根管預(yù)備器械的發(fā)展及影響其性能的因素

駱培，樸正根（通信作者）

暨南大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院 （廣東廣州 510000）

根管治療是目前治療各類牙髓炎及根尖周炎患者最有效且常見的方法，而完善的根管預(yù)備是保證治療效果的重要前提，采用專門的器械和方法可徹底去除根管內(nèi)的感染壞死物質(zhì)，形成連續(xù)的根管弧度，為根管充填打下良好的基礎(chǔ)，但是在根管預(yù)備過程中常發(fā)生根管偏移、臺(tái)階形成、器械分離及碎屑推出根尖孔等問題。為減少根管預(yù)備過程中各種不良事件的發(fā)生，對(duì)不銹鋼合金及鎳鈦合金進(jìn)行不同類型的加工處理，可提高根管預(yù)備器械的性能和工作效率。本文通過對(duì)根管預(yù)備器械發(fā)展中最常見的加工處理工藝和其他可能對(duì)性能造成影響的因素進(jìn)行簡介，為醫(yī)師在臨床上選擇合適的根管預(yù)備器械及如何進(jìn)行完善的根管預(yù)備提供參考。

1 不銹鋼器械

自20世紀(jì)60年代以來，不銹鋼合金器械開始在臨床應(yīng)用。隨著鎳鈦器械的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)，無論是減少根管預(yù)備不良事件的發(fā)生，還是提高工作效率,鎳鈦器械都展示出顯著優(yōu)于不銹鋼器械的性能[1]。但是由于不銹鋼器械具有獨(dú)特的剛性，其在臨床上仍有不可替代的地位。有研究表明，可對(duì)不銹鋼器械進(jìn)行熱處理，使其在提高強(qiáng)度的同時(shí)保持延展性、韌性和耐腐蝕性[2]。閆鑫等[3]對(duì)不銹鋼根管銼表面進(jìn)行氮化鈦（TiN）和氮化鋯（ZrN）鍍膜后，與未鍍膜根管銼相比，優(yōu)化工藝鍍膜后的銼切削性能提高了60%～75%，切削模擬樹脂根管數(shù)量提高了1.7～2.0倍，明顯提高了切削性能。

2 鎳鈦合金器械

與不銹鋼合金相比，鎳鈦合金由于具有良好的柔韌性和硬度，自20世紀(jì)80 年代起被廣泛用于根管預(yù)備器械的制備。目前，大部分的根管預(yù)備器械都是按照56%鎳（Ni），44%鈦（Ti）的比例構(gòu)成。鎳鈦器械可分為兩種不同的溫度依賴結(jié)構(gòu)，主要包含奧氏體相的器械和主要包含馬氏體相的器械，與奧氏體相的器械比較，馬氏體相的器械具有更好的靈活性和抗循環(huán)疲勞性能[4]。鎳鈦器械相的組成和其性能取決于環(huán)境溫度和合金是否加熱或冷卻至該溫度，如果溫度高于奧氏體終點(diǎn)溫度（Austenite finish temperature，Af），則合金處于奧氏體相，即堅(jiān)硬并具有超彈性；如果溫度低于馬氏體終點(diǎn)溫度（Martensite finish temperature，Mf），則合金為馬氏體相，即柔軟、易拉伸，并具有形狀記憶效應(yīng)，提示可以通過加溫或冷卻等技術(shù)改變鎳鈦合金的相，從而達(dá)到改善器械性能、提高工作效率的目的。

3 加工處理的鎳鈦合金器械

3.1 熱處理

未經(jīng)熱處理的鎳鈦器械在常溫下多為奧氏體相，經(jīng)過熱加工處理,提高鎳鈦合金的Af，從而在常溫下發(fā)現(xiàn)了更為穩(wěn)定的馬氏體相。Yahata 等[5]的實(shí)驗(yàn)證明通過熱處理可以有效提高鎳鈦器械的靈活性，且熱處理時(shí)間的影響小于熱處理溫度的影響。Chi 等[6]對(duì)ProTaper Universal（Dentsply，瑞士）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)鎳鈦器械進(jìn)行熱處理可以提高抗循環(huán)疲勞性能，600 ℃的熱處理在提高器械抗疲勞性的同時(shí)會(huì)降低器械的切削性能，但在400 ℃時(shí)就可以在提高抗疲勞性的同時(shí)保持器械的切削性能，提示在對(duì)器械進(jìn)行熱處理時(shí)要注意溫度的選擇。

3.2 低溫處理

低溫處理是對(duì)常規(guī)熱處理工藝、淬火和回火的補(bǔ)充，使合金的結(jié)構(gòu)和性能得到改變[7]。低溫處理可增加金屬的耐腐蝕性以及強(qiáng)度，但Sabet等[8]對(duì)Hyflex CM鎳鈦銼（Coltone Hyflex，Altst?tten，瑞士）進(jìn)行液氮低溫處理的實(shí)驗(yàn)和Mohammad 等[9]的實(shí)驗(yàn)都顯示，深度冷凍處理不能提高鎳鈦器械的抗循環(huán)疲勞性能。但George 等[10]對(duì)K3（Sybron Endo，美國）、Hero（Micro Mega，法國）以及RaCe（FKG Dentaire,瑞士）3種鎳鈦器械進(jìn)行深度干燥冷凍處理后發(fā)現(xiàn)，器械的抗循環(huán)疲勞性能得到了改善，可能與合金的奧氏體相完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體相有關(guān)。Kim 等[11]的實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過低溫處理的器械顯微硬度增加，但就切割效率而言，臨床上并沒有發(fā)現(xiàn)顯微硬度的增加。

