孟庆飞 张甲第 孟 箭

前牙因其颈部楔状缺损、应力集中、外伤等原因，易发生折裂，形成水平型或斜型冠折残根。不同的折裂类型，意味着残冠残根剩余牙体组织量和根颈部牙本质肩领（以下简称肩领）包绕度的不同，进而影响残冠残根的抗力。既往研究表明[1～4]，在残冠残根颈部设计高2.0mm 的全包绕肩领时，桩核修复后牙体的抗折力最高；如果残冠残根受力侧牙颈部无肩领而仅非受力侧有部分包绕的肩领（如上颌中切牙舌侧颈部牙体缺如仅残留唇侧牙体或下颌前磨牙颊侧颈部牙体缺如仅残留舌侧牙体）或完全无肩领设计时，牙体的抗折力最低。那么，如何提高咬合受力侧牙体组织缺如的斜折残根的抗折力，目前相关文献报道较少。

残根残冠桩核冠修复后牙体的抗折力，不仅与肩领的设计有关，还可能与桩核材质[5，6]、残留牙体组织量[7，8]等因素有关。为此，本研究以下颌第一前磨牙残根为研究对象，比较研究不同桩核材质和不同肩领包绕度对残根抗力的影响，为此类残根的临床保存修复提供参考。

资料和方法

1.试件制作

选择年龄20～30 岁、出生于同一地区的年轻患者，收集其因正畸一个月内拔除的完整无龋、无裂纹（经10 倍放大镜检查）的单根管下颌第一前磨牙32颗，经充分清洗去除牙根表面粘附的结缔组织，放置于4℃、0.9% NaCl 溶液中保存一周备用。经完善根管治疗后，在牙齿切片机上、用金刚砂片于离体牙舌侧釉牙骨质界（CEJ）上2.0mm 处截冠，制备水平型冠折残根模型，残留冠根长（15.0±1.0）mm（图1）。以玻璃纤维桩（#2，R.T.D，France）配套Pre-shaping 钻和Finishing 钻预备根管，深10.0mm。查阅随机数字表，将已预备好的牙根随机分为4 组，每组8 颗。使用游标卡尺（精确到0.01mm）测量各组牙根根长、根管壁近中、颊侧、远中和舌侧宽度及近远中向、颊舌向根径。单因素方差分析结果显示组间样本差异无显著性，各组试件间具有均衡可比性（P＞0.05，见表1）。

图1 斜折残根模型制备流程示意图

各组分组情况及具体要求如下：

A1 组（铸造桩核/全包绕肩领组）：在水平型冠折残根上制作桩核蜡型并铸造形成Co-Cr 合金桩核，用平行研磨仪上（F3/Ergo，Degussa Dental，Germany）、以轴壁聚合度6°的钨钢磨头按实验要求进行标准化牙体预备，形成宽0.8mm 的直角肩台和高6.0mm、聚合度6°的核，其中肩领为高2.0mm的全包绕设计（图2）。

表1 各组样本根长及颈部断面6 个部位测量数值[n=8，M（S.D.）mm]

图2 各组试件牙体预备示意图

B1 组（纤维桩核/全包绕肩领组）：残根根管经32%磷酸（Uni-Etch，Bisco）酸蚀15 秒，冲洗并吸干根管，在根管内壁和#2 玻璃纤维桩（#2，R.T.D，法国）表面分别涂一薄层树脂粘结剂（One-Step Plus，Bisco），轻吹3 秒，光固化10 秒，将树脂水门汀（Duo-link cement，Bisco）导入根管内粘固纤维桩；光固化复合树脂（Light-CoreTM，Bisco）修复形成树脂核。牙体预备方法和要求同A1 组。

