超声冲洗在根管治疗术中的应用

刘思毅 综述;董艳梅 审校

(北京大学口腔医学院牙体牙髓科，北京 100081)

根管预备是根管治疗术的关键步骤，包括根管的机械预备和化学冲洗。根管冲洗的目的是清除根管内残余牙髓组织和微生物，同时去除预备过程中产生的玷污层和牙本质碎屑［1］。传统的冲洗方法是注射器冲洗，由于根管系统的结构非常复杂，常常难以达到理想的根管冲洗效果。

Richman(1957)首先将超声设备用于根管治疗术。最初超声以主动锉(ultrasonic instrumentation，UI)的形式用于根管预备中，即超声锉与根管壁直接接触，后来发现这种方法不好控制牙本质的切削量，因而不能使根管很好的成形［2］。Weller等(1980)提出被动超声冲洗(passive ultrasonic irrigation，PUI)［3］，即冲洗过程中，器械不与根管壁接触，其方法为:在清洁、成形根管后，将小号锉或光滑髓针置根管中央，长度达根尖区，利用超声使冲洗液振动产生空穴效应、声流效应、热效应，继而去除根管内的微生物、玷污层、牙本质碎屑。与传统注射器冲洗相比，超声冲洗对根管内细菌、牙本质碎屑、玷污层的清洁作用都具有更好的效果，而且超声冲洗对侧支根管、根管峡部等特殊结构能起到更好的清洁作用［4］。超声冲洗还可减少冲洗过程中推出物的量［5］，并能提高根管充填效果［6-7］。目前，超声冲洗越来越广泛地应用于根管治疗术中，以期提高根管预备的效果。本文拟就超声冲洗的机制、效果、影响因素等作一综述。

1 超声冲洗的机制

关于超声冲洗的机制，目前主要的观点认为是空穴效应和声流效应，近年来热效应也越来越多地被认可。

1.1 空穴效应(cavitation)

空穴效应是指在高声强的超声波作用下，由超声波所产生的足够大的拉应力使液体中形成气泡或所谓空穴，这些气泡在瞬间破裂的同时可产生高压，使悬浮在液体中的固体杂质、细胞以及微生物等遭到破坏［8-9］。空穴效应包括稳定空穴作用和瞬间空穴作用，稳定空穴作用是指线性振动，即气泡在大小上的增大和缩小;瞬间空穴作用是指非线性振动，即气泡增大到一定程度，突然猛烈爆破产生巨大能量，如冲击波，能够分解生物组织［2］。只有锉能够自由振动或轻微触壁时，才能产生瞬间空穴效应。

1.2 声流效应(acoustic streaming)

声流效应是指小的物体在振动时，其附近的液体不依赖时间、无方向性循环所产生的作用，常呈现为沿着整个锉向内和向外的涡流［10］。声流在锉尖端周围速度更快，振幅更强，涡流的综合效果产生一种从根尖向冠方的流动。声流速度(ν)、振幅(ε0)和频率(f，ω =2πf)与锉的半径(α)间的关系为:ν=ωε02/α，因此，频率越高，振幅越大，锉越细，则声流速度越强(图1)［11］。声流效应可产生剪切力，以去除根管壁上的碎屑和玷污层，同时使进入声流区的生物物质受到剪切力而分解［11］。

图1 声流效应示意图［11］

1.3 热效应

有观点认为超声锉振动时所产生的热量，会使根管冲洗液NaClO的温度升高，继而增强其灭菌和溶解有机物的能力［12-14］。Marco 等［14］以离体上颌尖牙为模型，观察超声冲洗对温度的影响，结果发现在前20 s内温度均有短暂的下降，20 s后则开始出现回升，不更换冲洗液组210 s后根管上、中、下段的温度分别比室温上升 7.7、7.5、4.2 ℃，而连续更换冲洗液组只是回升到了室温。Ahmad等［15］认为超声冲洗产生的热量极少，对于其冲洗效果可能没有意义，但其实验方法是连续更换冲洗液1min后测量根管内的温度。目前热效应机制还具有一定的争议性。

2 超声冲洗的效果

与传统注射器冲洗相比，超声冲洗对根管内细菌、牙本质碎屑、玷污层的清洁作用都具有更好的效果，另外，对于侧支根管、根管峡部等特殊结构，超声冲洗能起到很好的辅助作用。同时，有研究发现超声冲洗可提高根充效果，减少微渗漏。

2.1 对细菌的清洁作用

细菌及其产物是引起牙髓坏死、根尖周病变的主要原因，根管冲洗的目的就是清除这些致病物质及已感染坏死的组织。粪肠球菌是一种G+厌氧菌，在根管治疗术失败的患牙中常可检测到此种细菌［16-17］，因此大部分根管冲洗效果的研究均是评价对它的清除效果。Townsend等［18］以生理盐水为冲洗剂，比较传统注射器冲洗和超声冲洗对模拟塑料根管中粪肠球菌的清洁作用，结果显示超声冲洗明显优于注射器冲洗。而Spoleti等［19］将从感染根管中分离出的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿色链球菌接种到不同牙位的离体牙中，以生理盐水为冲洗剂，也发现超声冲洗的清洁作用强于注射器冲洗。

