影響髓腔固位冠邊緣密合性及機械強度的材料與牙體預(yù)備因素

王佳琴，何虹，汪穎，鄧曉桐，孫銘婕，劉嘯晨，陳怡

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院 浙江大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院 浙江省口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 浙江省口腔生物醫(yī)學(xué)研究重點實驗室 浙江大學(xué)癌癥研究院，浙江 杭州（310006）

髓腔固位冠作為一種較新的修復(fù)方式，將粘接固位與機械固位相結(jié)合，為臨床上咬合空間不足的短冠患者提供了一種治療新思路，臨床上應(yīng)用的成功病例也越來越多。有研究報道了髓腔固位冠令人滿意的臨床修復(fù)效果［1］，然而也有一些研究顯示使用髓腔固位冠出現(xiàn)根折現(xiàn)象［2-3］。本文就材料及牙體預(yù)備方式對髓腔固位冠邊緣密合性及機械強度影響的研究進展進行綜述。

1 邊緣密合性

邊緣密合性被認為是影響修復(fù)體遠期存活率最重要的因素之一。邊緣不密合會導(dǎo)致該部位無法得到有效清潔，為細菌生長繁殖提供絕佳條件，從而引發(fā)牙體牙周問題，最終導(dǎo)致修復(fù)體的失敗。絕對邊緣差異是評估邊緣密合性的常用方法，一般認為絕對邊緣差異不超過120μm時是臨床上可接受的［4］。

1.1 材料對冠邊緣密合性的影響

很多學(xué)者探究了影響髓腔固位冠邊緣密合性的可能因素，大多數(shù)研究與材料相關(guān)。臨床上常用的陶瓷材料主要可分為三大類：玻璃陶瓷、樹脂基陶瓷及氧化鋯陶瓷。玻璃陶瓷及樹脂基陶瓷的機械強度不如后兩者，樹脂基陶瓷還具有不耐磨的缺點，但這兩者彈性模量接近于正常的牙體組織。氧化鋯陶瓷的機械強度最大，但彈性模量遠高于正常牙體組織，容易出現(xiàn)牙體折裂等類型的修復(fù)體失敗。

Zimmermann等［5］認為樹脂基陶瓷制作的髓腔固位冠比氧化鋯加強二硅酸鋰材料具有更好的邊緣適合性。這可能是由于非樹脂基陶瓷材料具有更大的脆性，在切削過程中容易形成不平整的邊緣。然而El Ghoul等［6］比較了復(fù)合納米陶瓷、纖維復(fù)合陶瓷、二硅酸鋰陶瓷、氧化鋯加強二硅酸鋰陶瓷材料后，得出了相反的結(jié)論，認為樹脂基陶瓷材料邊緣密合性不如非樹脂基陶瓷材料，但他們測量的邊緣間隙總體較大。

測量修復(fù)體邊緣密合性的方法有很多，其中直接顯微測量及取模后間接觀察是常用的測量方法。El Ghoul等［6］將牙體組織復(fù)刻后用顯微鏡觀察的方式測量邊緣密合性，Zimmermann等［5］則使用3D掃描后測量。Taha等［7］比較了四種陶瓷材料制作的髓腔固位冠，結(jié)果顯示邊緣密合性沒有統(tǒng)計學(xué)差異，所有試件均達到了臨床標準，但經(jīng)過粘接及熱力試驗后這些修復(fù)體邊緣間隙都有所增加。Hasanzade等［8］也認為材料類型并不影響髓腔固位冠的邊緣密合性，但內(nèi)間隙受修復(fù)體類型影響，全冠的內(nèi)間隙大于髓腔固位冠，主要是因為全冠咬合面預(yù)備成與牙尖外形吻合的多個平面，這在一定程度上會造成修復(fù)體的過度銑削，修復(fù)體邊緣密合性受此影響大于掃描產(chǎn)生的誤差。不同的測量方法、修復(fù)體的制作方式、操作和機器的誤差可能是導(dǎo)致這些結(jié)果差異的原因?？傊?，盡管不同陶瓷材料制作的髓腔固位冠邊緣密合性可能會有所差異，但大多能達到臨床要求的小于120μm的邊緣差異。因此在材料的選擇方面應(yīng)更多考慮咬合力大小、牙體缺損大小等影響修復(fù)體機械強度的因素。

