上前牙桩核冠修复后牙体抗力及应力分布的影响因素

2020-12-2 15:12  来源:北京口腔医学
作者:李铮 马永平 周彪 柴勇 赵洁 阅读量:4545

    残根残冠是临床上较常见的上前牙牙体缺损形式。随着牙体牙髓治疗技术的不断发展,经过完善根管治疗的牙齿得以长期保留,但与活髓牙相比,根管治疗后的牙齿,其钙化组织的水分含量减少,使胶原分子之间的连接减弱,易发生折断,影响患者的美观及功能,所以根管治疗后的残根残冠需进行适当的修复。桩核冠由于具有固位良好、美观舒适、支持与受力形式合理、维持时间长等优点,深受医生和患者的青睐。但桩核冠修复存在一定的失败率,严重者可因根折导致牙齿拔除,其生物力学方面的研究屡见不鲜。本文对上前牙桩核冠修复后牙体抗力及应力分布的影响因素进行综述。

    1.桩核的因素

    1)桩核的材料

    对于上前牙较大的牙体缺损或残根的保留,传统方法是行金属桩核冠修复。在预备了牙本质肩领的情况下,由于铸造金属桩核的根管适合性更好,其抗折强度明显高于纤维桩。由其修复平齐龈缘或龈下的前牙残根,可通过提高桩核与根管壁的密合性来增加桩核固位力,提高修复成功率。金属桩虽然具有良好的物理特性、便于铸造和机械加工的特点,但存在牙龈染色、美观欠佳、影响MRI成像等问题。纤维桩可很好地解决此类问题,越来越多地被应用于上前牙牙体缺损的修复。采用铸造金属桩核修复的牙齿发生牙根折断的风险较大,其折裂模式中多数患牙不能进行再次修复,而纤维桩的折裂模式多为桩核折断,可行再次修复。可能原因为:在持续压力作用下,弹性模量大的桩不能与牙体组织发生同等程度的变形,桩与根管由面接触变为点接触,在根管壁局部易形成应力集中而导致根折。

    纤维桩的弹性模量与牙本质相近,应力分布较均匀,承受过大的载荷时,更易引起桩核折裂,对牙根起到一定保护作用。同时,纤维桩与根管壁牙本质间的空隙用粘接剂充填,桩-粘接剂-牙本质复合体在结构及力学性能上形成近似同质性结构,在咀嚼应力作用下产生近乎相同的弹性形变,二者界面间为面接触使咀嚼应力均匀分布,减少应力集中,从而最大程度的保存桩核以及牙根的完整性。

    近年来,多种新型纤维桩材料的出现,在一定程度上弥补了预成纤维桩的不足,并增大纤维桩的适用范围。复合树脂高强纤维(fiber reinforced composite,FRC)作为新型的桩核材料,光固化前可以根据根管形态塑形,增强了根管适合性,有助于提高桩核的固位与抗力;其表面富含未固化的PMMA,树脂粘接剂可以较好地渗入其中,固化后成为一个机械性能良好的整体,挠曲强度可达808~1145MPa,基本满足功能状态下的咀嚼力;修复后的破坏模式主要为牙颈部折裂,为可再修复性折裂。

    对于需要行改向桩核冠修复的上前牙,临床一般采用金属铸造桩。而可塑性everStick纤维桩利用互穿聚合物网络(IPN)结构技术,光固化前有较好的柔韧性和可塑性,可以根据牙长轴方向调整冠部纤维的方向,光固化后能达到700MPa以上的超高挠曲强度,突破了普通预成纤维桩无法改向的缺点,可在临床中一定范围内进行应用。有学者通过体外研究发现,金属桩核与everStick纤维桩核修复上颌前牙唇向倾斜时,虽然桩核舌向倾斜30°以内均能满足临床要求,但是everStick纤维桩可以更有效地减少根折。

    钱玉梅等研究发现与钴铬合金桩核相比,everStick纤维桩核在前牙改向桩核冠修复中,因其弹性模量与牙本质接近,抗折性强,根折几率降低;即使桩核折断,其折裂模式亦有利于患牙行再修复;且与牙本质粘接性强,微渗漏少,可以很好地满足临床修复的要求,具有良好的应用前景。但因其在口腔医学领域应用时间尚较短,远期疗效仍需进一步观察。纤维桩虽然避免了金属桩的很多缺点,但是其较弱的机械性能在修复剩余牙体组织较少的残根时有一定局限性。

