不同残根处理术式和肩领设计对残根抗折力影响的实验研究

[摘要] 目的 探讨不同残根处理术式（牙冠延长术和正畸牵引术）及不同肩领高度对预成碳纤维桩核修复后残根抗折力的影响。方法 将56颗完整的单根管下颌第一前磨牙行根管治疗后，于颊侧釉牙骨质界上1.0 mm处截冠，制备残根模型，随机分为7组，每组8颗。A组为对照组，根颈部不制备牙本质肩领；B、C、D组分别通过模拟牙冠延长术暴露残根颈部断面并制备一定高度的肩领（1.0、2.0、3.0 mm）；E、F、G组分别通过模拟正畸牵引术暴露残根颈部断面并制备肩领（1.0、2.0、3.0 mm）。所有残根均采用碳纤维桩核联合铸造全冠修复。试件自全冠颈缘完成线下2.0 mm包埋于自凝塑料中，电子万能试验机以与牙长轴成150°、横梁位移速度1.0 mm·min-1于颊尖顶加载，测定折裂载荷及折裂方式。结果 A～G组试件的折裂载荷依次为（1.13±0.15）、（1.27±0.18）、（1.02±0.11）、（1.05±0.12）、（1.63±0.14）、（1.92±0.19）、（1.93±0.15） kN。残根颈部处理方式和牙本质肩领均对残根的抗折力产生显著的影响，且两因素间存在协同作用（F=33.396，P

[关键词] 正畸牵引术； 牙冠延长术； 牙本质肩领； 残根； 抗折力

[中图分类号] R 783.3 [文献标志码] A [doi] 10.7518/hxkq.2014.01.018

In vitro study evaluating the effect of different subgingival root exposure methods and ferrule designs on fracture resistance of residual root Meng Qingfei1， Chen Lijuan2， Meng Jian1. （1. Dept. of Stomatology， The Affiliated Xuzhou Hospital， College of Medicine， Southeast University， Xuzhou 221009， China； 2. Dept. of Stomatology， The First People’s Hospital of Xuzhou， Xuzhou 221009， China）

[Abstract] Objective To evaluate the effect of different subgingival root exposure methods， namely， crown lengthening or forced eruption， and different ferrule lengths on fracture resistance of a residual root restored with a carbon fiber post-and-core system. Methods Fifty-six extracted endodontically-treated mandibular first premolars were sectioned 1.0 mm coronal to the buccal cementoenamel junction. All the models were divided randomly into seven groups that each consist of eight roots. Group A was given non-ferrule as control. Simulated crown lengthening was performed for the dentin ferrule design in the cervical tooth structure for Groups B， C， and D with a ferrule length of 1.0， 2.0， and 3.0 mm， respectively. Simulated forced eruption was performed with a ferrule length of 1.0， 2.0， and 3.0 mm in the cervical tooth structure for Groups E， F， and G， respectively. After restoration with prefabricated carbon fiber post-and-core system， each specimen was embedded in a self-cured acrylic resin block from 2.0 mm apical to the margins of a cast Ni-Cr alloy crown， then loaded at 150° from the long axis in a universal testing machine at a crosshead speed of 1.0 mm·min-1 until fracture. Data of failure loads and fracture mode were recorded and analyzed. Results Mean failure loads for Groups A to G were （1.13±0.15）， （1.27±0.18）， （1.02±0.11）， （1.05±0.12）， （1.63±0.14）， （1.92±0.19）， and （1.93±0.15） kN， respectively. The effects of root exposure method and ferrule design differed significantly， and two factors exhibited significant interaction （F=33.396，P

[Key words] forced eruption； crown lengthening； dentin ferrule； residual root； fracture resistance

因外伤、龋损等造成的残冠残根、尤其是平龈缘或龈下残根的保存修复，一直是口腔修复的难点，其预后受到桩与根管的适应性[1]、桩核材质[2]、牙本质肩领（以下简称肩领）[2-5]、残根处理术式（牙冠延长术或正畸牵引术）[6-8]等多种因素的影响。既往临床及实验研究表明，当剩余牙体组织较多时，在残冠残根颈部设计一定形式和高度的肩领，可有效增强核桩冠修复后牙体组织的抗折力，显著提高修复的成功率[2-5]。但是，对平龈缘或龈下残根进行保存修复时，应如何进行肩领的设计和制备，才能有利于残根桩核修复的预后及增强牙体的抗折力，目前研究较少。为此，本实验拟以龈下残根为研究对象，比较研究不同残根颈部处理方式、不同高度肩领对残根抗折力的影响，从而指导该类残根的临床治疗。

