《Polymers》：The Effect of Prefabricated vs Custom Fiber-Reinforced Posts on the Push-Out Bond Strength of Self-Adhesive Resin Cement in Simulated Flared Root Canals: An in Vitro Study
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目的：本研究旨在评估在模拟喇叭形根管中，桩设计对自粘接树脂水门汀（self-adhesive resin cement）推出粘接强度（push-out bond strength, PBS）的影响。材料与方法：共制作135个模拟喇叭形单根管标本，使用标准化三维
目的：本研究旨在评估在模拟喇叭形根管中，桩设计对自粘接树脂水门汀（self-adhesive resin cement）推出粘接强度（push-out bond strength, PBS）的影响。材料与方法：共制作135个模拟喇叭形单根管标本，使用标准化三维打印（three-dimensional printed, 3DP）树脂（FREEPRINT? CROWN；Detax GmbH，Ettlingen，Germany）制作，并分配至三组：单桩、双桩和定制玻璃纤维增强桩（glass fiber-reinforced posts, FRPs；Pillar Fiber Post，TiaDent，TX，USA）。所有标本均使用自粘接树脂水门汀（Rely XTM U200，3M ESPE，MN，USA）粘接。随后将标本垂直于长轴切片为冠部、中部和根尖部切片，每片厚3 mm。经热循环（thermocycling）后，检测其推出粘接强度。失败模式（failure modes）采用体视显微镜（stereomicroscopy）分析。PBS数据采用双因素方差分析（two-way ANOVA）完成统计分析，失败模式采用卡方检验（Chi-square test）分析，显著性水平为α = 0.05。结果：研究人员观察到试验组间PBS差异具有统计学意义（p = 0.044*）。双桩标本在冠部切片显示最高PBS值（8.26 ± 1.54 MPa），其次为中部切片（7.77 ± 1.73 MPa）。在所有根段中，双桩的PBS（7.58 ± 2.07 MPa）显著优于定制桩（6.76 ± 1.15 MPa）和单桩（6.73 ± 1.75 MPa）组（p = 0.029*）。冠三分之一（7.44 ± 1.54 MPa）始终显示高于中部（7.15 ± 1.64 MPa）和根尖三分之一（6.49 ± 1.90 MPa）的PBS（p = 0.027*）。失败模式分析显示，定制桩主要失败于桩-粘接剂界面，而双桩显示粘接失败和混合失败，单桩在根管壁表现为更多粘接失败。结论：与单桩或定制桩相比，使用双纤维桩可显著增强喇叭形根管中的推出粘接强度。重衬（relining）技术改善了根管适应性，但此处表现未超过双桩配置。临床上，双桩方法可能为改善喇叭形根管系统中纤维增强桩的粘接强度提供一种简单、实用且有效的替代方案。
研究背景方面，根管治疗牙（endodontically treated teeth, ETTs）的修复是临床日常挑战，这类牙齿在最终修复体放置后更易发生组织折断。此类情况下，需使用根管内桩系统固位最终修复体，并在剩余牙体结构中合理分布应力。玻璃纤维增强桩（fiber-reinforced posts, FRPs）因弹性模量更接近牙本质、应力分布较好并降低根折风险，较金属桩更受欢迎，同时具有美观、可单次就诊完成及与粘接系统相容等优势。然而，纤维桩修复最常见的失败原因之一是脱粘。预成桩难以紧密适应不规则根管壁，形成较厚树脂水门汀层，易发生聚合收缩和空隙形成，桩与根管形态不匹配被认为是纤维桩修复失败的重要原因。为改善桩适应性和减少水门汀层厚度，研究人员探索了复合树脂解剖定制桩、重衬纤维增强桩及辅助桩系统等方法，但文献对这类方法有效性存在分歧。例如，Latempa et al. 使用辅助桩显著改善喇叭形根管PBS，而Silva et al. 发现某些条件下重衬与非重衬桩PBS无显著差异。尽管定制和重衬桩已被广泛研究，较少研究评估使用不同尺寸预成桩的双桩系统修复喇叭形根管。双桩和多桩被提出可通过增加摩擦接触和减少收缩应力提高固位，但涉及严重喇叭形根管的实验室研究存在方法学挑战，例如Li et al. 指出在实验室环境中标准化广泛破坏的根管较困难。天然牙通常被认为是模拟临床条件的最佳选择，但受患者年龄、拔除时间、钙化程度、湿度、微裂纹、固有磨损、缺陷及根管构型差异影响，可能产生较大变异并负面影响粘接评估。因此，本研究引入使用三维打印（three-dimensional printing, 3DP）树脂代型模拟喇叭形根管的新方法，评估三种FRP设计（单桩、双桩和定制桩）在三个根段水平（冠部、中部和根尖部）的PBS。研究人员提出的研究问题包括：定制与预成（单桩或双桩）FRP是否改善3DP根管PBS；根管不同水平PBS是否存在显著差异；不同FRP设计对不同根管水平失败模式有何影响。零假设为不同桩设计和根管水平的PBS及失败模式无显著差异。
