彎曲根管預(yù)備后鎳鈦銼的疲勞性和根管中心定位能力的研究*

繆 羽，龍 洋，祁安舒

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院口腔科，內(nèi)蒙古 包頭 014030；2.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué))

根管預(yù)備時，鎳鈦器械于根管內(nèi)來回旋轉(zhuǎn)、往復(fù)切割根管壁，既去除大部分根管內(nèi)及粘附于根管壁的細(xì)菌及其毒素，又承受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力對金屬器械的損傷，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定閾值時可導(dǎo)致器械分離，影響根管治療成功率[1]。受根管彎曲度、形態(tài)等影響，不同鎳鈦器械接觸根管時，在根管不同部位、側(cè)壁切削量不同，表現(xiàn)為根管外側(cè)壁切削量過大，內(nèi)外側(cè)壁非均勻一致，根管偏移發(fā)生，即中心定位能力不同，因此中心定位能力是評價鎳鈦器械是否能夠保持根管原始走形的重要指標(biāo)[2]。綜上所述，本研究通過在模擬的彎曲根管內(nèi)應(yīng)用3種不同鎳鈦銼根管預(yù)備，就器械的抗折能力(抗疲勞性)、中心定位能力，切削效率、操作安全性等對比分析，為臨床上彎曲根管鎳鈦器械提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1研究內(nèi)容 選取國際標(biāo)準(zhǔn)號單彎透明樹脂模擬彎曲根管45個(彎曲度為35°)，分3組(15個/組)，由同一實驗人員分別使用Wave One(21/06、25/08)、ProTaper Next(17/04、25/06)和TF(Twisted file)(20/04、25/06)3種用鎳鈦器械同種預(yù)備技術(shù)根管預(yù)備。Adobe Photo Shop CC 2018軟件對預(yù)備前、后的樹脂牙根管圖像疊加，ImageJ2x軟件測量疊加后圖像的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時放大鏡下觀察記錄預(yù)備后每支器械變形情況及預(yù)備時間。

1.2主要實驗器械、材料 手用不銹鋼銼C銼10號(VD-V040368025010,VDW GMBH)；Protaper SX[登士柏(天津)國際貿(mào)易有限公司，美國]；Wave One Primary(21 mm)21/06、25/08(YZB/SWI，MATLLEFER INSTRUMENTS HOLDING SARL,美國)；Protaper Next(21 mm)17/04、25/06[登士柏(天津)國際貿(mào)易有限公司，美國]；Twisted File(21 mm)20/04、25/06(SybronEndo,Germany)；照相機(jī)(EOS 700D，Canon)；×10放大鏡(FTMC 1005-10X,GAOPIN)；圖像處理軟件ImageJ2x(National Institutes of Health,美國)；拍照固定裝置(自制)。

1.3方法 步驟：(1)選用10號C銼疏通三組所有樹脂根管(工作長度17.0 mm)，蒸餾水沖洗和吸潮紙尖干燥根管。黑色墨水注入根管內(nèi)，固定拍照，作為預(yù)備前樹脂根管的原始圖片。清除黑色墨水，干燥后待用。(2)SX開口銼預(yù)備所有樹脂牙的根管上2/3段，然后分別使用Wave One、ProTaper Next和TF機(jī)用鎳鈦銼在Crown Down技術(shù)下根管預(yù)備。每種鎳鈦銼均3個運動周期徹底根管清理，每種銼使用5次后記錄變形折斷情況并棄置。每2支器械使用間隙EDTA凝膠潤滑器械并蒸餾水沖洗根管，每次預(yù)備前10號C銼通暢根管。所有操作均由同一位有經(jīng)驗的醫(yī)生完成。(3)預(yù)備完成的所有根管干燥后注射紅色墨水，同角度同距離拍照，收集預(yù)備后根管圖片45張。選距根尖孔l.0 mm處為第一個觀測點，沿根管長軸方向每間隔1 mm為另一個觀測點，共選擇8個觀測點。測量每個觀測點預(yù)備前后根管內(nèi)、外側(cè)壁樹脂去除量和內(nèi)外側(cè)樹脂去除量之差(中心定位力=內(nèi)側(cè)去除量-外側(cè)去除量)，精確到0.001 mm。(4)觀察記錄5次使用后每種鎳鈦器械變形、分離情況和預(yù)備完成時間(剔除中途沖洗、更換器械、記錄等非工作時間)。

