不同冲洗方法对纤维桩粘接强度影响的电镜观察及推出实验研究

王情情 刘福来 孟庆飞 孟箭

[摘要]目的：比較不同冲洗方法对残冠残根桩道牙本质清洁效果及纤维桩粘接强度的影响。方法：36颗完整离体单根管牙完善根管治疗后，统一截冠。根据桩道预备时的根管腔冲洗方法不同，将残根随机分为3组。3组使用不同的冲洗方法，A组注射器冲洗，B组被动超声荡洗，C组Er：YAG激光活化荡洗。每组任选2个残根纵向剖开，扫描电镜观察比较各组样本桩道牙本质表面的清洁效果。各组剩余10个残根，经纤维桩粘接后制备1.0 mm厚的横切薄片，每组任选2个薄片样本行扫描电镜观察粘接界面，剩余8个薄片样本经推出实验，记录各组样本的纤维桩剪切粘接强度并行统计学分析。结果：B、C组牙本质表面清洁效果、进入小管内的树脂突直径、深度与密度等均优于A组。A、B、C三组纤维桩剪切粘接强度（MPa）均值为11.64±1.38、12.68±1.82、15.05±1.23，不同“冲洗方法”对纤维桩粘接强度的影响对比，差异具有统计学意义（P<0.05）。结论：采用超声或Er：YAG激光冲洗根管管腔，均可取得较好的清洁效果;Er：YAG激光荡洗更有利于提高纤维桩的粘接强度。

[关键词]注射器冲洗;被动超声荡洗;激光活化荡洗;扫描电镜观察;粘接强度

[中图分类号]R783.3    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455（2022）02-0091-04

Effect of Different Irrigation Methods on the Bond Strength of Fiber Posts with Scanning Electron Microscope and Push-out Test

WANG Qingqing1，LIU Fulai1，MENG Qingfei1，2，MENG Jian1，2

（1.College of Stomatology，Bengbu Medical College，Bengbu 233000，Anhui，China; 2.Department of Stomatology，Xuzhou Central Hospital，Xuzhou 221000，Jiangsu，China）

Abstract： Objective To evaluate the effect of different irrigation methods on dentin cleaning of the residual crown and root and shear bond strength of the fiber post. Methods 36 complete isolated single canal teeth were treated with complete root canal treatment， and the crowns were cut uniformly. The residual roots were randomly divided into 3 groups according to the different root canal irrigation methods during the preparation of the post. The three groups used different washing methods， group A syringe washing， group B passive ultrasonic wave washing， and group C Er：YAG laser activated wave washing. Choose 2 residual roots in each group to cut longitudinally， observe and compare the cleaning effect of the dentin surface of each group sample post by scanning electron microscope. The remaining 10 residual roots in each group were bonded by fiber posts to prepare 1.0 mm thick transverse slices. Choose 2 slice samples in each group to observe the bonding interface by scanning electron microscope， and the remaining 8 slice samples were pushed out experiments， and the shear bonding strength of the fiber posts of each group of samples was recorded and statistically analyzed. Results The cleaning effect of the dentin surface， the diameter， depth and density of the resin protrusion into the tubules of the B and C groups are better than those of the A group. The mean values of the shear bond strength （MPa） of fiber posts in A，B，C three groups were 11.64±1.38， 12.68±1.82， 15.05±1.23， and the comparison of the effects of different "washing methods" on the bond strength of fiber posts was statistically significant （P<0.05）. Conclusion Within the limitations of this study， it was effective in cleaning the dentin surface of the root canals by passive ultrasound irrigation or Er：YAG laser-activated irrigation. Er：YAG laser-activated irrigation was more beneficial to improve the bond strengths of fiber posts.