研究人员开展了体外研究，制作135个模拟喇叭形单根管3DP树脂标本，随机分为单桩、双桩和定制桩三组，每组15个，使用自粘接树脂水门汀（self-adhesive resin cement, SARC）粘接，切片为冠部、中部和根尖部各3 mm，经热循环后行推出粘接强度（push-out bond strength, PBS）测试和失败模式（failure modes）评估。结果显示，桩设计显著影响PBS，双桩配置最高（7.58 ± 2.07 MPa），其次为定制重衬桩（6.76 ± 1.15 MPa），最后为单桩（6.73 ± 1.75 MPa）；所有桩设计中冠三分之一粘接强度最大，并向根尖三分之一逐渐降低；桩设计与根段之间无显著交互作用，提示二者对粘接强度的影响相互独立；失败模式分析中，定制桩主要失败于复合树脂-桩界面，双桩主要显示混合失败，单桩在根管壁粘接失败发生率更高。其意义在于，双桩可能为改善喇叭形根管固位提供简单有效的方法，是定制纤维桩技术的实用替代方案；方法学上，3DP模型为牙髓修复材料临床前测试提供高度标准化、可重复平台。
关键技术方法概括（不超过250字）：样本为标准化3DP树脂试件而非天然牙队列；按G*Power计算样本量，共135个标本、45个模型、每组15个。用DLP打印FREEPRINT
? CROWN树脂模型，模拟严重喇叭形根管（冠部4 × 3 mm、根尖直径1.5 mm），设定位槽和切割底座以保证垂直切片。随机分为单桩、双桩、定制桩组，以SARC粘接；切片为冠、中、根尖各3 mm；5–55 °C热循环5000次；万能试验机0.5 mm/min根尖向冠部推出测试；60×体视显微镜（stereomicroscopy）评估失败模式；采用双因素方差分析（two-way ANOVA）和卡方检验（Chi-square test），α = 0.05。
研究结果如下。3.1 推出粘接强度分析：共分析135个标本，双因素方差分析显示试验组间差异有统计学意义（p = 0.044*）；桩设计（p = 0.027*）和根段（p = 0.025*）均显著影响PBS，而“桩设计*根段”交互项不显著（p = 0.823），表明二者对PBS的影响独立，未在各自贡献之外引入额外变异。双桩设计冠部PBS最高（8.26 ± 1.54 MPa），其次中部（7.77 ± 1.73 MPa）；定制桩冠部7.04 ± 1.14 MPa、中部6.82 ± 1.16 MPa、根尖部6.41 ± 1.14 MPa；单桩冠部7.00 ± 1.63 MPa、中部6.86 ± 1.87 MPa、根尖部6.33 ± 1.81 MPa。定制桩中部与冠部或根尖部无显著差异（p > 0.05）；双桩和单桩中部与冠部差异显著（分别为p = 0.025*和p = 0.027*）；双桩中部与根尖部差异有统计学意义（p = 0.029*）。按桩设计估计边际均值，双桩PBS最高（7.58 ± 2.07 MPa），显著高于定制桩（6.76 ± 1.15 MPa）和单桩（6.73 ± 1.75 MPa）（p = 0.029*）。按根段估计边际均值，PBS从冠部向根尖部显著降低（p = 0.027*）；冠部最高（7.44 ± 1.54 MPa），与中部（7.15 ± 1.64 MPa）统计相似，但显著高于根尖部（6.49 ± 1.90 MPa）。3.2 失败模式分析：对全部135个标本以60×体视显微镜评估，失败分为四类：水门汀与根管壁间粘接失败（根管壁完全暴露、无粘接剂）；水门汀与桩间粘接失败（根管壁覆盖水门汀）；混合失败（根管壁覆盖水门汀残留）；打印模型内聚失败。卡方检验显示试验组间失败模式分布差异显著（p < 0.0001）。定制桩组以模式2失败为主，尤其根尖部（80.00%）和中部（60.00%）；其冠部变异较大，模式2为40.00%、模式3为26.67%、模式4为33.33%。双桩组显示桩相关粘接失败（模式2）和混合粘接失败（模式3）频率较高；根尖部模式2为64.29%，中部模式2为40.00%、模式3为40.00%、模式1为13.33%，冠部模式4比例高（60.00%）。单桩组以模式1为主，根尖部46.67%、中部33.33%；冠部模式2发生率高（80.00%），反映桩界面粘接较弱。