但有人认为根管冲洗对细菌的清洁作用主要依赖于冲洗剂，而是否使用超声并无差异。Gründling 等［20］将粪肠球菌植入牛的离体牙根管中，50 d后形成细菌生物膜，然后电镜下观察比较不同冲洗方法对细菌的清洁作用，结果显示，以NaClO为冲洗剂时，传统注射器冲洗与超声冲洗对粪肠球菌的清除作用并没有显著差异，但都好于生理盐水冲洗。Bhuva等［21］用人的离体牙为模型也得到了类似的结果。关于超声冲洗对细菌的清除作用，还需要更多的研究。

2.2 对牙本质碎屑、玷污层的清洁作用

许多研究表明超声冲洗清除牙本质碎屑的效果明显优于传统的注射器冲洗［22-27］。这些研究均采用类似的实验模型，即将离体牙预备成形之后在根管壁上制造一定规格的沟槽，将牙本质碎屑置于其中，给予不同的冲洗方法之后评估剩余牙本质碎屑量。Sabins等［28］、Jiang 等［24］还比较了声波与超声波根管冲洗后根管内的碎屑量，发现超声波组的碎屑量明显小于声波组。此外，Rödig等［29］研究发现，使用超声振荡NaClO和EDTA液后，可使弯曲根管的玷污层清除得更彻底。

2.3 对特殊根管结构的作用

根管结构错综复杂，侧支根管、根管峡部等特殊结构常常是清洁不到的位置，可残留细菌、牙本质残屑等，影响根管治疗的效果。因此，对特殊根管结构的清洁一直是研究重点和难点。

侧支根管:Gregorio等［30］将显影剂加入到冲洗剂中，通过观察X线片，比较了注射器、声波、超声冲洗根管后52.5 g/L NaClO渗透到侧支根管的效果，结果显示:声波和超声组明显好于传统注射器冲洗组。同时，使用超声也可使NaClO更好地达到工作长度，即到达根尖部位［32-33］。彭彬等［32-33］也发现，超声冲洗可更好地清洁根管，并使侧支根管充填率提高。另外，有实验证实超声冲洗可更显著的溶解侧支根管中的牙髓组织，同时观察到超声使根管内的温度升高，因此推测这种溶解作用可能是热效应所致［13］。

根管峡部:Paque等［34］选用具有明显峡部结构的下颌磨牙近中根，通过μCT三维重建根管结构的方法来观察根管冲洗的效果，结果发现，10 g/L NaClO注射器冲洗后根管内尚余留6.9%体积比的牙本质碎屑，而经超声冲洗后余留量仅为3.7%。Gutarts等［35］则用组织切片的方法证明了根管预备后再行超声冲洗，可使根管和峡部的清洁效果显著提高。Adcock等［36］同样利用组织切片染色的方法进行观察，认为超声冲洗可明显提高根管峡部的牙本质碎屑清除效果。仅有一篇文献认为超声冲洗对根管内和峡部的碎屑清洁作用没有提高［37］。

2.4 超声冲洗对根管壁和根尖周组织的影响

对根管壁形态的影响:冷飞等［38］通过三维有限元分析了超声冲洗对根管壁的应力影响，发现在超声冲洗过程中，根管壁的最大应力值在牙本质的最大承受范围之内，不会引起牙本质不可逆的形变，根管壁应力主要集中在根管的中1/3段。

对根尖周组织的影响:冲洗过程中将冲洗剂推出根尖孔，会对根尖周组织产生刺激作用，病人可表示疼痛，严重时可见明显肿胀。Tasdemir等［5］分析了不同冲洗方法将冲洗剂推出根尖孔的量，发现使用超声冲洗比单纯用注射器冲洗时推出量明显减少。

2.5 对根管充填效果的影响

有一组实验通过计算牙胶充满率(percentage of gutta-percha，PGP)来评价根充效果，发现当不使用超声冲洗时，平均PGP为85.6%［6］，而使用超声冲洗后为93% ～100%［7］。van der Sluis等［39］对根管充填后的根管进行微渗漏实验，发现进行超声冲洗后的根管封闭性明显好于未行超声冲洗组，因此推测超声冲洗可去除根管较狭窄部位的碎屑，进而提高根充效果，减少微渗漏。

