不同光动力疗法对根牙本质机械性能及与纤维桩粘接强度的影响

岳进 贺专 白庆霞 高蕊

根管治疗后的缺损牙冠，通常需要桩冠修复。纤维桩因其良好的美学和力学性能，是目前临床应用最广泛的一类桩核材料，其与根牙本质的粘接直接关乎根内修复体是否成功。有研究表明，利用光动力疗法（photodynamic therapy，PDT）［1－2］进行桩道处理能有效去除玷污层，改善粘接效果。故本研究旨在探讨几种不同光动力疗法对根牙本质机械性能及与纤维桩粘接强度的影响，为临床上桩道处理提供一定的理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

纤维桩（RelyXTMFiber Post）、配套钻（RelyXTMFiber Post drill）、自酸蚀树脂粘接系统（RelyXTMU200；3M ESPE，美国）；激光器（Laser Duo；MMO，São Carlos，SP，巴西）；Er，Cr∶YSGG激光器（Waterlase，Biolase，美国）；DUH-211超显微动态硬度计（Shimadzu，Kyoto，日本）；万能试验机（Testometric M500，25 kN，英国）。

1.2 实验步骤

1.2.1 根管治疗和桩道预备 收集因正畸拔除、形态大小相似、健康单根管前磨牙100颗，自釉牙骨质界冠方约1 mm处垂直于牙体长轴截断，采用逐步后退法行根管预备，AH-Plus配合热熔牙胶进行根充；拍摄X线片确保所有牙齿根充恰填。根尖孔用复合树脂封闭，根管口用玻璃离子暂封，放入37℃水浴保存。7 d后使用纤维桩配套钻逐级进行桩道预备，保留根尖约4 mm根充材料。

1.2.2 实验分组 将100颗牙随机编码分成5组，每组20颗，进行桩道处理。A组：蒸馏水5mL冲洗桩道60 s，重复3次，作为阴性对照。B组：采用常规桩道处理方法，2.25%NaCIO＋17%EDTA＋蒸馏水，各 5 mL分别冲洗桩道60 s。C组：Er，Cr∶YSGG激光＋2.25%NaCIO＋17%EDTA，将 Er，Cr∶YSGG激光器设定模式H、波长830 nm、功率 1.25W、频率15 Hz、空气 34%、水24%。激光联合NaCIO荡洗60 s。D组：核黄素＋17%EDTA，桩道内注入0.1 mg／mL核黄素，激光器设定波长632 nm、功率150 mW。E组：亚甲基蓝＋17%EDTA，桩道内注入 0.05 mg／mL亚甲基蓝，激光器设定波长660 nm、功率150 mW。D组和E组光敏剂保持3 min预照射期后，将300μm光纤头插入桩道照射60 s。再用5mL蒸馏水冲洗桩道，去除残余光敏剂。然后，C、D、E组用17%EDTA＋蒸馏水各5mL分别冲洗桩道60 s。最后，所有处理后的桩道用纸尖干燥。

1.2.4 纤维桩粘接及粘接强度测定 剩余牙齿每组10颗。选用直径1.5 mm纤维桩，75%乙醇消毒并干燥。使用自酸蚀树脂粘接系统进行纤维桩的粘接。然后，放入37℃水浴保存7 d后，制备根颈、根中、根尖3组切片，厚 1.3 mm（方法同 1.2.3）。

使用万能试验机进行推出测试试验，检测粘接强度［4］。根据纤维桩直径选择加载头，要求加载头只与纤维桩接触，由尖端向冠端推出，加载速度为0.5 mm／min，计算公式为：粘接强度（MPa）＝F／A；F为最大破坏载荷力，A为粘接面积。用游标卡尺测量薄片厚度（h）、冠端内径（r1）和尖端内径 r2，精度至 0.01 mm，面积计算公式为：

1.3 数据分析

应用SPSS 24.0软件，所有数据经过正态性检验，采用方差分析和Tukey检验进行数据分析，以P＜0.05有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组根牙本质MH和Eit*比较

（1）A组作为阴性对照，与B、C、D和E组相比，MH和Eit*值均最高，但组间无统计学差异；（2）所有分组根颈、根中、根尖组间无统计学差异（表1～2）。

表1 根牙本质MH比较Tab 1 Comparison of MH of root dentin

表2 根牙本质弹性模量（Eit*）比较Tab 2 Comparison of Eit*of root dentin

2.2 各组粘接强度比较

（1）A组作为阴性对照，与 B、C、D和 E组相比，粘接强度值最低，D组最高，均有显著差异（P＜0.05）。A组＜B组＜C组＜E组≤D组，且D与E组间无统计学差异；（2）所有分组从根颈→根中→根尖粘接强度值逐渐降低，根颈和根中组间无统计学差异，与根尖组相比，均有显著差异（P＜0.05）（表 3）。