1 材料和方法

1.1 试件制作

选择56颗因正畸治疗而新鲜拔除（1个月内）的完整无龋、无裂纹、大小形态近似的单根管下颌第一前磨牙，根管治疗后置于4 ℃生理盐水中保存1周；于颊侧釉牙骨质界上1.0 mm处截冠，制备残根模型，余留牙根长（14.0±1.0）mm，以2号碳纤维桩（C-Post，Bisco公司，美国）配套扩孔钻预备根管，深10.0 mm。

将已制备好的56颗牙根随机分为A～G共7组，每组8颗。游标卡尺（93218-0654，哈尔滨量具刃具厂，精确到0.02 mm）精确测量并记录各组牙根根长、牙颈部根管近中壁、颊侧壁、远中和舌侧壁宽度及近远中向、颊舌向根径；单因素方差分析示各组牙根在大小尺寸方面无统计学差异（P>0.05，表1）。

各组牙根按照以下要求进行桩核修复。1）A

组（对照组），根颈部不制备牙本质肩领。牙根根管经32%磷酸（Uni-Etch，Bisco公司，美国）酸蚀15 s，冲洗并吸干根管，在根管内壁和2号碳纤维桩表面分别涂一薄层树脂粘接剂（One-Step Plus，Bisco公司，美国），轻吹3 s，光固化10 s，将树脂水门汀（Post Cement Hi-X，Bisco公司，美国）导入根管内粘固碳纤维桩；光固化复合树脂（Light-Core，Bisco公司，美国）修复形成树脂核。采用平行研磨仪（F3/Ergo，Degussa Dental公司，德国）、以轴壁聚合度6°的钨钢磨头按统一规格预备牙体，使预备后的树脂核高度均为5.0 mm、聚合度6°；牙颈部均预备成直角肩台，肩台宽为0.8 mm（图1、2）。2）B、C、D组均采用模拟牙冠延长术降低残根颈部牙槽嵴高度，暴露残根颈部断面，使之成为龈上残根，然后分别预备高度为1.0、2.0、3.0 mm的肩领，树脂核的高度均为5.0 mm。碳纤维桩核修复步骤及其他牙体制备要求同A组（图1、2）。3）E、F、G组均采用模拟正畸牵引术将残根向牵引出一定高度，使之成为龈上残根，然后分别制备高度为1.0、2.0、3.0 mm的肩领，树脂核的高度分别为4.0、3.0和2.0 mm。碳纤维桩核修复步骤及其他牙体制备要求同A组（图1、2）。

静置24 h后，直接在桩核上制作下颌第一前磨牙全冠蜡型并以镍铬合金铸造完成，玻璃离子水门汀（Glasionomer，Shofu公司，日本）黏固全冠，指压10 min直至其完全硬固。用厚约0.2 mm的硅橡胶薄膜（Dentsply公司，美国）包裹牙根以模拟牙周膜。各试件自全冠颈缘完成线下2.0 mm包埋于自凝塑料中备用。

1.2 力学测试

用高3.0 cm、底面直径0.8 cm的圆柱形铸造Ni-Cr合金加载头，在电子万能试验机（CSS-2202，长春试验机研究所有限公司）上，与牙长轴根方成150°，于颊尖顶加载，横梁位移速度1.0 mm·min-1，直至试件任一处发生折裂，记录试件的折裂载荷及折裂方式。

1.3 统计分析

采用SPSS 13.0软件对7组试件的折裂载荷进行双因素方差分析，对有统计学差异者用Tukey HSD Test进行多重两两比较分析，并采用精确概率法分析各组试件的破损情况。显著性水平均设定为α=0.05。