1.2 牙體預(yù)備對冠邊緣密合性的影響

Ghajghouj等［9］、Rocca等［10］研究結(jié)果顯示，髓腔固位冠的髓腔深度并不影響髓腔固位冠的邊緣密合性。而也有研究顯示牙體預(yù)備設(shè)計會影響邊緣密合性。Shin等［11］研究發(fā)現(xiàn)隨著洞深加深（2～4 mm），髓腔固位冠的邊緣密合性變差，這一結(jié)果可能是由于隨著洞深增加，髓底處掃描更容易產(chǎn)生誤差，不同掃描系統(tǒng)掃描精確度也會有差異［12］。有研究證實修復(fù)體最不密合處位于髓底處［11，13］，而這種掃描精確度差異引起的在髓底處的不密合最終有可能會導(dǎo)致邊緣的不密合。基于以上文獻，髓腔深度對髓腔固位冠邊緣密合性的影響本質(zhì)上是由于不同深度掃描精確度的差異造成，過深的髓腔可能會影響掃描的精確性。有學(xué)者對髓腔深度（從中央溝到髓室底）為5～7 mm的髓腔固位冠進行數(shù)字化口掃和傳統(tǒng)硅橡膠二次印模法制作進行比較研究，認為兩者能夠得到相似的精確性［14］。

髓腔固位冠髓腔軸壁外展度對邊緣密合性影響的相關(guān)文獻較少。有文獻報道，使用了8°～10°的軸壁外展度均獲得了較好的密合性［7-9，12］。Darwish等［15］對此進行了研究，比較了軸壁外展度為6°和軸壁外展度為10°對髓腔固位冠內(nèi)部密合性的影響，結(jié)果顯示外展度較小的髓腔固位冠具有更好的內(nèi)部密合性，這在一定程度上決定了邊緣密合性差異。

另有學(xué)者通過進一步的實驗設(shè)計來提高邊緣密合性。Rocca等［16］研究了纖維加強樹脂材料在髓底處墊底配合髓腔固位冠使用的效果，但結(jié)果顯示邊緣密合性沒有明顯提高。

總體而言，目前大部分文獻研究顯示不同預(yù)備方式制作的髓腔固位冠都能達到臨床可接受的邊緣密合性。為獲得足夠機械固位力，髓腔固位需要具有一定深度（一般認為需要大于2 mm），這在一定程度上會影響其邊緣密合性，保證足夠深度的前提下減小軸壁外展度可能對增加其固位及邊緣密合性有重要意義。

2 機械強度

機械強度是評估修復(fù)體的另一重要因素，斷裂強度和斷裂模式是常用的評估標準。修復(fù)體如果沒有足夠的抗斷裂強度就無法正常行使功能，而其失敗時的斷裂模式則決定了牙體再修復(fù)的可能性。修復(fù)體在日常行使功能時處于十分復(fù)雜的受力情況，實驗條件下無法完全模擬口腔內(nèi)受力狀況，修復(fù)體的失敗往往是由于異常咬合在某一方向上產(chǎn)生瞬時的巨大負荷，因此在修復(fù)體機械強度的研究中，常使用垂直和斜向載力來模擬失敗瞬時的載力。三維有限元分析（three dimensionfinite element analysis，3D-FEA）是用軟件進行模型重建，分析物體在復(fù)雜載荷下力學(xué)分布的常用方法，常被用來模擬口腔內(nèi)狀況進行修復(fù)體及牙體的受力分析。三維有限元分析多采用等效應(yīng)力分析來評估材料的力學(xué)性能，認為當?shù)刃?yīng)力大于其抗拉強度，材料就會斷裂。很多學(xué)者使用三維有限元分析進行髓腔固位冠機械強度的分析［17-24］。

2.1 材料對冠機械強度的影響

大多數(shù)機械強度的研究也與材料相關(guān)。髓腔固位冠的斷裂強度直接決定于材料的力學(xué)性能。陶瓷材料因為其美觀性和足夠的力學(xué)強度，被普遍應(yīng)用于口腔修復(fù)中。El Ghoul等［2］研究發(fā)現(xiàn)相較于樹脂基陶瓷，二硅酸鋰陶瓷制作的髓腔固位冠擁有更大的斷裂強度，但同時也易出現(xiàn)不可再修復(fù)的失敗情況。二硅酸鋰陶瓷是一種玻璃陶瓷，其彈性模量約95 GPa，接近牙釉質(zhì)的彈性模量（94 GPa），但遠高于牙本質(zhì)的彈性模量（18 GPa），而樹脂基陶瓷彈性模量與牙本質(zhì)較接近，約30 GPa［25］。對于牙體缺損較大的牙體，其粘接面主要位于牙本質(zhì)，這可能也是玻璃陶瓷冠較樹脂基陶瓷冠更容易出現(xiàn)根折的原因。

