)釉牙骨質(zhì)界中間點為終點，自舌側(cè)向頰側(cè)斜形切割，形成“頰側(cè)斷面中間點低于舌側(cè)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(shè)計，A2 組殘根以鑄造Co-Cr 合金樁核修復(fù)，B2 組殘根用預(yù)成纖維樁核修復(fù)，最終形成舌側(cè)高2.0mm、頰側(cè)0.0mm 的半包繞肩領(lǐng)設(shè)計，其他牙體預(yù)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?。℅lasionomer，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(xué)測試

（1）疲勞力學(xué)測試[8]：在萬能力學(xué)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(xué)測試：對通過疲勞加載實驗的試件，在電子萬能力學(xué)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(xué)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(jié)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(shè)定為P＝0.05。

結(jié)果

各組力學(xué)加載實驗結(jié)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(xué)加載實驗。兩因素方差分析結(jié)果顯示：“肩領(lǐng)包繞度”可顯著影響修復(fù)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(xué)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(jié)果顯示：①肩領(lǐng)包繞度：對鑄造樁核組（A1、A2 組），全包繞肩領(lǐng)組（A1 組）與舌側(cè)半包繞肩領(lǐng)組（A2 組）相比，樁核冠修復(fù)后牙體的抗力更大（P＝0.000）；對纖維樁核組（B1、B2 組），肩領(lǐng)是否完整對樁核冠修復(fù)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(lǐng)組（A1、B1 組），采用鑄造樁核修復(fù)（A1 組）的牙體表現(xiàn)出更佳的折裂載荷（P＝0.001）；對舌側(cè)肩領(lǐng)組（A2、B2 組），預(yù)成纖維樁核修復(fù)后牙體的抗力更強（P＝0.003）；采用2.0mm高的全包繞肩領(lǐng)設(shè)計、以鑄造樁核修復(fù)的殘根樁核冠修復(fù)后表現(xiàn)出最大的折裂載荷，而采取2.0mm 舌側(cè)半包繞肩領(lǐng)、鑄造樁核修復(fù)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(fù)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(jié)果及破損情況（n＝8）

討論

下頜第一前磨牙因其頰側(cè)頸部楔狀缺損等原因，主要受到上頜尖牙自頰側(cè)斜向舌側(cè)的側(cè)向咬合力作用，易形成受力側(cè)（頰側(cè)）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(lǐng)組殘根做對照，比較研究肩領(lǐng)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(dǎo)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(xué)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(jié)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(xué)加載”[8]的實驗加載方式。

實驗結(jié)果表明（表2），肩領(lǐng)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(fù)組（B1、B1組）間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。根據(jù)劉詩銘等[3]對上頜第一前磨牙不同肩領(lǐng)形態(tài)設(shè)計的三維有限元研究結(jié)果，鑄造金屬樁核修復(fù)時，2.0mm 高完整肩領(lǐng)設(shè)計的殘根經(jīng)樁核冠修復(fù)后，其牙本質(zhì)內(nèi)von Mises 應(yīng)力和最大主應(yīng)力峰值最小，接近于天然牙的應(yīng)力分布特點，而2.0mm 頰側(cè)肩領(lǐng)設(shè)計（腭側(cè)肩領(lǐng)缺如，受力側(cè)在腭側(cè)）的殘根牙本質(zhì)內(nèi)von Mises 應(yīng)力和最大主應(yīng)力峰值最大，說明鑄造金屬樁核修復(fù)時，完整牙本質(zhì)肩領(lǐng)設(shè)計可改善牙齒內(nèi)部應(yīng)力分布，有對抗側(cè)向咬合力、提高殘根抗力的作用；而設(shè)計不完整的肩領(lǐng)，尤其是受力側(cè)肩領(lǐng)缺如的設(shè)計，將極大地削弱牙本質(zhì)肩領(lǐng)對抗側(cè)向力的作用，使牙本質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)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(yù)成纖維樁核修復(fù)時，不同肩領(lǐng)預(yù)備組間，樁核冠修復(fù)體牙本質(zhì)內(nèi)均未見明顯的應(yīng)力集中區(qū)，且牙本質(zhì)內(nèi)最大主應(yīng)力峰值亦未見明顯差異，該結(jié)果提示預(yù)成纖維樁核修復(fù)時，因其與牙本質(zhì)接近的彈性模量，牙體內(nèi)未見明顯應(yīng)力集中區(qū)，應(yīng)力分布更為均勻，而肩領(lǐng)對抗側(cè)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(lǐng)完整性與否及其放置位置在鑄造樁核修復(fù)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(fù)可能削弱了肩領(lǐng)的重要性，這一研究結(jié)果驗證了劉詩銘等學(xué)者[3，9]的三維有限元理論力學(xué)的研究結(jié)果。

雖然兩因素方差分析結(jié)果顯示，樁核材質(zhì)對殘根抗力影響無統(tǒng)計學(xué)意義（P＝0.716），但樁核材質(zhì)與肩領(lǐng)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(lǐng)設(shè)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(lǐng)條件下，鑄造樁核修復(fù)后殘根的抗力更強；2.0mm 半包繞舌側(cè)肩領(lǐng)條件下，纖維樁核修復(fù)后殘根的抗力更強，但亦小于全包繞肩領(lǐng)鑄造樁核修復(fù)組。這一結(jié)果提示，對臨床殘冠殘根進行保存修復(fù)時，如果頸部殘留牙體組織量較多，滿足全包繞肩領(lǐng)設(shè)計的條件，應(yīng)首選鑄造樁核修復(fù)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(cè)殘留牙體少），僅能設(shè)計部分包繞肩領(lǐng)時，應(yīng)首選彈性模量與牙本質(zhì)接近的纖維樁核修復(fù)。

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(fù)后，牙齒內(nèi)應(yīng)力分布不均勻，在牙頸部和根尖區(qū)存在明顯的應(yīng)力集中區(qū)[3]，實驗結(jié)果顯示其冠修復(fù)體破損類型多為不可修復(fù)性的牙根縱折或根尖折裂（表2）；而預(yù)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(yīng)力分布水平接近于天然牙情況，應(yīng)力集中區(qū)主要在樁核/牙本質(zhì)交界處[3]，實驗結(jié)果顯示其殘根折裂類型多為根頸上1/3 處折裂，這一結(jié)果與既往大多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)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。