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不同材料嵌体修复离体乳磨牙后断裂载荷及边缘密合性研究

2022-01-24 101 上传者：管理员

摘要：目的评估不同材料嵌体修复离体乳磨牙的断裂载荷及边缘密合性。方法收集2020年7月至2021年7月于第四军医大学口腔医院儿童口腔科新鲜拔除的牙冠完整且根吸收不超过2/3的下颌第二乳磨牙55颗,用丙烯酸树脂块制备成试件。随机选择10个试件作为对照组;其余试件完成Ⅱ类洞嵌体预备后随机分为3组(每组15个),分别使用3种不同材料完成嵌体修复(A组:IPSe.maxCAD;B组:LavaUltimate;C组:BioPAEK)。检测各组修复后即刻断裂载荷、冷热循环后断裂载荷、冷热循环后边缘密合性,并进行比较分析。结果修复后即刻4组试件断裂载荷分别为A组(1527±21.06)N、B组(1616±23.85)N、C组(1580±19.63)N、对照组(1643±19.60)N,其中A组和C组断裂载荷均明显小于对照组断裂载荷(P<0.05),B组断裂载荷与对照组断裂载荷差异无统计学意义(P>0.05),B组和C组断裂载荷均明显大于A组断裂载荷(P<0.05)。冷热循环后4组试件断裂载荷分别为A组(1477±29.44)N、B组(1567±24.17)N、C组(1484±23.33)N、对照组(1608±26.45)N,其中B组断裂载荷明显高于A组和C组(P<0.05),与对照组差异无统计学意义(P>0.05)。冷热循环后3组试件轴壁染料渗透深度:A组(0.20±0.02)mm、B组(0.21±0.01)mm、C组(0.20±0.02)mm;龈壁染料渗透深度:A组(0.36±0.01)mm、B组(0.37±0.01)mm、C组(0.38±0.02)mm。3组试件轴壁及龈壁染料渗透深度差异均无统计学意义(P>0.05)。结论本实验现有条件下,综合考虑断裂载荷及边缘密合性,LavaUltimate较其他两种材料更适用于乳牙的嵌体修复。

关键词：
乳牙磨损
嵌体材料
断裂载荷
牙体缺损
边缘密合性
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第四次全国口腔健康流行病学调查结果显示，5岁儿童乳牙患龋率为71.9%,12岁儿童恒牙患龋率为34.5%，我国儿童乳、恒牙存在患龋率高而就诊率低下的状况[1]。儿童牙体缺损可造成咀嚼功能降低、间隙丧失、生长发育受到影响甚至影响到儿童的心理发育。尤其是主要负责咀嚼功能的乳磨牙，更换时间较晚，一旦出现牙齿缺损或脱落，对儿童的影响会更大，及时治疗龋病、修复牙体缺损对儿童口腔及全身健康有重要意义[2]。

目前临床上应用的儿童牙体缺损修复方式主要有两大类：直接充填治疗和间接修复治疗。对于乳磨牙大面积牙体缺损，直接充填存在充填物脱落、继发龋、牙体折裂等问题[3]。尽管金属预成冠修复已成为大面积牙体缺损乳磨牙的主要修复方式，但美观性较差，对牙周组织可能存在刺激等缺点[4]。各种美学改良预成冠如贴面冠、全瓷预成冠等常具有较硬的边缘，在修整方面可塑性较差，并且在不同程度上要求较多的牙体预备[5,6]。

随着人们物质生活水平的提高及生物材料技术的发展，美学修复体越来越受到患儿及其家长的青睐[7]，计算机辅助设计与计算机辅助制造（CAD/CAM）技术的成熟使得嵌体/高嵌体修复临床时间大大缩短，在乳牙牙体缺损的治疗中，使用牙色材料即刻完成间接修复成为可能。但目前对于CAD/CAM嵌体修复乳磨牙的材料选择尚不明确。本实验旨在评估不同材料嵌体修复离体乳磨牙后断裂载荷及微渗漏，尝试为乳牙牙体缺损的嵌体修复提供部分理论依据。

1、材料与方法

1.1 主要材料与设备

1.1.1 材料

金霸王嵌体预备套装（康特公司，瑞士）；自凝牙托水、自凝牙托粉（上海张江生物材料有限公司）；IPSe.maxCAD、氢氟酸凝胶（义获嘉公司，列支敦士登）；LavaUltimate优韧瓷、SingleBondUniversalsystem第八代黏结剂、RelyxUltimateClicker树脂水门汀（3M公司，美国）；牙科聚醚醚酮冠桥材料（BioPAEK，吉林省登泰克牙科材料有限公司）；磷酸（UNI-ETCH，美加公司，美国）；Visio.Link（比丹公司，德国）。

