目前在临床上应用的桩核根据材料可分为金属桩、纤维桩和瓷桩。铸造金属桩由于其良好的物理性能一直被广泛应用于临床^[3]。然而, 由于其具有腐蚀性、美学修复效果差及致敏性等缺点, 铸造金属桩的应用受到了限制。纤维加强复合树脂桩核在材料学上已经比较成熟。复合树脂从初代的大颗粒填料树脂发展到纳米填料复合树脂。纤维桩是由树脂基质包裹经过预拉伸的纤维束构成, 其显微结构是以纤维的直径粗细、密度大小以及树脂基质和纤维间的粘结质量为基础的; 纤维桩根据增强纤维的类型分为玻璃纤维桩、石英纤维桩、碳纤维桩和有机硅纤维桩等, 临床中最常用的是前两者^[4]。

桩核的固位形与牙体的抗力形存在平衡关系, 因此桩的根内长度与冠部长度应存在一个理想的平衡点。从半个世纪前开始, 关于桩核修复根管预备的常规预备深度一直沿用牙根长度的2/3~3/4^[5]。传统学说提倡在不破坏根尖封闭的前提下桩应该尽可能长, 强调依靠桩的长度来增加冠部修复体的固位力。然而, 口腔材料学的发展日新月异, 纤维桩树脂核代替金属桩^[6], 树脂类水门汀代替传统的磷酸锌﹑聚羧酸锌水门汀^[7], 全瓷修复体代替传统的金属﹑烤瓷修复体^[8], 全酸蚀和自酸蚀牙体粘接技术以及针对各种修复体的表面处理理论也日趋完善^[9]。

从材料学的角度来看, 这些发展带来的变化主要有：第一, 桩核材料的力学性质有较大改变。传统的金属桩的弹性模量远高于牙本质, 而纤维桩树脂核与牙本质更加接近。接近牙本质弹性模量的桩在一定弹性范围内能使应力沿桩道内牙本质均匀分布, 当弯曲应力超过一定范围, 弹性模量较大的桩将不再随着牙齿发生弹性形变, 由面接触变成点接触, 从而产生应力集中。这使得纤维桩修复的牙体较金属桩不容易产生应力集中, 但其缺点也显而易见, 即应力不容易分担到纤维桩内, 对桩核修复的整体抗折能力提升不如金属桩明显。第二, 对牙体以及修复体粘接技术的提高使桩核的固位不再仅依靠机械力维持, 其化学结合实现了牙体和修复装置的一体化。新材料的应用使桩核的设计理念上发生改变, 对于粘结力强的纤维桩, 桩长应在保持足够固位力的前提下最小化, 因此近年来出现了许多针对纤维桩长度的研究。