    随着牙本质粘接及全瓷技术的发展,高挠曲强度及优异光学特性的CAD/CAM氧化锆全瓷桩越来越多地应用于临床。周团锋等研究表明,在上颌中切牙牙体缺损不同直径CAD/CAM氧化锆全瓷桩核修复过程中,2.0mm直径桩核的应力分布更合理。在粘接强度足够的前提下,相同根管直径的一体化CAD/CAM氧化锆全瓷桩核比预成氧化锆全瓷桩铸瓷核和一体化金合金桩核能更好地分担垂直和侧向的咬合力,并且能够降低牙根的应力分布,起到保护基牙、维护修复体完整性的作用。

    相对于预成纤维桩树脂核修复,CAD/CAM氧化锆全瓷桩具有较高的机械强度,可以避免因核的边缘强度不足造成的微渗漏,提高修复效果;但是会增大牙根纵裂的可能,对于有口腔副功能,如夜磨牙的患者,要尽可能避免应用。如果CAD/CAM氧化锆全瓷桩发生桩核的折断,将很难从根管中取出,故而进行二次治疗修复将较困难。

    2)桩的长度、直径及形态在桩核冠修复中,桩的长度是影响其抗折性能的重要因素之一。增加桩长度可增加固位、提高牙齿的抗折强度、降低剪切应力的集中,但如果桩长度超过根长2/3,根尖区的应力会明显增加。Asmussen等研究认为,桩的长度在一定范围内时,牙根内的应力随桩的长度增加而降低,超过一定范围即变为增加,但这个临界值有争论。

    陈新民等认为,桩长度的增加使桩细长比增大,从而使桩周抗力性增大,即提高了桩-根联合体的水平承载力,因此在考虑固位和根尖封闭的同时,应尽量增加桩长利于应力在根管壁内的分布。但是,也有学者认为,在牙本质肩领高度相同的情况下,桩越深入牙体,产生的综合应力越大,所以在保证固位的前提下,应尽量减少桩的长度,既可以降低牙体内的应力峰值,又可以简化临床操作,对保护剩余牙体组织,提高修复的成功率具有重要意义。

    Cecchin等研究发现,纤维桩过长会在预备桩道时去除过多牙体组织,增加牙根折断和侧穿的危险,降低牙齿的抗折强度。关于桩的直径,有学者认为,增加桩的直径可以增加其固位和自身强度,但过分增加桩的直径需损失过多的根管壁组织,造成根管壁薄弱,易发生根折。而对于低弹性模量的桩,常常需要增加桩的直径以获得一定的刚性。

    理想桩的直径为根径的1/3,桩周围的根管壁要求至少有1mm的厚度,所以桩的直径取决于根径的大小,使之既有适当的固位,又不影响牙根的抗力。关于桩的外部形态对牙抗折力的影响,Morgano认为在桩道预备时,平行桩会导致根尖部牙体组织丧失过多,从而降低牙体抗力并增加根管侧穿的概率,平行桩末端的锐利线角会使应力集中,在承受力时,容易出现桩尖周围的牙根折裂。

    锥形桩符合牙根外形,在根尖部位保留了较多牙本质,没有明显的应力集中,有利于牙根的保护。Naumann等比较了平行纤维桩和锥形纤维桩修复后2年的失败率,差异没有统计学意义。解昱等比较了平滑型和螺纹型石英纤维桩修复后离体牙抗疲劳性,差异没有统计学意义,但平滑桩组牙根破损率相对较少,可能是平滑桩与根管外形更相似,密合度高,粘接剂厚度薄且均匀,与根管一体性好,在持续应力作用下粘接剂少有碎裂,因而应力分布均匀,减少微折裂的产生;而螺纹桩本身螺纹结构强度较低,在外力负荷下产生微折裂释放应力,起到应力中断作用,减少了应力向剩余牙体组织的传递。

    2.牙本质肩领因素

    牙本质肩领亦称箍结构,指从桩核-牙本质交界处扩展至牙体预备颈缘肩台处的一段平行牙本质壁的全冠包绕,这部分360°包绕于牙体上的颈环可通过抵消水平、侧方外力及楔力的作用产生箍效应,从而增强桩核修复后牙体的抗力,提高修复的成功率。多数学者认为,牙本质肩领可以增强牙齿对动态载荷的抵抗,有助于保持全冠粘固剂封闭的完整性,降低桩核-牙本质界面产生应力集中的可能性。牙本质肩领的设计,包括高度、包绕度及完整性等方面,都会影响桩核修复后牙体的抗力性能。