表3 粘接强度比较（MPa）Tab 3 Comparison of bond strength（MPa）

3 讨 论

临床上经完善根管治疗保留下来的残冠、残根，因其本身的结构完整性破坏、剩余牙体组织薄弱，往往面临很高的牙折风险，通常选用桩冠修复来延长使用寿命［5］。纤维桩因出众的美观性、抗腐蚀性、生物相容性、与牙体组织相似的弹性模量等优点，获得临床医师的普遍认可。其粘接的成功和持久性至关重要，它取决于根牙本质的结构、玷污层、根管内污染和粘接剂的性能等。玷污层由桩道预备时的切割产生，是有机物包裹的牙本质碎屑，包括大量无机物和变性胶原蛋白、血液、唾液、微生物及污染物等成分；一般的喷水冲洗不易去除，NaCIO联合EDTA是一种目前临床应用较广泛且成熟的去除玷污层的冲洗方法。Er，Cr∶YSGG激光又名水激光，通过产生空泡效应，使牙体组织溶解，形成粗糙表面，从而有效去除玷污层，开放牙本质小管，达到提高粘接效果的作用［6］。故本研究选用Er，Cr∶YSGG激光联合常规桩道处理方法作为试验组（C组），结果表明：粘接强度值，C组＞B组（常规）＞A组（阴性对照），均有显著差异（P＜0.05）；但 C组较PDT组低，可能由于激光产热升温，热能对粘接强度的降低有一定的作用；同时，热能引发了玷污层不能完成去除的不断循环，导致粘接强度降低［7］。

近年来，利用 PDT［8－9］进行根管消毒已被广泛研究，其原理是采用特定波长的光（635～890 nm）照射光敏剂，通过产生活性氧，发生光化学反应，从而破坏细菌细胞壁，促进细胞裂解。已有研究表明，多种光敏剂如核黄素、亚甲基蓝、姜黄素等光敏剂可用于根管消毒和桩道处理。有研究认为纤维桩脱粘可能原因是胶结过程中消耗酸而释放基质金属蛋白酶，导致胶原溶解和混合层破坏。因此，联合交联抗氧化剂，如核黄素（维生素B2交联剂），通过光氧化途径释放单线态氧与胶原结合，促进粘接的完成［10］。亚甲基蓝因其亲水、低分子量、带正电荷的特性（可通过革兰氏阴性和阳性菌外膜的蛋白孔通道）而被广泛用作PDT中的光敏剂［11］。故本研究选用核黄素和亚甲基蓝作为试验组比较桩道消毒的粘接强度。结果表明，D组（核黄素＋17%EDTA）和E组（亚甲基蓝＋17%EDTA）粘接强度较其他组高，均有显著差异（P＜0.05），但 D、E组间无差异。而E组≤D组可能与亚甲基蓝是阳离子化合物，可与根牙本质中的羟基磷灰石中的磷酸盐阴离子结合相关。

本研究结果表明：所有分组粘接强度值从根颈→根中→根尖逐渐降低，根颈和根中组间无统计学差异，与根尖组相比，均有显著差异（P＜0.05）。可能的原因［12］是根尖部形态复杂、根尖钙化、腔体结构、根尖区预备难度大、光能向根尖方向下降、树脂聚合力下降及根牙本质的力学性能等。

超微压痕法是测量材料硬度和弹性模量非常灵敏的一种方法，适用于检测牙体组织的破坏分解。本研究中使用的DUH-211数字超显微动态硬度计属于一种深度感应压痕设备，使用超低负荷和高位移分辨率，能产生具有高临床相关性的结果。MH和Eit*这两项指标可用于评估牙本质中矿物质的变化，评价牙体组织的塑性和弹性变形［13］。故本研究测量了各组的MH和Eit*，虽然各试验组与对照组间，及根颈、根中、根尖组间，均无统计学差异，但阴性对照组的MH和Eit*普遍高于其他各组。

综上所述，在任何牙根深度（根颈、根中、根尖），核黄素（0.1 mg／mL）和亚甲基蓝（0.05 mg／mL）介导的PDT不仅不影响根牙本质的马氏硬度和弹性模量，而且显著提高了其与纤维桩的结合强度。