2.6 对根管治疗术疗效的影响

虽然观察根管治疗术的疗效是超声冲洗作用最有说服力的证据，但由于根管治疗术的疗效受许多因素的影响，目前尚没有超声冲洗对根管治疗术疗效的研究报告。

3 影响超声冲洗效果的因素

3.1 冲洗剂

理想的冲洗剂应具有去除根管内容物(如碎屑)、溶解组织、破坏和杀灭病原微生物、去除玷污层、润滑根管等特性。目前常用的冲洗剂有Na-ClO、EDTA、氯亚明、氯己定等。NaClO是一种理想的冲洗剂，具有杀菌、溶解残髓及有机碎屑的作用;EDTA可有效去除玷污层、润滑根管壁;氯已定则具有较强的杀菌作用，但没有组织溶解性。

大部分的文献都证实:超声冲洗时选用NaClO作冲洗剂可更有效的去除根管内的牙本质碎屑和玷污层［40-43］，但其浓度对清洁作用的影响并没有统一认识。van der Sluis等［40］发现采用间断超声冲洗时，100 g/L或20 g/L的NaClO作为冲洗剂对牙本质碎屑的清除作用没有差异;而另一实验发现，30 g/L NaClO的清洁作用要强于10 g/L Na-ClO［42］。

另外，有文献提出NaClO与氯己定(CHX)混合使用于超声冲洗可增强其清洁作用。Alves等［44］通过分析根管不同冲洗方法后的粪肠球菌量，发现在常规超声冲洗(25 g/L NaClO作为冲洗剂)后再用0.2%CHX冲洗1 min，可显著提高细菌清除效果。

3.2 冲洗方法和时间

冲洗方法:超声冲洗的方法有连续和间断两种。大部分的实验都证实:间断冲洗比连续冲洗更有效。van der Sluis等［40］实验发现超声冲洗20 s与60 s对牙本质碎屑的清洁作用无差异;而超声冲洗20 s、停20 s(换液)，如此循环3次，则可明显提高清洁效果，且每个循环之间都有显著差异。Goel等［45］也发现超声间断冲洗对玷污层的清洁作用强于连续冲洗。关于其机制，有人认为间断冲洗可增强热效应［14］，也有观点认为在间断的时间里仍有NaClO的消耗，说明其仍起作用［46］。

冲洗时间:有人认为延长超声冲洗的时间，可增强清洁效果［23］。在一组实验中，以20 g/L Na-ClO为冲洗剂，超声间断冲洗(每次20 s，共3次)与超声连续冲洗3 min的牙本质碎屑清洁效果无差异，明显好于超声连续冲洗1min［47］。

3.3 超声锉的粗细、形态和材质

锉的粗细:Jiang等［24］分析了声波为190 Hz时锉的振幅，尖端为(1.2±0.1)mm，即锉能与大部分的根管壁相接触而没有空穴效应。而使用超声锉(30 kHz)冲洗时，最大振幅发生于尖端，且锉越细则振幅越大，#10锉为 15～22 μm，#30锉为5 ～9 μm［48-49］。

锉的形态:关于K锉和光滑髓针，不管光滑针为镍钛还是不锈钢材料，均认为其对牙本质碎屑和玷污层的清洁作用没有差异［50-52］。但有文献指出光滑髓针可更少地切削牙本质层，使根管直径和形态不发生改变［40，47］，且无切割刃的镍钛光滑髓针和大号K锉对冲洗剂的升温作用强于小号K锉［14］。

锉的材质:Al-Jadaa等［53］实验发现:未预弯K锉、预弯K锉和镍钛锉作为超声头冲洗根管时，三者对牙髓组织的溶解能力无差异，均显著强于声波组，而镍钛锉组要比另两组更少出台阶，即更好地顺应根管的解剖形态。另外，有文献指出超声冲洗仪的强度设定越高，超声锉尖端的振幅越大，对牙本质碎屑的清除效果越好［54］。

3.4 超声的频率和强度设定

超声的频率为25～40 kHz，根管冲洗所用频率一般设定为 30 kHz［4］。Lea 等［49］将超声锉接于MiniPiezon超声发生器，在开放水浴中观察超声强度设定为1～5档时锉的振幅，发现当能量增大时，并不能使振幅增大，有时反而使之变小。而Jiang等［54］以离体上颌尖牙为模型，观察Suprasson PMax超声装置设为不同档位时对锉的振幅及牙本质碎屑的影响，结果发现当超声强度设为最大档时，锉的振幅最大，并且对牙本质碎屑的清洁效果最强。

综上所述，超声冲洗可更好地清洁根管内的细菌、玷污层和牙本质碎屑，并增强侧支根管和根管峡部等复杂结构的清洁效果。目前超声冲洗的机制尚未完全清楚，尚未见到超声冲洗的临床效果研究报道。另外，临床上使用超声冲洗的方法、时间、冲洗剂的选择、超声锉的粗细材质等，都还需更深入细致的研究，以进一步提高超声冲洗的效果。

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