Key words： conventional syringe irrigation; passive ultrasonic irrigation; laser-activated irrigation; scanning electron microscope; bond strength

残冠残根的保存修复是口腔修复的重点与难点，近年来，桩核冠在残根残冠方面的应用取得令人满意的效果。纤维桩因其良好的生物相容性、机械性能、美学性能及与牙本质相近的弹性模量等优点，在残冠残根的保存修复方面得到了广泛应用[1]。但多数研究表明，纤维桩核修复残冠残根后仍存在一定的失败率，引起失败的原因多为粘接失败[2-3]。在预备桩道过程中由于机械工具的高速切割和挤压，在根管腔牙本质内壁形成由无机物碎屑和胶原纤维碎屑组成的玷污层。既往研究表明，去除玷污层可以更好地打开封闭的牙本质小管，利于树脂粘接剂的渗透，形成良好的微机械固位，进而提升粘接效果[4]。但对于临床常用的注射器冲洗、被动超声荡洗（Passive ultrasonic irrigation，PUI）或激光活化荡洗（Laser-activated irrigation，LAI）等三种方法，哪种方法更有利于清洁桩道牙本质内壁、提升纤维桩粘接强度，目前尚存争议。为此，本研究拟通过扫描电镜与推出实验研究来探讨不同冲洗方法对桩道牙本质微观结构的变化及其对牙本质/纤维桩剪切粘接强度的影响，为残冠残根的保存修复提供参考。

1  材料和方法

1.1 材料：选取徐州市中心医院口腔科一个月内因正畸新鲜拔除的单根管离体下颌第一前磨牙36颗，其标准为牙齿完整、无龋坏、无裂纹、根尖无吸收，清洁后于常温下0.9%生理盐水中浸泡保存，2周内使用。

1.2 方法

1.2.1 残根及桩道制备：选取的36颗牙齿均使用低速金剛砂片自颊侧釉牙骨质界冠方1.0 mm处截冠，残留根长（14.0±1.0）mm。常规拔髓，用10#或15#K锉（MANI，日本）进行根管通畅，Pro taper锉（Dentsply，美国）统一扩大至F3，干燥根管后以根管糊剂AH-Plus（Dentsply，美国）加牙胶尖常规侧压充填根管，封闭根尖孔，X线片确保根充完善后用蜡封闭根管口，充填好的残根浸泡于0.9%生理盐水中1周。1周后去除所有残根根管口暂封蜡块，采用3#纤维桩（3M，美国）配套的Preshaping钻和Finishing钻进行桩道预备，预备深度10 mm。

1.2.2 分组及样本制作：查阅随机数字表，按桩道冲洗方法不同将经桩道预备后的残根随机分为3组，每组12颗，根据图1实验流程进行操作。A组：2 ml 5.25% NaClO+2 ml 17% EDTA+注射器冲洗。交替冲洗3次，每次冲洗20 s，最后用2 ml蒸馏水冲洗20 s;B组：2 ml 5.25% NaClO+2 ml 17% EDTA+被动超声荡洗。将冲洗液注入根管内后，超声洁牙机（SATELEC，法国）关闭供液，功率调至中档，将15#超声工作尖放入根管达到工作长度后，后退2 mm，保持平行切勿接触根管壁，以5 mm左右的振幅上下移动荡洗20 s，共3次，然后用2 ml蒸馏水冲洗根管;C组：2 ml 5.25% NaClO+2 ml 17% EDTA+Er：YAG激光活化荡洗。根据使用说明书，将Er：YAG激光治疗仪（Fotona，德国）参数设定为0.3 W、20 mJ、15 Hz，在根管内注入冲洗液，将直径300 μm光纤头置于根管内距工作长度3 mm，与牙长轴保持平行切勿接触根管壁，反复向上提拉，速度约为1 mm/s，每次充分活化冲洗20 s，循环3个周期，然后用2 ml蒸馏水冲洗根管。所有组别样本冲洗后，吸潮纸尖干燥根管，蜡块封闭根管口，防止外界物质进入根管影响冲洗效果。

1.2.3 扫描电镜观察

1.2.3.1 桩道牙本质表面超微结构观察：每组残根随机各选取2颗，在牙根表面沿颊舌向磨出纵沟，勿穿过根管壁，用外科骨凿和骨锤沿纵沟将牙齿剖开，暴露残根桩道牙本质内壁。将纵向剖开后的样本经乙醇梯度脱水、彻底干燥、喷金、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）（QuantaTM 250 FEI，美国）观察每组样本在根颈1/3、中1/3及尖1/3区桩道牙本质表面清洁程度并分析。