    1)牙本质肩领的高度

    牙本质肩领的高度是决定桩核修复后牙体抗力及应力分布的重要因素。一般来说,对于前牙残冠残根,牙冠部剩余牙体组织量越多,牙本质肩领高度越高,修复成功率越高。因此主张临床上在冠部剩余牙体组织的预备过程中,尽量少磨除牙体组织,用健康的牙体组织作为核的一部分形成牙本质肩领,以增强根管治疗牙的抗折能力。李群等研究发现,牙本质肩领高度由0~2mm按0.5mm递增共5种情况下,应力峰值随牙本质肩领高度的增加由颈缘转移到根颈1/3,说明牙本质肩领高度的增加不仅可以减轻牙颈部的应力集中,使力更好地沿桩分散,而且可以降低牙根内综合应力的整体水平,利于牙体组织的保护。

    张新春等用三维有限元分析法分析了不同余留牙体高度对桩冠箍效应的影响,结果显示:保留1mm的牙体高度即可提供箍效应,在弹性形变范围内,箍效应与余留牙体高度之间呈正变关系,随着余留牙体高度的降低,箍效应也明显下降,颈部的综合应力水平逐渐升高。

    Silva等研究表明,保留至少2mm的牙本质肩领高度,其产生的“箍效应”有利于提高牙齿抗折强度,减少根折的发生。对于纤维桩树脂核修复系统来说,1~3mm内牙本质肩领高度的变化所带来的影响较小,可能因为纤维桩与牙本质弹性模量接近,应力沿桩核传导后在牙根的分布相对均匀。当剩余牙体组织过少无法形成牙本质肩领时,虽然纤维桩核修复牙根的折裂模式为可修复性,但不能提供足够固位易发生脱落。因此,对缺损严重无法预备牙本质肩领的患牙,应综合考虑选择恰当的桩核系统。对于齐龈和龈下残根的保留,亦可通过牵引术来获得一定的牙本质肩领以辅助固位及获得抗力,提高修复效果。

    2)牙本质肩领的完整性

    临床上常有患牙缺损过于严重,无法预备出完整肩领的情况。张鹏等研究发现,不同的牙本质肩领缺损模式可影响修复后牙体的抗折强度,随着牙本质肩领缺损程度加重,牙体抗折强度逐渐降低,尤其唇、舌侧牙本质肩领的缺失可导致牙体抗折强度明显降低。Ferrari等建议在残根残冠牙体预备时,保留至少1壁的牙本质肩领,与无肩领相比,能显著降低桩核修复的失败率。

    Ng等研究发现,仅保留舌侧箍结构,可获得一定的箍效应,对修复后牙体抗折强度影响不大,但是如果仅保留唇侧箍结构,牙体抗折强度明显下降,增加了根折的概率,主张临床上应尽量制备全包绕箍结构,至少应尽量保留舌侧牙体组织。当牙体组织的缺损到达龈下时,为获得相对完整的牙本质肩领可行牙冠延长术,但此手术可导致牙周支持减少、临床冠根比增大,反而减低了残根的抗折力。

    3.粘接剂因素

    粘接剂将牙根和桩有机地结合为一个整体,成为桩-粘接剂-牙本质复合体,增加了桩与根管壁之间的适应性,使桩能将外力均匀传递到根管壁,避免了局部应力集中可能导致的牙根折裂。粘接剂对应力分布和牙齿抗力的影响是多层面的,与其性质、厚度、操作过程及桩的材料、表面处理等均有关。王婧婧等发现,粘接系统的选择对前牙残冠残根的桩核冠修复预后疗效影响较大。

    有学者研究发现,粘接强度高的树脂类粘接剂相比磷酸锌水门汀,可以使应力相对均匀分布在桩核周围的牙本质上,能显著提高桩核冠修复后牙体的折裂强度。Mannocci等发现,全酸蚀粘接系统的粘接强度要大于自酸蚀粘接系统,全酸蚀可获得相对较厚的牙本质-树脂分散层,增加粘接力,提高患牙抗折强度。所以,在残冠残根修复时,需根据临床需要选择不同的桩及粘接系统。若需较强粘接力,可选择全酸蚀系统;若为青少年外伤牙需成年后二次修复,则可用自粘接系统,以方便拆除。

    4.其他因素

    除以上几个方面外,影响桩核冠应力分布的因素尚有很多,例如咬合力和咬合接触状态,牙周膜的性质尤其是其厚度,铸造金属桩表面处理因素等等。所以,我们应该根据患牙的具体情况,选择适当的修复方法,争取最大限度提高患牙的抗折能力和远期修复效果。

编辑: 陆美凤

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