氧化鋯作為一種彈性模量更大的材料，其彈性模量可高達210 GPa［25］，在髓腔固位冠的制作應(yīng)用上，更應(yīng)謹慎。Aktas等［26］比較了氧化鋯增強和多聚物滲透陶瓷制作的髓腔固位冠，結(jié)果顯示兩者斷裂強度沒有明顯差異，作者不推薦使用氧化鋯增強的材料，因為其出現(xiàn)了難以再修復(fù)的根折結(jié)果，另外兩者出現(xiàn)的主要是修復(fù)體脫落問題。

Chen等［17］使用三維有限元分析研究了三種材料制作的髓腔固位冠在受力情況下的應(yīng)力分布圖，得出彈性模量較高的材料能夠減少力向牙體組織的傳導(dǎo)，從而起到保護剩余牙體組織的作用。Zhu等［27］卻得出了不一樣的結(jié)論，認為彈性模量高的材料在粘接方面體現(xiàn)出更優(yōu)的性能，卻無法有效保護牙體組織；而彈性模量低的材料在受垂直力及45°斜向力時應(yīng)力主要集中在粘接層。不過學(xué)者們最終得出的結(jié)論都是最佳修復(fù)材料的彈性模量都接近牙釉質(zhì)，彈性模量過大過小均不適用于髓腔固位冠。所以雖然Chen和Zhu得出了相反的結(jié)論，但是其結(jié)論對臨床的指導(dǎo)是一致的。Zarone等［18］也得出類似的結(jié)論，認為力學(xué)性能接近健康牙體組織的材料更適合制作口腔修復(fù)體，也有一些學(xué)者認為應(yīng)用彈性模量接近牙本質(zhì)的樹脂基材料能減少根折［19］。因此，如何根據(jù)牙體缺損情況選擇適合的材料是需要考慮的問題，當剩余牙體組織有足夠抗折性的前提下，彈性模量較大的氧化鋯可能也是髓腔固位冠的一種選擇。

與傳統(tǒng)樁核冠、嵌體、高嵌體等修復(fù)體相比，髓腔固位冠是否具有類似甚至更優(yōu)的機械強度也有不少學(xué)者進行了研究。de Kuijper等［28］的研究顯示，使用玻璃陶瓷制作的髓腔固位冠具有樁核冠類似的斷裂強度。Atash等［29］也發(fā)現(xiàn)，相較于樁核冠，髓腔固位冠有更好的斷裂強度且并沒有發(fā)生更多不可再修復(fù)的失敗情況。Kassis等［30］通過體外實驗對比了樹脂基陶瓷CEREMART制作的近中面-面-遠中面（mesio-occlusal-distal，MOD）洞形嵌體、高嵌體和髓腔固位冠的抗折性，結(jié)果顯示髓腔固位冠抗折強度大于嵌體和高嵌體。因此，當牙冠高度過短（小于4 mm）、近遠中均有缺損時可以考慮使用髓腔固位冠代替?zhèn)鹘y(tǒng)全冠、嵌體、樁核冠等。

上述研究結(jié)論基本一致：口腔常用陶瓷材料制作的髓腔固位冠具有足夠強度來抵抗人正常咀嚼所產(chǎn)生的力。但上述文獻對是否確定某類陶瓷材料更適合制作髓腔固位冠并未達到共識，一般認為彈性模量接近正常牙體組織的材料可能具有更好的機械強度。盡管髓腔固位冠也出現(xiàn)了根折的結(jié)果，但是根折發(fā)生時所需要的力遠遠大于生理載荷。雖然大多數(shù)文獻結(jié)果認為彈性模量遠高于牙體組織的氧化鋯不適合髓腔固位冠的制作，然而釉鋯作為一種新型氧化鋯材料，與傳統(tǒng)氧化鋯有相似的彈性模量（210 GPa），且美觀性更佳，且與髓腔固位冠一樣適合于咬合空間不足的短冠患者，有望對其進行改進并在髓腔固位冠制作中展現(xiàn)優(yōu)勢［25，31］。