1.2.3.2 牙本质/纤维桩粘接界面超微结构观察：每组剩余的10颗残根均行纤维桩粘接操作，具体流程如下：根据使用说明书，将Single Bond Universal通用型粘接剂（3M，美国）均匀涂布于桩道内壁20 s，吸潮纸尖吸出多余的粘接剂，无油空气吹5 s，光照20 s，RelyX Ultimate树脂水门汀（3M，美国）经混合头充分混合后从桩道底部填充桩道后，插入3#玻璃纤维桩，光照40 s。纤维桩粘接完成后，置于37℃、0.9%生理盐水中恒温储存一周。

一周后用自凝树脂将粘接好的残根经精密研磨仪（Bredent，德国）垂直包埋于玻璃管中，保证纤维桩位于玻璃管的中央且与管壁平行。采用Isomet低速切割机（Buehler，美国）、垂直于牙长轴、冠根向连续切取1.0 mm厚的薄片样本。

随机选取每组各2颗残根制备的1.0 mm薄片样本，经600目、800目、1 200目的水砂纸打磨后，37%磷酸酸蚀15 s，冲洗吹干，5% NaClO溶液脱矿2 min，乙醇梯度脱水、彻底干燥、喷金、SEM观察各组根颈1/3、中1/3及尖1/3区牙本质/纤维桩粘接界面超微结构并分析。

1.2.4 推出实验：每组剩余的8颗残根制备的1.0 mm薄片样本，使其冠部朝下用热熔胶固定于特制夹具上，置于万能测试仪（MTS 810，美国）加载台上，用特制的圆柱形加载头轻微接触纤维桩表面，以0.5 mm/min的位移速度垂直加载直至桩脱落，记录桩脱落时的最大力值。根据公式P=F/S计算粘接强度（F为桩脱落时的最大力值，S为实际粘结面积），S=π（R2+R1）[h2+（R2-R1）2]0.5（π=3.14，R2：切片上部半径，R1：切片下部半径，h：切片厚度）[5]。

1.3 统计学分析：应用SPSS 24.0软件，对3组样本根颈、根中与根尖区的纤维桩剪切粘接强度分别进行单因素方差分析，对差异有显著性的结果用Tukey HSD Test进行两两比较分析。所有检验的显著性水平均设定为α=0.05，P<0.05表示差异具有统计学意义。

2  结果

2.1 扫描电镜观察：如图2牙本质表面扫描电镜图片所示，在根颈1/3区，B组桩道牙本质表面玷污层清除最为彻底，牙本质小管清晰;C组牙本质表面清洁效果亦较好，仅见少量牙本质小管堵塞，但管间结构不清晰，管间牙本质有被烧灼熔融状表现;A组的清洁效果最差，可见明显玷污层残留。如图2～4所示，自根颈1/3区至根尖1/3区，各组牙本质表面清洁效果均呈逐渐降低的趋势。

如图5牙本质/纤维桩粘接界面扫描电镜图片所示，在根頸1/3区，3组样本粘接界面均可见明显树脂突，但B、C组样本桩道牙本质小管内的树脂突直径、深度与密度均明显优于A组;B组样本的树脂突直径较为均匀、排列较为整齐，而C组树脂突密度虽低于B组，但在牙本质小管口处较粗，部分树脂突直径大于B组，往深层逐渐变细。如图5～7所示，自根颈区到根尖区，3组样本树脂突的密度、粗度等均呈逐渐降低的趋势。

2.2 纤维桩剪切粘接强度：不同冲洗方法对纤维桩粘接强度的影响对比，在根颈1/3、根中1/3、根尖1/3区，C组粘接强度最高、B组次之、A组最低，差异均具有统计学意义（P=0.000<0.05）;同时，自根颈到根尖区，各组样本的粘接强度均逐渐降低，差异均具有统计学意义（P<0.05），见表1。