1.1.2 设备

CERECOmnicam口内扫描仪、椅旁CAD/CAM系统（瓷睿克AC，西诺德公司，德国）；美迈士X5系统（深圳东技精密科技有限公司）；万能试验机（AGS-10KN，岛津公司，日本）；TC-501-F冷热循环仪（苏州威尔实验用品有限公司）；慢速切割机（SYJ-150，沈阳科晶自动化设备有限公司）；体视显微镜（奥林巴斯公司，日本）。

1.2 方法

本研究经第四军医大学口腔医院医学伦理委员会审查通过，批件号：IRB-REV-2020072。

1.2.1 试件制备

收集2020年7月至2021年7月于第四军医大学口腔医院儿童口腔科因滞留、外伤等原因新鲜拔除的牙冠完整且根吸收不超过2/3的下颌第二乳磨牙55颗（患儿家长知情同意），离体牙用生理盐水清洗，随后用丙烯酸树脂块固定其根部，树脂上缘位于釉牙骨质界下2mm，牙长轴垂直于水平面。将制备完成后试件贮存于4℃生理盐水中备用。

1.2.2 Ⅱ类洞型预备

随机选取10个试件作为对照组，其余45个试件完成Ⅱ类洞嵌体预备，嵌体洞型宽度为牙齿颊舌向宽度的1/3，峡部宽度为颊舌向宽度的1/4，侧壁外展6°，龈壁宽1.0mm、位于釉牙骨质界上0.5mm[8,9]。所有预备均由同一操作者完成。

1.2.3 嵌体制作与粘接

将洞型预备后试件随机分为3组，每组15个试件，分别用IPSe.maxCAD(A组）、LavaUltimate(B组）、BioPAEK(C组）3种材料完成嵌体修复。使用CERECOmnicam口内扫描仪获取除对照组外的45个洞型预备后试件（A组、B组、C组）的3D数字化模型；绘制嵌体的边缘线，通过系统设计软件自动生成修复体，连接CerecMCX研磨仪，设定铸道位置，安装瓷块，切削完成A组和B组的嵌体制作；剩余15个试件的数字化模型在美迈士X5系统完成C组的嵌体切削制作。各组均使用全酸蚀粘接系统按厂家说明进行相应的嵌体粘接前处理及粘接。嵌体制作修复过程见图1。

1.2.4 断裂载荷检测

1.2.4.1 修复后即刻断裂载荷的检测

将4组试件（每组随机选择5个）分别逐一放置在电子万能试验机进行断裂载荷实验，直径为6mm的球形加载头，先施加50N预载荷，使加载头与面形成稳定的三点接触，以0.5mm/min速度加载直至试件断裂为止（参照ISO6872—2008标准）[10]，记录试件断裂时的断裂载荷，并在体视显微镜下观察记录试件的断裂模式（图2）。

1.2.4.2 冷热循环后断裂载荷的检测

将4组试件（每组5个）在5～55℃水浴箱中冷热循环5000个周期，每个温度停留时间为30s[11]。冷热循环后完成断裂载荷的检测，方法同1.2.4.1所述。

1.2.5 冷热循环后边缘密合性检测

将A、B、C组试件（每组5个）在5～55℃水浴箱中冷热循环5000个周期，每个温度停留时间为30s[11]；冷热循环完成后取出晾干，修复体边缘1mm以外所有区域涂2层指甲油，室温下晾干后将所有试件浸泡在质量分数为0.5%的碱性品红溶液中24h[12]。取出试件后在流水下冲洗并室温下晾干，使用低速切割机将各组试件沿颊舌向切开，在体视显微镜下观察并测量每个试件切开后两部分截面颊舌侧4处轴壁染料渗透深度。随后将每个试件龈壁部分沿近远中向切开，在体视显微镜下观察并测量颊舌两部分2处龈壁染料渗透深度（图3）。

1.3 统计学处理

应用SPSS22.0统计学软件分析数据。各组试件修复后即刻、冷热循环后断裂载荷以及冷热循环后染料渗透深度为正态分布的计量资料，以“均数±标准差”表示，多组间总的比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验。采用χ2检验对各组试件修复后即刻、冷热循环后不同断裂模式的分布进行分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1 断裂载荷检测结果

修复后即刻及冷热循环后各组试件的断裂载荷比较见表1。修复后即刻A组和C组断裂载荷均明显小于对照组断裂载荷（P<0.05），而B组断裂载荷与对照组断裂载荷差异无统计学意义（P>0.05);B组和C组断裂载荷均大于A组断裂载荷（P<0.05）。冷热循环后A组和C组断裂载荷均明显小于对照组断裂载荷（P<0.05），而B组断裂载荷与对照组断裂载荷差异无统计学意义（P>0.05);A组和C组断裂载荷均明显小于B组断裂载荷（P<0.05）。修复后即刻及冷热循环后断裂载荷检测结果显示，LavaUltimate(B组）用于乳磨牙嵌体修复的断裂载荷明显高于IPSe.maxCAD(A组）和BioPAEK(C组）。

