《BMC Oral Health》:Fracture behavior of endodontically treated premolars restored with direct and indirect restorations: an in vitro study
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背景
根管治疗牙(Endodontically Treated Teeth,ETT)在抵抗咬合力所致断裂方面面临挑战。本研究旨在评估采用创新型自粘接大块充填树脂基复合材料(resin-based composite,RBC)(Stela,SDI Limit
背景
根管治疗牙(Endodontically Treated Teeth,ETT)在抵抗咬合力所致断裂方面面临挑战。本研究旨在评估采用创新型自粘接大块充填树脂基复合材料(resin-based composite,RBC)(Stela,SDI Limited,Australia)、短纤维增强复合材料(short-fiber-reinforced composite,SFRC)(EverX flow,GC.,Tokyo,Japan)、传统纳米混杂型树脂基复合材料(RBC)(Filtek Z250 XT,3M ESPE,St. Paul,MN,USA)以及计算机辅助设计/计算机辅助制造(Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing,CAD/CAM)锂二硅酸锂(Lithium Disilicate)(Emax,Dentsply Sirona,Bensheim,Germany)牙髓腔固位冠(Endocrown)修复的根管治疗前磨牙的断裂抗力(fracture resistance,FR)。
方法
断裂抗力测试共纳入44颗离体人上颌前磨牙。完成根管治疗后,由同一名操作者制备标准化近中-咬合面-远中(mesio?occlusal?distal,MOD)洞形,并依据所用修复材料分为4组(n=11)。F1组:采用Stela树脂基复合材料修复根管治疗牙,材料以单次5 mm增量置入洞内。F2组:采用EverX Flow复合材料修复,充填后光照固化20 s,保留2 mm咬合面层,再以纳米混杂型复合材料(Filtek Z250 XT)完成修复。F3组:仅采用Filtek Z250 XT树脂基复合材料修复。F4组:采用CAD/CAM Cerec MCXL锂二硅酸锂牙髓腔固位冠修复,使用Omnicam扫描预备体,并通过CEREC Premium Software(version 4.4)完成修复体设计。对于直接修复组,利用Tofflemire成形片夹及成形片重建邻面壁。所有修复后牙体均采用万能试验机进行断裂抗力测试(Instron?设备搭载Bluehill Lite Software;记录每个试样的失效载荷,单位为Newton)。每个试样均单独安装于配备5 kN载荷传感器的计算机控制试验机上,丙烯酸树脂块固定于下方固定夹头。
结果
统计学分析采用SPSS 27?、GraphPad Prism?及Microsoft Excel 2016完成。通过Shapiro-Wilk检验和Kolmogorov-Smirnov检验评估数据正态性,结果显示数据呈非参数分布。组间比较显示差异具有统计学意义(P<0.0001),其中F4组(Endocrown)表现最佳(1427.73 ± 156.96),显著优于所有直接修复材料。相较之下,3个直接修复组间虽均值略有差异,但无统计学显著性差异。F2组(EverX+Z250,均值:619.87 ± 186.41)高于F1组(Stella,均值:561.75 ± 173.74),P = 1.000;亦高于F3组(Z250,均值:452.22 ± 202.72),P = 0.471。F1组(Stella)高于F3组(Z250),但差异亦无统计学意义(P = 0.838)。
结论
尽管锂二硅酸锂牙髓腔固位冠显示出更优越的断裂抗力,但直接修复材料在常规临床应用中仍可作为可接受的替代方案。然而,鉴于体外研究设计固有的局限性,仍需谨慎解读上述结果。
该文发表于《BMC Oral Health》,聚焦根管治疗后前磨牙在大范围缺损状态下的修复策略选择问题。根管治疗牙(ETT)由于龋坏、窝洞预备及髓腔顶去除,常出现牙体组织削弱、韧性下降与断裂抗力(FR)降低。对上颌前磨牙而言,因其解剖形态及受力特点,在复杂近中-咬合面-远中(MOD)洞形下更易发生灾难性折裂。传统全冠或桩核冠虽可提供覆盖保护,但往往需要进一步磨除健康牙体组织,不利于微创保存。与此同时,直接树脂修复虽更保守,但聚合收缩应力、深部固化不足及裂纹扩展控制能力有限,均可能影响长期力学表现。因此,在尽可能保存剩余牙体组织的前提下,比较不同直接与间接修复方式对根管治疗前磨牙抗折性能的影响,具有明确的临床价值。