2.2 牙體預(yù)備對冠機械強度的影響

牙體預(yù)備方式是髓腔固位冠機械強度的又一影響因素，髓腔固位冠類型、髓腔固位深度、髓腔洞形軸壁外展度以及面厚度均會影響髓腔固位冠的機械強度。

2.2.1 髓腔固位冠類型 文獻中常用的髓腔固位冠牙體預(yù)備方式主要有兩種——平面對接型和包繞型。Einhorn等［32］研究發(fā)現(xiàn)，當髓腔固位冠牙體預(yù)備時留有一個小的軸壁（即包繞型）較標準型（平面對接型）可以承受更大的失敗載荷，但是在粘接之后這兩者沒有明顯的統(tǒng)計學(xué)差異。Taha等［33］也認為包繞型能提供更大的抗折強度。Clausson等［34］進行了更深一步的研究，結(jié)果顯示髓腔內(nèi)進行樹脂核預(yù)先填充的髓腔固位冠的抗折強度較未填充大，但結(jié)果沒有統(tǒng)計學(xué)差異。Rocca等［10］則不推薦使用沒有核的髓腔固位冠——因為缺乏固位型單純靠粘接固位容易脫落，但采用這種方式制作的髓腔固位冠并非傳統(tǒng)意義上髓腔固位冠，而更類似于貼面?？傮w而言，留有一個短的軸壁（文獻推薦1 mm［32］）可以很好增加其抗折強度和固位作用，并且在正常咀嚼作用下這一類修復(fù)體也是較安全的。

2.2.2 髓腔固位深度 除了髓腔固位冠類型，也有研究比較髓腔固位深度對其抗折性的影響。Hayes等［35］研究發(fā)現(xiàn)髓腔固位深度2 mm和4 mm的髓腔固位冠抗折強度要優(yōu)于3 mm的，但3 mm及4 mm髓腔固位深度更易發(fā)生不可再修復(fù)的并發(fā)癥，因此認為深度不應(yīng)該超過2 mm。Dartora等［36］對固位深度為1、3、5 mm的髓腔固位冠進行比較，結(jié)果顯示，髓腔固位深度越深，具有更好的抗斷裂強度、斷裂模式以及更優(yōu)的力學(xué)分布。由于現(xiàn)有文獻較少，需要更多相關(guān)研究以得出一個最佳深度。另外，Pedrollo等［37］認為與玻璃陶瓷相比，樹脂基陶瓷更適合淺的髓腔固位型。

2.2.3 髓腔洞形軸壁外展度 Tribst等［38］就髓腔固位冠內(nèi)髓腔固位型的軸壁外展度（軸壁與牙長軸所成角度）對載力情況下的修復(fù)體及牙體組織應(yīng)力分布進行了三維有限元分析，得出外展度越大，應(yīng)力高峰越容易出現(xiàn)在修復(fù)體和牙體組織上，反之應(yīng)力高峰容易出現(xiàn)在粘接面。因此在外展度為0°、6°、12°、18°這四組中，推薦6°和12°的外展度，使其力學(xué)分布更平衡。

3 結(jié)論和展望

雖然髓腔固位冠依然存在根折的風(fēng)險，但很多研究都證實了其在患牙根管治療后修復(fù)中的價值——可以承受正常的咀嚼力，邊緣密合性也能達到臨床標準。在髓腔固位冠牙體預(yù)備過程中，應(yīng)該遵守組織保存原則，在條件允許情況下盡可能保留健康牙體組織。二硅酸鋰陶瓷在髓腔固位冠修復(fù)中顯示了其優(yōu)越性，磨牙區(qū)咬合力可高達400～800 N，一般認為用于后牙修復(fù)體的陶瓷材料抗彎強度應(yīng)達到800 MPa以上，而二硅酸鋰陶瓷彎曲強度約460～650 MPa，樹脂基陶瓷彎曲強度僅為200～300 MPa［41］，從理論上來說依然存在較大概率修復(fù)體破裂的風(fēng)險。傳統(tǒng)氧化鋯能達到后牙修復(fù)所要求的超過800 MPa的強度，但其制作的髓腔固位冠可能具有相對略高的根折風(fēng)險；釉鋯等新型氧化鋯材料制作髓腔固位冠方面的研究尚不多，如何憑借其優(yōu)勢對其進行不斷改良以降低氧化鋯髓腔固位冠修復(fù)失敗后的根折風(fēng)險需要進一步的研究。