2 結(jié)果

2.13種鎳鈦銼預(yù)備后抗疲勞性比較 放大鏡下3種不同鎳鈦銼預(yù)備后器械變形及折斷情況見表1。

表1 3種鎳鈦銼預(yù)備后器械變形及折斷情況

2.23種鎳鈦銼根管預(yù)備效率比較 通過分析每種鎳鈦銼完成根管預(yù)備時間比較其工作效率，Wave One的預(yù)備時間為(51.81±9.44)min，ProTaper Next為(97.82±24.20)min，TF為(275.11±62.95)min，組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=134.897,P=0.001)。

2.33種鎳鈦銼中心定位能力比較

2.3.13種鎳鈦銼根管預(yù)備前后根管內(nèi)側(cè)壁樹脂去除量比較 通過樹脂牙根管預(yù)備前、后照片圖像重疊對比，測量計算8個觀測點根管內(nèi)側(cè)壁樹脂去除量，見表2、圖1。

表2 三種鎳鈦銼預(yù)備后根管內(nèi)側(cè)壁樹脂去除量(mm)

圖1 樹脂根管預(yù)備前后照片重疊后，8個觀測點測量的根管內(nèi)側(cè)壁樹脂去除量注：A為Wave One組6號，B為ProTaper Next組16號，C為TF組44號，圖中黑色線條所示為內(nèi)側(cè)壁樹脂去除量(單位mm)

2.3.23種鎳鈦銼根管預(yù)備前后根管外側(cè)壁樹脂去除量比較 通過樹脂牙根管預(yù)備前、后照片圖像重疊對比，測量計算8個觀測點根管外側(cè)壁樹脂去除量，見表3、圖2。

表3 三種鎳鈦銼預(yù)備后根管外側(cè)壁樹脂去除量(mm)

圖2 樹脂根管預(yù)備前后照片重疊后，8個觀測點測量的根管外側(cè)樹脂去除量注：A為Wave One組6號，B為ProTaper Next組16號，C為TF組44號，圖中黑色線條所示為外側(cè)樹脂去除量(單位mm)

2.3.33種鎳鈦銼根管預(yù)備后中心定位能力比較 通過樹脂牙根管預(yù)備前后根管內(nèi)側(cè)樹脂去除量與外側(cè)樹脂去除量之差值，分析其中心定位能力，見表4。

表4 3種鎳鈦銼根管預(yù)備后不同觀測點的中心定位能力(mm)

3 討論

本研究中3種器械預(yù)備前均使用SX開口銼進(jìn)行根管上2/3段預(yù)備，擴(kuò)大根管口，減少因器械型號、錐度不同導(dǎo)致的根管口阻力；因3種鎳鈦器械各自特點，本研究中采用了錐度相近且均勻增加、數(shù)量一致的型號，即Wave One(21/06、25/08)、ProTaper Next(17/04、25/06)和TF(20/04、25/06)，均2支，達(dá)到了預(yù)備過程相似性，糾正因種類、型號不同對器械變形、折斷產(chǎn)生的偏倚。

鎳鈦合金材料性能、表面處理技術(shù)、鎳鈦銼的型號、錐度、橫截面的設(shè)計等影響鎳鈦器械旋轉(zhuǎn)疲勞抗性。TF鎳鈦銼的組成結(jié)構(gòu)是R-Phase鎳鈦絲，雖采用一體式設(shè)計較傳統(tǒng)鎳鈦銼柔韌性高70 %[3]，抗疲勞能力有所提高，但其金屬結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的奧氏體合金，彈性模量84-98GPa，較堅硬。ProTaper Next和Wave One鎳鈦銼由彈性功能更好的經(jīng)過特殊熱處理過程的可控記憶型鎳鈦合金CM鎳鈦金屬制造[4]，以馬氏體相為主，較柔軟，彈性模量在31～35 GPa，馬氏體的優(yōu)越性能之一就是可提高金屬抵抗疲勞斷裂的性能[5]，故ProTaper Next和Wave One較TF具有更好的靈活性和更高的疲勞抗性，在對抗根管預(yù)備過程中產(chǎn)生的不良應(yīng)力等方面更有優(yōu)勢。Shen等[6]研究得出結(jié)論，四方形橫截面的鎳鈦銼疲勞抗性高于三角形設(shè)計，ProTaper Next為平行四邊形的橫斷面，偏心矩形設(shè)計，在保留切削效率的基礎(chǔ)上，銼的柔韌性提高。螺紋角度連續(xù)變化的變錐度和無切削功能的安全尖端設(shè)計，既快速有效地移除切削碎屑，防止堵塞根尖孔，也間接避免了其在旋轉(zhuǎn)過程中卡塞在根管中，優(yōu)越地保持在根管中心預(yù)備的能力和預(yù)備后根管彎曲段的初始形態(tài)[7]。Wave one橫截面是凸“△”形，螺紋間距大，切割效率高，可減少根管制備時間40 %。本研究數(shù)據(jù)也證實了Wave one鎳鈦銼工作效率高，TF鎳鈦銼的器械變形率及折斷率較高。