A2、B2 组（舌侧半包绕肩领组）：首先制备舌唇向斜折残根模型：使用轮状片切砂片，以残根断面舌侧中间点为起点，颊侧釉牙骨质界中间点为终点，自舌侧向颊侧斜形切割，形成“颊侧断面中间点低于舌侧断面中间点2.0mm”的斜形断面，完成舌唇向斜折残根模型制备（图1）。根据实验设计，A2 组残根以铸造Co-Cr 合金桩核修复，B2 组残根用预成纤维桩核修复，最终形成舌侧高2.0mm、颊侧0.0mm 的半包绕肩领设计，其他牙体预备要求和方法分别同A1、B1 组（图2）。

静置24h 后，在桩核上制作下颌第一前磨牙全冠蜡型并以钴铬合金铸造完成，玻璃离子水门汀（Glasionomer，Shofu，Japan） 粘固全冠，指压10 min 直至其完全硬固。用厚约0.2mm 的硅橡胶薄膜（Dentsply，USA）包裹牙根以模拟牙周膜（图3）。各样本牙自全冠颈缘完成线根方2.0mm 以下包埋于自凝塑料中备用。

2.力学测试

（1）疲劳力学测试[8]：在万能力学试验机上（MTS810，MTS Systems Co.，USA），对所有试样进行疲劳加载。加载力值0～50N，频率1.6Hz，加载次数12，000 次；方向为在颊尖顶、与牙长轴成135°。牙齿任一处出现折裂，则记录为失败。

（2）静态力学测试：对通过疲劳加载实验的试件，在电子万能力学试验机（MTS810，MTS Systems Co.，USA）上、以与牙长轴根方成135°，于Co-Cr 合金全冠的颊尖顶加载，横梁位移速度0.5mm/min，直至试样任一处发生折裂，记录读数及破损类型。

图3 试件加载示意图

（3）统计学分析：使用SPSS 21.0 软件对四组试件的折裂强度进行两因素方差分析，对差异有显著性的结果用Tukey HSD Test 进行两两比较分析；并采用确切概率法分析各组试件的破损情况。所有检验的显著性水平均设定为P＝0.05。

结果

各组力学加载实验结果见表2，四组试件在疲劳加载实验中均未出现折裂或桩核脱落，所有试件均进入静态力学加载实验。两因素方差分析结果显示：“肩领包绕度”可显著影响修复后牙体的折裂强度（F＝29.188，P＝0.000），而“桩核材料”的影响无统计学意义（F＝0.047，P=0.829），两因素间亦有显著交互作用（F＝23.849，P＝0.000）。Tukey HSD Test 检验结果显示：①肩领包绕度：对铸造桩核组（A1、A2 组），全包绕肩领组（A1 组）与舌侧半包绕肩领组（A2 组）相比，桩核冠修复后牙体的抗力更大（P＝0.000）；对纤维桩核组（B1、B2 组），肩领是否完整对桩核冠修复后牙体的抗力影响甚微（P＝0.716）；②桩核材质：对全包绕肩领组（A1、B1 组），采用铸造桩核修复（A1 组）的牙体表现出更佳的折裂载荷（P＝0.001）；对舌侧肩领组（A2、B2 组），预成纤维桩核修复后牙体的抗力更强（P＝0.003）；采用2.0mm高的全包绕肩领设计、以铸造桩核修复的残根桩核冠修复后表现出最大的折裂载荷，而采取2.0mm 舌侧半包绕肩领、铸造桩核修复后的残根折裂载荷最低。

铸造桩核组（A1、A2 组）试件的折裂类型以根颈1/3 以下为主，纤维桩核修复组（B1、B2 组）试件折裂类型则以根颈1/3 以上为主；不同桩核材质间，试件破损类型有显著性差异（P＜0.05）。

表2 试件折裂时的负荷测试结果及破损情况（n＝8）

讨论

下颌第一前磨牙因其颊侧颈部楔状缺损等原因，主要受到上颌尖牙自颊侧斜向舌侧的侧向咬合力作用，易形成受力侧（颊侧）牙体组织缺如的残冠残根。本研究以此类斜折残根为研究对象，通过与高2.0mm 全包绕肩领组残根做对照，比较研究肩领包绕度、桩核材质等对残根抗折力的影响。在研究过程中，为尽可能减少离体牙试件选择导致的选择性偏倚，所有离体牙均收集于同一地区、同一年龄段（20～30 岁）因正畸拔除的年轻下颌第一前磨牙。实验牙随机分组后，各实验组间残根经测量并统计学分析，组间试件在根长等尺寸方面差异均衡可比（表1）。为使实验结果尽可能贴近临床，采取了“先动态疲劳加载，模拟口腔咀嚼受力环境，再行静态力学加载”[8]的实验加载方式。