2 结果

各组试件的折裂载荷见表2。

两因素方差分析显示：残根颈部处理方式（F=

201.335，P

各组试件折裂部位几乎均在根颈1/3以上（表2），呈水平性根折。各组间折裂方式无统计学差异（P=1.00）。

3 讨论

因外伤、龋损等形成的平龈缘或龈下残根在保存修复时，一般需通过牙冠延长术或正畸牵引术两种方法使之变成龈上残根，再行桩核修复治疗。牙冠延长术[9]是根据生物学宽度（biological width）原理建立的一种牙周手术，通过手术降低牙槽嵴顶高度以增加临床牙冠长度或暴露龈下残根断端，并在根方重建生物学宽度，使修复体边缘与牙周组织间的关系更符合生理要求，从而提高长期修复成功率；该方法适用范围广，可以使牙槽嵴顶降至牙断缘的根方3.0～4.0 mm处，即可暴露出3.0～4.0 mm的牙根；但是，使用该方法会造成修复牙的冠根比大幅提高，且该牙与邻牙龈缘线不协调，影响牙龈美学。正畸牵引术[10]是通过正畸方法对龈下残根使用持续轻力，将牙根沿着牙体长轴向牵出一定距离，以达到保存残根的目的。与牙冠延长术相比，该方法能更好地维持合理的冠根比例和连续的龈缘线；但一般需时较长且多用于年轻恒牙，适用范围较小。既往大量的临床研究[6，8-9]已经表明，牙冠延长术与正畸牵引术都能较好地保存残根，并获得确切的临床疗效。但学者[8-9]认为牙冠延长术可以使残根获得更快、更稳定的临床效果；而李军科等[6]更推荐使用正畸牵引术为桩核修复后的牙体获得更佳的龈缘外形和合适的临床冠根比例。

此外，既往很多学者[2-5]就牙本质肩领对残根抗折力的影响进行了大量的研究，认为在残根颈部预备1.0 mm以上高度的肩领，可以显著增强牙体的抗折力。但是，进一步分析发现，学者[2-4]的研究主要以龈上残根或残冠为研究对象；同时，在实验分组时，对于设计有肩领组，样本牙所剩余的冠部牙体高度往往高于无肩领组；且设计的肩领越高，相应实验组样本牙上部剩余的冠部牙体组织越多，这与临床有一定差距，并且所得研究结果存在有明显的样本选择性偏倚。

为此，本实验在设计时，采用模拟牙冠延长术和模拟正畸牵引术两种不同方法处理残根，使残根颈部暴露并预备一系列高度的牙本质肩领，在尽可能模拟临床操作的基础上比较研究不同残根处理方法和肩领高度对残根抗力的影响，从而为临床治疗提供实验依据。同时，在实验过程中，所有实验用样本牙根均经精确测量，不仅保证了各组实验牙根形态尺寸上均衡可比，而且也最大限度地减少了因样本牙差异产生的偏倚，使研究结果更具可信度和临床指导意义。

众所周知，影响桩核修复后牙体抗力的主要因素之一为修复后冠根比的变化。遵循桩核修复生物力学原则[11]，修复后有效冠根比应小于等于1，才能有利于牙根的稳固和修复的疗效。在本实验中，采用模拟正畸牵引术向牵引残根、在根颈部预备肩领并经桩核冠修复后，各组的有效冠根比依次为0.82、0.90和1.00；而如果同等条件下采用模拟牙冠延长术暴露残根并预备同等高度的肩领后，牙齿的有效冠根比则依次为0.91、1.10和1.33，分别比模拟正畸牵引术高出11.0%、22.2%和33.0%。可见，采用正畸牵引术保存处理残根时，较牙冠延长术能够更好地保持合理的冠根比。

与此同时，从各组的折裂载荷数值进行分析可见：对于模拟牙冠延长术，1.0 mm高肩领组表现出最高的折裂载荷，2.0 mm以上高度的肩领组牙体的折裂载荷显著降低；而对于模拟正畸牵引术，随着肩领高度增加，牙体折裂载荷显著增强；同时，在肩领高度相同时，模拟正畸牵引术牙体的折裂载荷均高于模拟牙冠延长术。究其原因，可能与C、D组的有效冠根比均大于1，而E、F、G组的冠根比小于等于1，且B、C、D组牙体的有效冠根比均大于E、F、G组有关。这一结果也进一步验证和支持了上述桩核修复的生物力学原则。此外，预成碳纤维桩联合复合树脂核修复后的试件几乎均于根颈1/3以上呈水平性折裂，这主要是由于碳纤维桩的弹性模量（21 GPa）与牙本质（12～18.6 GPa）[12]相近，有利于残根的二次修复利用。

本实验结果表明：龈下残根保存修复时，应首选正畸牵引术联合牙本质肩领制备的治疗方案，以利于提高残根的抗折力。同时，不管采取何种方法进行修复治疗，均应尽可能使修复后牙体的冠根比例小于等于1，以利于残根的预后疗效。

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