中心定位能力是根管器械在根管預(yù)備時保持根管軸中心的能力，數(shù)值越小，越居于根管軸中心，根管偏移量越小[8]。根管預(yù)備的周期循環(huán)反復(fù)旋轉(zhuǎn)運動中，受根管最大彎曲(大多數(shù)研究彎曲的核心部位往往在距離器械尖端5～7 mm處，即根管的中下1/3交界處[9])的內(nèi)外側(cè)部位受到壓縮應(yīng)力和拉伸應(yīng)力作用，器械出現(xiàn)損傷及疲勞，斷裂[10]；內(nèi)外側(cè)切削量不均，導(dǎo)致根管偏移，中心定位力改變。本研究中，3種鎳鈦銼預(yù)備根管后，根管外側(cè)壁樹脂去除量從根尖1.0 mm以上，內(nèi)側(cè)壁切削量從根尖2.0 mm，差值從根尖2.0 mm以上有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，也充分說明了彎曲處外側(cè)壁受到的拉伸應(yīng)力大于內(nèi)側(cè)壁，對器械損傷更大，影響中心定位力。數(shù)據(jù)中以Wave One組切削量最大，故其中心定位能力3者中相對最差。Kim等[11]研究表明，根尖2.0 mm內(nèi)有78 %的根尖分歧和85 %側(cè)枝根管，是根管感染最嚴(yán)重的區(qū)域，多數(shù)細(xì)菌及其毒素附著于此。根尖2.0 mm的有效清除感染和保持根管原始形態(tài)、對根管充填嚴(yán)密，提高根管治療效果至關(guān)重要。Wu等[12]在使用重度彎曲的樹脂根管實驗認(rèn)為，ProTaper Next的運動模式至其中心定位能力優(yōu)于Wave One，能較好地保持預(yù)備后根管在根管彎曲段的初始形態(tài)。本研究的結(jié)果顯示，2.0 mm范圍內(nèi)ProTaper Next較TF的內(nèi)外側(cè)壁切削量大，中心定位能力好，表明從去除根管內(nèi)外側(cè)壁玷污層角度，Wave One效果好，但造成根管偏移較大，不宜用于彎曲度大的根管治療；ProTaper Next在彎曲的根尖感染嚴(yán)重的根管，既能有效去除感染，又大大減少根管偏移，具有良好的臨床應(yīng)用意義。3 mm以上TF的中心定位能力優(yōu)于ProTaper Next，說明TF鎳鈦銼在根管中上段具備較好的中心定位力，TF在連續(xù)旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動和適應(yīng)根管形態(tài)這三種運動下的成形能力都較強，3 mm以上根管其優(yōu)勢在往復(fù)運動中更能體現(xiàn)[13]，這一點與國內(nèi)學(xué)者尼娜[14]在TF成形能力的實驗研究相似，即在其大部分病例中，TF銼中心定位能力優(yōu)于ProTaper，但基于TF銼折斷率相對高和TF預(yù)備效率低[15]，本研究TF預(yù)備時間最長，故在臨床中很少使用，但其中心定位力較好的性能特點可為鎳鈦器械發(fā)展予以啟示。

綜上所述，ProTaper Next鎳鈦銼更適用于彎曲根管的根尖預(yù)備，可見有較少根尖部根管偏移的發(fā)生；Wave One鎳鈦銼切削效率高，適合彎曲度低的根管治療；TF鎳鈦器械變形率及折斷率較高，提示臨床上應(yīng)謹(jǐn)慎使用。