3.3 其他處理

為改善鎳鈦器械的性能，除熱處理和低溫處理外，還可采用電解拋光（electropolishing，EP ）、物理氣相沉積等表面處理技術(shù)。Chi 等[12]對(duì)運(yùn)用物理氣相沉積技術(shù)對(duì)ProTaper Universal 表 面 進(jìn) 行200或500 mm 的 鈦- 鋯- 硼（Ti-Zr-B）薄膜金屬玻璃沉積，與未處理的銼相比，涂層銼具有更高的抗循環(huán)疲勞性能。Rapisarda 等[13]對(duì)鎳鈦器械表面進(jìn)行熱氮化或氮離子注入處理，發(fā)現(xiàn)可以提高器械的切割能力和耐磨性。

4 幾何外形對(duì)鎳鈦器械的影響

幾何外形對(duì)鎳鈦器械性能和折斷傾向起著決定性的作用。Galal 和Hamdy[14]運(yùn)用三位有限元對(duì)11種可能影響鎳鈦器械分離的幾何外形因素進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)表明具有矩形橫截面、小錐度、低螺距及橫截面中心居中的鎳鈦器械在根管預(yù)備中會(huì)受到更小的應(yīng)力集中，降低鎳鈦器械分離發(fā)生的可能性。Isik 等[15]使用不同長度的ProTaper Next（PTN，Dentsply Sirona，美 國）和ProTaper Gold（PTG，Dentsply Sirona，美國）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究顯示軸長為31 mm 的銼承受到的最大扭轉(zhuǎn)載荷大于軸長為25 mm 和21 mm 的銼，證明軸長的鎳鈦器械較軸短的鎳鈦器械具有更高的扭轉(zhuǎn)載荷和韌性。在Zhang 等[16]的實(shí)驗(yàn)中顯示，橫截面的設(shè)計(jì)對(duì)鎳鈦器械在彎曲或扭轉(zhuǎn)情況下產(chǎn)生的應(yīng)力影響大于鎳鈦器械的錐度和尺寸設(shè)計(jì)。

5 其他影響性能的因素

鎳鈦器械根據(jù)動(dòng)力不同可分為機(jī)用和手用。機(jī)用鎳鈦器械采用了電動(dòng)馬達(dá)，減少了醫(yī)師的操作時(shí)間，提高了工作效率，并且與手用銼相比顯著降低了患者治療后的疼痛發(fā)生率。鎳鈦器械從運(yùn)動(dòng)方式上可分為連續(xù)旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩種模式，Ahn 等[17]的實(shí)驗(yàn)表明，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鎳鈦器械比連續(xù)旋轉(zhuǎn)的鎳鈦器械具有更好的抗循環(huán)疲勞性能，但是在根管預(yù)備過程中會(huì)向根尖孔外推出更多的牙本質(zhì)碎屑，根管清理能力較差，也正因如此，牙髓治療后疼痛在往復(fù)旋轉(zhuǎn)器械中的發(fā)生率更高[18]。有研究顯示，雖然根管預(yù)備后產(chǎn)生牙齒裂紋的情況不可避免，但是往復(fù)運(yùn)動(dòng)器械與連續(xù)旋轉(zhuǎn)器械相比，產(chǎn)生牙齒裂紋的可能性較小[19]。此外，自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)的Twisted File Adaptive（TFA，SybronEndo，美國）在應(yīng)力較小時(shí)采取連續(xù)旋轉(zhuǎn)，隨著切割牙體組織增多，所受應(yīng)力較大時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，研究表明自適應(yīng)系統(tǒng)可以降低根管治療后患者疼痛發(fā)生的概率[20]，并且通過這種適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)可以增加器械的耐用性，減少牙本質(zhì)裂縫的發(fā)生[21]。

6 總結(jié)

隨著鎳鈦合金的加工工藝不斷發(fā)展，根管預(yù)備器械得到了改良，有效地減少了根管預(yù)備過程中各類并發(fā)癥的產(chǎn)生，提高了預(yù)備效率。但是，國內(nèi)外的研究均表明，至今尚未出現(xiàn)能將根管徹底預(yù)備的器械，由于受根管解剖形態(tài)（如C型、扁橢圓形根管等）的復(fù)雜性以及根管彎曲度的影響，即使遵循標(biāo)準(zhǔn)的根管預(yù)備流程，顯微鏡下仍存在未預(yù)備到的“死區(qū)”，這些“死區(qū)”內(nèi)遍布細(xì)菌生物膜的殘留物，在主根管內(nèi)也顯示出有器械無法到達(dá)的區(qū)域[22-23]。因此，臨床醫(yī)師要熟練掌握各類根管的解剖形態(tài)以及不同器械的性能，根據(jù)病例選擇合適的根管預(yù)備器械以及沖洗藥物，以達(dá)到良好的根管預(yù)備效果，減少并發(fā)癥的產(chǎn)生。