讨论部分总结：多项研究探索提高喇叭形根管纤维桩固位的方法，但缺乏标准化技术导致结果变异。本研究使用标准化3DP模型和统一粘接方案评估定制与预成（单桩或双桩）纤维桩修复模拟喇叭形根管的PBS和失败模式；观察到PBS和失败模式在试验组间有显著差异，因此拒绝零假设；桩设计和根段均显著影响粘接强度和失败模式。结果中双桩最高、定制次之、单桩最低，与增加适应性和减少水门汀厚度可增强界面粘接的既有发现一致；重衬纤维桩因更薄水门汀层和较少空隙、限制聚合收缩和应力集中而改善粘接。摩擦固位与接触面积直接相关，接触面越大固位越好，可解释冠根向下降的粘接强度；根尖三分之一PBS降低可能与根管内高配置因素（configuration factor, C-factor）导致聚合收缩应力增加、间隙形成和粘接界面削弱有关，也可能与深部根段光传输受限影响双固化自粘接水门汀转化度有关，根尖部直径和表面积减小也提供较少机械锁合和固位。本研究中定制组未超过双桩组，这与Junior et al. 中重衬玻璃纤维桩无论使用何种树脂水门汀均显示最高PBS的结果形成对比；差异可能源于纤维桩与重衬复合树脂之间粘接不足；定制组模式2失败较多，根尖部和中部分别为80.00%和60.00%，显示多数复合树脂和水门汀仍粘于根管壁，在PBS测试中未提供机械阻力；未来需优化纤维桩与重衬复合树脂界面，如通过酸蚀、喷砂或锯齿设计改性纤维桩表面，应用相容粘接剂或使用预硅烷化桩。双纤维桩配置在冠部（8.26 ± 1.54 MPa）和中部（7.77 ± 1.73 MPa）最高，可能归因于机械锁合改善和树脂水门汀体积减少；Lopes et al. 显示通过重衬或辅助桩实现更好桩适应可增加固位并减少水门汀层内空隙；Latempa et al. 显示在主桩旁加入两个辅助纤维桩较小型单桩配置显著改善粘接强度；该技术可能以较少临床复杂性复制解剖定制优点，在重衬不可行时提供可行替代；相反，其他研究报道辅助桩对粘接强度影响有限或不利，提示多桩配置的机械益处可能取决于桩几何、粘接方案和实验条件；因此本研究双桩组更优粘接强度可能反映其在喇叭形根管内更有利的适应，而非增加桩数量本身的固有优势。桩设计与根段缺乏交互作用，表明无论根管水平如何，桩设计持续影响粘接行为。使用3DP树脂代型代替天然牙行PBS测试具有优势：高度标准化根管直径、锥度和长度；标本间可重复性；控制水门汀厚度；消除牙本质小管密度、根管不规则和湿度等解剖混杂因素；减少对拔牙的依赖；数字STL文件可重复制作相同根管构型。局限包括：打印树脂不能复制根本质成分或粘接特性，弹性模量差异可能影响PBS测试中的应力分布，未来值得探索化学成分更接近天然牙组织的材料（骨替代物）；根尖区PBS变异增大，尤其双桩组，提示技术和材料相关因素而非根形态可能造成离散；定制桩组复合树脂与桩间失败比例高，提示该界面较弱，重衬过程中未对桩表面改性或未应用硅烷可能促成该结果；结果不能直接外推至人牙中纤维桩的临床固位或长期存活；体外研究不能完全复制复杂口腔环境中的循环加载、湿度和热应力；仅评估体视显微镜图像，扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）或微计算机断层扫描（micro-computed tomography, micro-CT）有助于评估水门汀膜厚度和适应性；仅使用一种SARC和一种复合树脂，不同树脂水门汀、复合树脂或锯齿桩可能产生不同结果；PBS测试主要评估单方向抗脱位，不能完全代表临床多方向力，需长期疲劳测试和临床评价验证静态条件下发现。结论部分翻译：在本研究中，桩设计显著影响推出粘接强度，双桩配置显示最高值（7.58 ± 2.07 MPa），其次为定制重衬桩（6.76 ± 1.15 MPa），最后为单桩（6.73 ± 1.75 MPa）。在所有桩设计中，粘接强度在冠三分之一最大，并向根尖三分之一逐渐降低。桩设计与根段之间未观察到显著交互作用，表明二者对粘接强度的影响相互独立。失败模式分析中，定制桩主要失败于复合树脂-桩界面，双桩主要显示混合失败，单桩在根管壁粘接失败发生率更高。从临床角度看，双桩可能为改善喇叭形根管固位提供简单有效的方法，为定制纤维桩技术提供实用替代方案。方法学上，本研究建立的新型3D打印模型为牙髓修复材料临床前测试提供高度标准化、可重复平台，避免天然牙解剖变异混杂。