3  讨论

残冠残根行桩道预备后，根管内壁牙本质表面被玷污层所覆盖，良好的桩道冲洗有助于去除玷污层、开放牙本质小管，促进树脂及粘接剂的渗透，形成更好的化学和机械固位，进而提高残冠残根桩核冠的修复效果[6]。在桩道冲洗过程中，冲洗剂的选择尤为重要。既往研究表明，5.25%NaClO与17%EDTA被认为是最有效的冲洗剂组合，两者交替冲洗可以有效去除桩道牙本质的玷污层，清洁牙本质表面，促进牙本质小管开放[7-8]。因此，在本研究中，选用了这种冲洗剂组合，对桩道牙本质进行交替冲洗。从电镜扫描观察结果可见，各组残根的桩道牙本质小管均呈现不同程度的开放，亦可见不同数量的树脂突进入小管内，其中以B组效果最佳。这一结果进一步验证了“5.25%NaClO+17%EDTA”冲洗液组合在桩道牙本质中的清洁作用。在此基础上比较研究不同冲洗方法对桩道牙本质清洁效果及纤维桩粘接强度的影响，更具临床指导意义。

PUI是通过工作尖或锉的振荡使冲洗液获得能量，在其周围发生声流效应和空穴效应，从而达到清洁效果[9]。Er：YAG激光波长为2 940 nm，是一种红外波段激光，其与羟基磷灰石（2 800 nm）和水（2 950 nm）的波长相似，因此激光能量被荡洗液吸收时，在根管内形成蒸气泡，并发生微爆炸，进而产生空化效应[10]。与PUI和LAI两种方法相比，因注射针头与牙面接触面积有限、冲洗压力较小，注射器冲洗清洁效果往往欠佳[11-12]。在本研究中，注射器冲洗后的样本，从牙本质表面玷污层的清洁程度、牙本质小管的开放率、桩道牙本质/纤维桩粘接界面树脂突的密度、长度及粗度等方面，与PUI和LAI冲洗相比，在根颈、中及根尖区域均存在一定的差距，进而造成了该组的纤维桩剪切粘接强度明显低于其他两组。因此在临床中，应尽量选择PUI和LAI这两种方式对桩道的冲洗，以提高清洁效果。

目前，关于PUI与LAI对桩道牙本质/纤维桩粘接影响的文献报道，大多聚焦于对其粘接强度的比较研究，较少见有对粘接界面的超微结构观察[13-15]。常颖等[13]学者认为超声和激光荡洗两者对去除玷污层的作用机制类似，均可以有效提高纤维桩的粘接强度。Akyuz等[14]则认为LAI对提升牙本质/纤维桩粘接强度的效果优于PUI。另有学者的推出实验结果提示虽两者间没有统计学差异，但PUI组的粘接强度稍高于LAI组[15]。可见，这两种桩道冲洗方法对纤维桩粘接强度影响的差异性，目前仍存有争议，且造成粘接强度差异的粘接机理亦未可知。本研究将桩道牙本质表面和牙本质/纤维桩粘接界面超微结构变化与纤维桩粘接强度结合起来进行研究，拟探讨出导致纤维桩粘接强度变化的超微结构形态学证据。从研究结果可见，虽PUI处理组的牙本质表面清洁效果及树脂突密度与排列均稍优于LAI处理组。但因Er：YAG激光在冲洗过程中对牙本质表层结构形成的微爆炸与烧灼效应，在LAI组牙本质超微结构上可见表层牙本质小管结构破坏、熔融呈不规则状态，牙本质小管管径增大，以根颈部尤为明显（图2），进而造成进入小管内的树脂突形态在牙本质表层亦较粗，且呈融合状态（图5～6），从而在一定程度上可能使其产生的机械嵌合力优于PUI处理组，这一超微结构形态学的变化可能导致了LAI处理组的纤维桩剪切粘接强度高于PUI组（表1）。不过，对于造成PUI与LAI对纤维桩粘接强度差异的粘接机理，仍有待今后进一步研究。

此外，与冲洗方法无关，自根颈到根尖区，因牙本质表面清洁程度与进入牙本质小管的树脂突均呈逐渐减少的趋势，因而各组纤维桩粘接强度自根颈向根尖区，亦逐渐减小。

综上，在残冠残根桩道冲洗时，选择超声荡洗或Er：YAG激光荡洗均可对桩道牙本质进行有效地清洁;但Er：YAG激光荡洗对提高纤维桩粘接强度的效果更佳。

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[收稿日期]2021-03-02

本文引用格式：王情情，刘福来，孟庆飞，等.不同冲洗方法对纤维桩粘接强度影响的电镜观察及推出实验研究[J].中国美容医学，2022，31（2）：91-95.

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