2.2 断裂模式统计结果

修复后即刻、冷热循环后各组试件断裂模式分布见图4。B组和C组的断裂模式较均衡；而A组除1个试件为修复体+牙体断裂外，其余4个试件均为牙体断裂。修复后即刻及冷热循环后各组试件断裂模式分布差异无统计学意义（χ2值分别为4.40和2.72，均P>0.05）。

2.3 染料渗透深度检测结果

冷热循环后各组试件轴壁及龈壁染料渗透深度情况见表2。单因素方差分析结果显示，3组试件冷热循环后的轴壁和龈壁染料渗透深度差异均无统计学意义（F值分别为2.532和1.912，均P>0.05）。

3、讨论

嵌体是一种符合微创理念的修复方式，可以尽可能地实现牙体缺损的类天然牙修复[13]。嵌体应用于恒牙牙体缺损的修复已有多年，但在乳牙中的应用并不广泛。近年来，随着人们物质生活水平的提高及生物材料的发展，美学修复体越来越受到患儿及家长的青睐。黄雪梅等[14]通过对102例接受树脂充填或树脂嵌体修复的患儿进行随访，认为树脂嵌体修复安全可靠，能明显改善患儿的咀嚼功能。游杰等[15]评估了400颗大面积牙体缺损使用不同材料充填及嵌体修复的乳磨牙的综合性能，嵌体修复在边缘密合性、继发龋、磨耗情况、邻接关系等方面均优于充填修复。

为了探索适合乳牙嵌体修复的材料，本研究对比了3种可能适用于乳磨牙的材料在嵌体修复中的应用。优韧瓷（LavaUltimate）是一种纳米树脂陶瓷，由纳米陶瓷填料及高度交联聚合成网状的树脂基质组成，具有较好的韧性及耐磨性[16]。聚醚醚酮（PEEK）凭借其机械性能佳、生物相容性好、摩擦性能优异等特点近年来在口腔医学领域逐渐应用[17]。而IPSe.maxCAD作为加强型玻璃陶瓷的典型代表在不同种类修复体中有着广泛应用[18]。

折裂是修复失败的常见原因，在研究修复材料的性能时，检测其断裂载荷是必要的[19]。本研究中，修复后即刻断裂载荷结果显示，B组（LavaUltimate）断裂载荷[（1616±23.85)N]高于A组（IPSe.maxCAD)[(1527±21.06)N]。这与Oz等[20]的研究结果不一致，该研究使用不同材料邻邻（MOD）嵌体修复离体恒磨牙，结果表明IPSe.maxCAD组的断裂载荷大于LavaUltimate组的断裂载荷，可能是由于研究选择的离体牙种类及嵌体洞型不同造成的。同时，本研究中修复后即刻断裂模式结果显示A组除1个试件外其余试件均发生了牙体断裂，我们推测尽管IPSe.maxCAD本身强度高，但牙体组织抗力性能低于瓷材料，试件整体抗力性能较LavaUltimate差。研究显示，LavaUltimate的弹性模量较其他两种材料更接近于乳牙牙本质的弹性模量[21,22,23,24]。Ausiello等[25]通过三维有限元构建Ⅱ类洞嵌体的方法证实，当修复体的弹性模量远大于牙体组织时，受力时应力几乎全部转移到洞壁上；而当修复体弹性模量与牙体组织较接近时，受力时应力只有一部分转移到洞壁上。本研究中IPSe.maxCAD断裂载荷低于LavaUltimate可能与此相关，尽管IPSe.maxCAD自身强度高，但弹性模量与乳牙相差较大，导致试件整体抗力性能不高，发生牙体断裂。于豪等[26]的研究亦表明，修复体的弹性模量要以接近牙本质的弹性模量为宜，过大或过小都不利于整体的稳定。

良好的耐久性是修复体远期成功的基础，本研究中冷热循环后断裂载荷结果显示，3种材料的断裂载荷分别为A组（1477±29.44)N、B组（1567±24.17)N、C组（1484±23.33)N。虽然有研究显示混合陶瓷在冷热循环后弹性模量、硬度等力学性能会出现下降[27]；但本研究显示冷热循环后LavaUltimate断裂载荷明显高于IPSe.maxCAD和BioPAEK，一定程度上说明LavaUltimate用于嵌体修复乳磨牙较另外两种材料有更好的耐久性。为了进一步观察材料的耐久性，本研究对3组试件冷热循环后的边缘密合性进行了染色检测，结果显示不同材料的各组试件龈壁染料渗透深度均值均大于轴壁染料渗透深度均值，与杨文丽等[28]的研究结果相一致，但冷热循环后各组试件轴壁及龈壁染料渗透深度差异均无统计学意义。这可能与本研究中模拟疲劳的条件及检测方法有关，目前尚无一种能够完全模拟口内环境的实验室方法，3种材料的远期耐久性有待进一步研究。

综上，在本实验现有条件下，综合考虑断裂载荷及边缘密合性，优韧瓷（LavaUltimate）较其他两种材料更适用于乳磨牙嵌体修复。

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