基于这一背景,研究人员围绕4种具有代表性的修复方案开展比较:创新型自粘接大块充填树脂基复合材料Stela、短纤维增强复合材料EverX Flow联合纳米混杂树脂Filtek Z250 XT、单纯Filtek Z250 XT直接修复,以及CAD/CAM锂二硅酸锂牙髓腔固位冠(Endocrown)间接修复。研究假设为:4种修复方式用于根管治疗上颌前磨牙后,其断裂抗力不存在显著差异。研究结果否定了该零假设,显示间接Endocrown修复的断裂抗力显著高于3种直接修复方式,而3种直接修复材料之间未见统计学显著差异。该结论提示,对于受力要求较高或缺损较大的根管治疗前磨牙,锂二硅酸锂Endocrown具有明显力学优势;而在常规临床条件下,直接复合树脂修复仍具有可接受的应用前景。
本研究主要采用以下关键技术方法:纳入44颗来源于正畸拔除患者、年龄20–35岁的离体健康上颌恒前磨牙,完成标准化根管治疗后按修复材料随机分为4组(每组11颗)。直接修复组统一制备标准化MOD洞形;Endocrown组采用水平对接式(butt-joint)预备并制备2 mm厚修复体。F4组通过Omnicam扫描、CEREC Premium Software设计及CEREC MCXL切削完成CAD/CAM锂二硅酸锂修复体制作。全部试样经万能试验机实施轴向静态压缩加载,记录失效载荷(N);统计学上采用Shapiro-Wilk检验、Kolmogorov-Smirnov检验、Kruskal-Wallis检验及Dunn事后两两比较分析组间差异。
在研究结果部分,论文首先以“Evaluation of fracture resistance (Newton)”为标题呈现核心发现。研究人员通过万能试验机测得各组断裂载荷,并经非参数统计分析证实组间总体差异显著(P<0.0001)。其中,F4组即锂二硅酸锂Endocrown组获得最高平均断裂抗力,为1427.73 ± 156.96 N,显著高于所有直接修复组,优势幅度约为808–976 N。这一结果表明,在本研究设定的标准化前磨牙缺损与加载条件下,采用CAD/CAM制备的锂二硅酸锂牙髓腔固位冠能够最有效提高根管治疗前磨牙的抗折能力。
同一结果标题下的进一步两两比较显示,3种直接修复方案之间虽存在均值差异,但均未达到统计学显著性。F2组即EverX Flow联合Filtek Z250 XT组平均断裂抗力为619.87 ± 186.41 N,为直接修复组中最高;F1组即Stela组为561.75 ± 173.74 N,居中;F3组即单纯Filtek Z250 XT组为452.22 ± 202.72 N,为直接修复组中最低。尽管F2高于F1与F3,F1亦高于F3,但P值分别为1.000、0.471和0.838,提示这些差异在统计学上并不显著。由此可见,短纤维增强策略及新型自粘接大块充填材料虽表现出一定数值优势,但在本研究样本量和试验条件下,尚不足以证明其较传统纳米混杂直接树脂具有明确统计学优势。
在Discussion部分,作者首先指出,根管治疗牙修复之所以持续构成临床挑战,在于其剩余牙体组织常因广泛龋损、外伤、既往修复以及开髓预备而受到显著削弱。随后,作者结合材料学特征对结果进行归纳。对于Stela,论文强调其为化学自固化、自粘接型大块充填树脂基复合材料,采用基于氢过氧化物的引发体系,不依赖光照深度即可完成聚合,因此理论上在深窝洞内可获得更充分聚合,并可能改善界面封闭。对于EverX Flow,作者指出其作为短纤维增强复合材料(SFRC),在树脂基质中含有E-glass纤维,能够抑制裂纹起始与扩展,提升材料韧性和抗折性能。对于Filtek Z250 XT,虽然其具备良好的耐磨性与机械性能,但在复杂MOD缺损和应力集中环境下,单独使用时可能难以充分应对根管治疗牙的受力需求。对于Endocrown,作者认为其依赖髓室内部形态获得固位,避免桩钉等额外固位结构,兼具微创性、数字化流程效率及陶瓷材料的高强度优势,而锂二硅酸锂兼具美学表现与较高抗弯强度,是制作该类修复体的理想材料。
论文还讨论了直接修复组之间未见显著差异的可能背景,但并未将其上升为确定性结论,而是指出这种现象可能与不同复合树脂的聚合动力学、修复技术敏感性、牙本质基底厚度与质量、应力分布差异及样本量限制有关。作者同时强调,应谨慎解读体外断裂抗力试验结果,因为实验室环境无法完全模拟口腔内复杂生物学条件,如pH波动、唾液作用、微生物群影响以及功能状态下的斜向载荷和循环疲劳。基于此,论文提出后续研究宜纳入热机械疲劳测试,并比较不同预备设计,如是否增加牙本质箍效应(ferrule)及不同髓室深度等,以更全面评估修复体生物力学表现。此外,作者认为仍需前瞻性纵向临床试验,以验证不同修复材料在真实口腔环境中的长期有效性和耐久性。
研究结论部分可译述如下:在当前体外研究的局限范围内,Emax(CAD/CAM)锂二硅酸锂Endocrown的表现显著优于所有受试直接修复材料,支持其在临床要求较高的情境中应用。各类直接修复材料表现相近,提示其在常规修复治疗中具有一定临床可互换性。短纤维增强复合材料(SFRC)EverX Flow及常规纳米混杂Filtek Z250 XT树脂基复合材料联合修复的断裂抗力,均优于单独使用传统纳米混杂Filtek Z250 XT。创新型Stela自粘接大块充填树脂基复合材料(RBC)显示出有前景的断裂抗力结果。未来宜通过热机械疲劳试验及多样化预备设计进一步评估本研究材料的生物力学性能,并通过前瞻性纵向临床研究确认不同修复材料在口腔环境中的长期存活性与疗效。