大量文献指出, 与金属桩比较, 纤维桩对增加剩余牙体组织强度, 防止牙根折裂起重要的作用, 但对抗折性能影响较金属桩小^{[3, 10, 11]}。国内外对纤维桩长度的研究多集中在玻璃纤维桩、碳纤维桩和金属桩的长度比较。表1归纳了有关桩核修复结构长度的研究文献和主要影响因素^{[12, 13, 14, 15]}。McLaren等^[16]和Santos-Filho等^[19]的研究结果显示, 金属成品桩和铸造桩的强度随桩长度增加而增加。Jindal等^[21]和Amarnath等^[22]的研究结果显示玻璃纤维桩的强度随桩长度增加而增加, 而Ramí rez-Sebastià 等^{[14, 15]}的研究支持纤维桩的强度增加与桩长度增加间无统计学意义。Chuang等^[18]的研究支持金属成品桩的强度随桩长度增加而减少, 可能因为桩长度过度增加造成根中下1/3应力过度集中, 削弱了牙根本身的强度。Meng等^[12]报告了不同牙本质肩领高度和不同预备体高度的桩核修复体强度, 发现其他因素相同的情况下牙本质肩领越高强度越大, 预备体越高强度越小。在同一学者的另一篇文献^[13]结果为牙本质肩领高度2 mm组强度小于无牙本质肩领组, 因为预备体高度的影响较之牙本质肩领更大导致结果不同。Ferrari等^[25]的有限元研究结果显示纤维桩长度对应力分布无明显影响。目前的研究显示骨内长度大多随根内长度被动变化, Mobilio等^[15]的研究专门涉及桩在骨内长度变化, 但强度的结果标准差很大, 这主要因为当骨内长度太短, 甚至为负数时, 测量的主要是牙根本身的强度, 桩的加强作用影响很小, 同时也说明桩在骨内长度对实验结果的影响易与其他因素协同作用。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 桩核结构长度的文献回顾 Table 1 Previously published studies on post length 第一作者 牙位 桩和修复体 类型 牙本质肩领 高度（mm） 预备体 高度（mm） 桩在根内 长度 （mm） 桩在骨 内长度 （mm） 实验结果（抗折强度平均值） 备注 下颌前 磨牙 镍铬合金冠 0, 2 5, 7 8, 10 6, 8 37° 24 h水中储藏, 30° 加载 下颌前 磨牙 CFP镍铬合 金冠 0, 1, 2 5, 6, 7 8, 9, 10 6, 7, 8 37° 24 h水中储藏, 30° 加载 Ramí rez- 上颌中 切牙 GFP 复合树脂 冠, 铸瓷冠 2 6 5, 10 1, 6 下颌前 磨牙 GFP钴铬 合金冠 2 5 5, 7 -2, 0, 1, 3 冷热循环1 500次, 机械循环1 500次, 45° 加载 单根前 磨牙 GFP, QFP, SSP复合 树脂核 无 4 5, 10 4, 9 37° 24 h水中储藏, 90° 加载 上颌尖牙 GFP镍铬 合金冠 0 6.5 5, 7.5, 10 2, 4.5, 7 45° 加载 上颌中 切牙 GFP, CFP, SSP镍铬合 金冠 1.5 未明确 5, 10 3, 8 冷热循环1 500次, 45° 加载 牛上颌中 切牙 镍铬合金冠 0, 2 8 7, 12 6, 11 45° 加载 上颌尖牙 QFP, GFP, 镍铬合金冠 1, 1.5, 2 6 11, 10.5, 10 8, 7.5, 7 50° 加载 上颌中 切牙 镍铬合金冠 未明确 6 5, 10 2, 7 50° 加载 下颌前 磨牙 GFP, SSP无 修复体, 复 合树脂充填 无 4 1, 4, 7 1, 4, 7 90° 加载 上颌中 切牙 GFP 无修复体, 无牙体预备 无 无 5, 7, 9 4, 6, 8 冷热循环1 500次, 60° 加载 上颌中 切牙 GFP复合树 脂核 无 9 6, 9, 12 4, 7, 10 6 mm< 9 mm< 12 mm 135° 加载 上颌中 切牙 GFP复合树 脂冠 2.6 6.6 9, 7, 5 6.4, 4.4, 2.4 桩长对应力分布无明显影响 有限元, 0° , 30° , 60° 加载 注 GFP：玻璃纤维桩; CFP：碳纤维桩; QFP：石英纤维桩; ZP：氧化锆桩; SSP：成品金属桩; MCP：铸造桩。

表1 桩核结构长度的文献回顾 Table 1 Previously published studies on post length

纤维桩长度实验结果不一致的原因有以下几点。首先, 金属桩弹性模量大, 对长度因素影响更为敏感, 而纤维桩弹性模量与牙本质接近, 长度的影响更不容易表现出来。第二, 实验受离体牙试件形态不完全一致等因素影响, 使得桩长数值设定过于接近时, 桩长影响小于试件形态一致性的影响, 导致长度影响因素无法区分。第三, 影响桩核修复长度的因素较多, 不同文献对影响因素没有统一（如预备体高度、牙本质肩领高度、桩在根内长度和桩在骨内长度等）, 因素间的影响无法区分也导致实验结果不同。

纤维桩长度影响因素的量化问题对指导临床应用有重要意义。通过文献回顾, 目前尚无研究能得出量化的规律, 单一因素引起的变化趋势有些也还在讨论阶段, 还未进展到能明确量化这一步。如有些学者认为桩越长越粗, 对牙体破坏越大, 抗折性能反而下降^[18]。

桩核修复的成功需要桩﹑核﹑冠和牙体﹑牙槽骨间固位形和抗力形的平衡。桩核修复失败常发生桩核松脱, 多与冠一起脱落, 主要见于牙本质肩领过短和基牙较长的病例^[8]。在牙冠和牙根长度不变以及保证根尖封闭和冠所需空间的前提下, 桩核以及牙槽骨在长度可以分解为如图1所示的6个因素：牙本质肩领高度（FH）, 桩在根内长度（PLIR）, 桩在骨内长度（PLIB）, 预备体高度（AH）, 核的长度（CL）, 桩在骨外的长度（PLOB）。

图1

Figure 1

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	图1 桩核修复的力学平衡假设 FH：牙本质肩领高度; PLIR：桩在根内长度; PLIB：桩在骨内长度; AH：预备体高度; CL：核的长度; PLOB：桩在骨外的长度。Figure 1 Mechanical equilibrium hypothesis of fiber post-core restorations

根据文献回顾可以得到以下规律：当牙本质肩领高度, 桩在根内长度和桩在骨内长度增加时, 纤维桩核结构的抗折强度增加; 当预备体高度增加时, 纤维桩核结构的抗折强度减少。

综上所述, 纤维桩核结构的弹性模量较金属桩低, 不容易产生应力集中, 但对牙体抗折性能的提升不如金属桩明显。桩核结构长度的力学平衡受桩在根内的长度、桩在骨内的长度、牙本质肩领高度、预备体的高度、核的长度和桩在骨外的长度等因素共同影响, 各因素间的相互关系以及影响程度还有待进一步研究。