实验结果表明（表2），肩领包绕度对残根抗力的影响具有显著性差异（P＝0.000），但仅见于铸造桩核组间（A1、A2 组），而纤维桩核修复组（B1、B1组）间差异无统计学意义。根据刘诗铭等[3]对上颌第一前磨牙不同肩领形态设计的三维有限元研究结果，铸造金属桩核修复时，2.0mm 高完整肩领设计的残根经桩核冠修复后，其牙本质内von Mises 应力和最大主应力峰值最小，接近于天然牙的应力分布特点，而2.0mm 颊侧肩领设计（腭侧肩领缺如，受力侧在腭侧）的残根牙本质内von Mises 应力和最大主应力峰值最大，说明铸造金属桩核修复时，完整牙本质肩领设计可改善牙齿内部应力分布，有对抗侧向咬合力、提高残根抗力的作用；而设计不完整的肩领，尤其是受力侧肩领缺如的设计，将极大地削弱牙本质肩领对抗侧向力的作用，使牙本质内出现应力集中区，尤其是在根尖区和桩核牙本质交界处更是如此；预成纤维桩核修复时，不同肩领预备组间，桩核冠修复体牙本质内均未见明显的应力集中区，且牙本质内最大主应力峰值亦未见明显差异，该结果提示预成纤维桩核修复时，因其与牙本质接近的弹性模量，牙体内未见明显应力集中区，应力分布更为均匀，而肩领对抗侧向力的重要性则受到了削弱。由表2 可见：A1 组的抗力显著高于A2 组，充分了说明了肩领完整性与否及其放置位置在铸造桩核修复残根中的重要作用；而B1 组试件的折裂载荷仅略高于B2 组，未见显著性差异，提示了纤维桩核的修复可能削弱了肩领的重要性，这一研究结果验证了刘诗铭等学者[3，9]的三维有限元理论力学的研究结果。

虽然两因素方差分析结果显示，桩核材质对残根抗力影响无统计学意义（P＝0.716），但桩核材质与肩领的交互作用则存在显著性差异（P＝0.000）；同时，从组间比较来看，同一肩领设计、不同桩核材质组间残根的折裂载荷亦存在着显著性差异，具体表现为：2.0mm 全包绕肩领条件下，铸造桩核修复后残根的抗力更强；2.0mm 半包绕舌侧肩领条件下，纤维桩核修复后残根的抗力更强，但亦小于全包绕肩领铸造桩核修复组。这一结果提示，对临床残冠残根进行保存修复时，如果颈部残留牙体组织量较多，满足全包绕肩领设计的条件，应首选铸造桩核修复以提高残根的抗力；如果颈部残留牙体组织量少（尤其是受力侧残留牙体少），仅能设计部分包绕肩领时，应首选弹性模量与牙本质接近的纤维桩核修复。

由于Co-Cr 合金弹性模量达200GPa，远大于牙本质弹性模量（18.6GPa），经铸造Co-Cr 合金桩核修复后，牙齿内应力分布不均匀，在牙颈部和根尖区存在明显的应力集中区[3]，实验结果显示其冠修复体破损类型多为不可修复性的牙根纵折或根尖折裂（表2）；而预成石英纤维桩的弹性模量为21GPa（Bisco，USA），与牙本质较为接近，其应力分布水平接近于天然牙情况，应力集中区主要在桩核/牙本质交界处[3]，实验结果显示其残根折裂类型多为根颈上1/3 处折裂，这一结果与既往大多数学者的研究结果相吻合[10～12]，也进一步证实了纤维桩核在保存保护残冠残根方面的优势。