根管感染控制的难点和三维根管预备现代理念

[摘要] 根管预备是根管治疗术成功与否的关键步骤。由于根管解剖结构的复杂性和根管感染的特殊性，现有根管预备器械和技术难以达到理想的根管成形及清理效果。笔者就根管治疗中感染控制的难点、三维根管预备现代理念及其质量控制与评估作一述评。

[关键词] 三维； 根管预备； 锥形束CT

[中图分类号] R 781.05 [文献标志码] A [doi] 10.7518/hxkq.2013.03.001

根管治疗术是治疗牙髓根尖周病最有效的方法，根管预备是根管治疗术成功与否的关键步骤，是根管消毒和根管充填的基础，从一定程度上来说，根管预备本身就具有消毒作用[1]。近年来，随着对根管系统解剖复杂性和根管感染特殊性的深入了解，已认识到现有设备和技术对根管复杂变异的患牙难以达到理想的成形清理效果，同时对于根管预备也有了更深刻的认识和更高的要求。笔者就根管治疗中感染控制的难点、三维根管预备现代理念及其质量控制与评估作一述评。

1 根管治疗中感染控制的难点

1.1 根管系统解剖结构的复杂性

根管解剖形态复杂变异，管间峡区、根尖分歧和根管侧支等部位常含有坏死组织碎屑等有机物质，不仅为病原微生物提供了积聚场所和充足营养，病原微生物及其毒性产物还可经上述结构侵入根尖周组织，妨碍根尖病变的愈合。以管间峡区结构为例，Somma等[2]研究显示上颌第一磨牙近颊根根管解剖结构复杂，近颊根第二根管（MB2）和管间峡区的出现率分别为80%和71%。显微CT研究结果亦显示，下颌第一磨牙近、远中根根尖6 mm水平均存在管间峡区，并以近中根根尖4～6 mm水平处峡区出现率最高，达49.5～66.1%[3]。管间峡区因部位上的特殊性是根管预备器械难以到达的“死角”，成为根管持续感染的潜在病因，寻找有效的根管清理方法已成为研究的重点。

1.2 根管感染的特殊性

难治性根尖周炎的致病微生物常以菌斑生物膜形式存在于根管内或根尖周围组织，形成根管生物膜（root canal biofilm）或根尖生物膜（periapical bio-

film）。根管生物膜细菌可侵入牙本质小管内达300～

1 000 μm，但次氯酸钠（sodium hypochlorite，NaClO）

等根管冲洗液在感染根管内的渗透性有限，仅约130 μm，难以彻底控制根管内感染[4]。根管生物膜的

浮游细菌及代谢产物可通过根尖孔和牙本质小管进入根尖周组织，在根尖表面、牙骨质吸收处或超充牙胶尖表面形成根尖生物膜。由于位置隐蔽，根尖生物膜对抗生素具有耐药性，能逃避宿主免疫系统的攻击和抵抗根管冲洗液的冲刷作用，常规根管治疗难以清除[5]。

1.3 现有治疗器械与方法的局限性

研究发现，根尖部根管横截面形态多为扁形或不规则形，根管预备时器械无法实现对根管壁的均匀切削，尤其是使用机用器械预备椭圆形根管时，根管内壁只有20%～40%区域能被切削预备[6]。因此

依靠现有根管预备器械及技术无法彻底清除根管内壁上残留的牙髓组织和病原微生物。此外，传统的牙胶充填材料根管封闭不全，根管充填后存在根向微渗漏，残留微生物增殖，妨碍根尖周病变愈合。如何提高治疗技术，采用先进的设备技术和材料治愈患牙，提高疗效，是牙髓根尖周病临床治疗亟待解决的新难点。

2 三维根管预备现代理念

目前认为，根管预备的难点主要体现在根管工作长度（working length）、工作宽度（working width）和预备锥度（taper）的确定，这三方面奠定了根管预备的三维理念。

2.1 工作长度

工作长度是指根管预备时根管器械进入根管内的最大深度，是根管预备时必须遵循的长度。它的起始位置是牙体上预先确定的参照点，如前牙切缘、后牙牙尖或髓腔入口的边缘等；而关于终止位置，目前临床上主要存在两种观点。1）将根管预备到根尖狭窄处即牙本质牙骨质界构成的生理性根尖孔（phy-

siological foramen）。从组织学角度而言，牙本质管道内为牙髓组织，牙骨质管道内为牙周组织。由于牙髓组织在坏死或去除后不能再生，而根尖周组织具有很强的再生能力，因此生理性根尖孔被认为是根管预备最适当的终止点。2）将根管预备至解剖根尖孔[7-8]，并采用根尖疏通技术（apical patency）[9]，清除根管预备过程中在根管末端形成的感染牙本质碎屑栓子，使冲洗液充分进入根管尖部，促进根尖周病变愈合。然而，Wu等[10]认为该技术不能彻底清除根管侧支及根尖分歧内的残留细菌，同时增加了将感染碎屑推出根尖孔引发难治性根尖周炎的机会。目前尚无临床资料证实将根管预备至解剖根尖孔或使用根尖疏通技术能提高根管治疗成功率。

2.2 工作宽度

工作宽度是指根管应被扩大的程度，包括确定

适宜的根管预备号数及预备形状，以促进根管消毒、根管充填及患牙修复[11]。从生物学角度而言，恰当

的根管预备宽度应该是在尽可能保存健康牙体组织的前提下，达到最佳的根管成形和清理效果。传统观点认为，根管预备的主尖锉（master apical file，

MAF）比初尖锉（initial apical file，IAF）大3个ISO标准器械号，可去除根管壁表层感染严重的牙本质。然而，越来越多研究对此观点提出质疑，主要归纳为三个方面。1）受根管形态、长度、锥度、弯曲度和钙化物等因素影响，临床测得的IAF一般小于实际号数，不能准确反映根尖孔直径，以致扩大3个器械号仍不能有效清理根管[12-14]。2）根管截面形态的不规则性提示MAF比IAF大3个器械号时，根管尤其是根尖1/3不规则区域的清理效果存在不确定性[15]。为了确保预备过程中各个根管内壁均能被切削预备，许多学者通过对离体牙根管截面形态及大小的观察测量，提出了不同牙根管预备宽度的推荐标准。研究认为：根管较为粗大的上颌中切牙[16]和上颌尖牙[17]的根管尖段应预备至ISO 60号；下颌切牙[18]应预备至ISO 40号；对于根管较为细小的后牙根管，则推荐主尖锉预备号数比初尖锉增加6～8个器械号[15，19]，比如近颊根管（MB）、远颊根管（DB）和近舌根管（ML）预备至ISO 40～55号，较粗大的腭根管（P）和远中根管（D）应预备至ISO 52.5～80号[20]。3）理论上，根管预备直径越大，根管清理效果越好。然而，由于根管系统解剖形态的复杂性与变异性，单纯依靠机械预备无法彻底清理根尖1/3不规则区域，并会因为牙本质过度切削而增加根折及根管侧穿等风险[21-22]。因此，临

床上进行根管预备时不能盲目追求通过大号器械的机械预备来获得根管的彻底清理，应结合超声冲洗和根管内封药等方法加强根管清理效果。

2.3 根管预备锥度

预备锥度对根管清理、充填及根管抗力等均具有重要意义。目前临床常用的锥度设计包括：1）逐步后退技术预备根管呈5%～10%锥度；2）采用具备不同锥度的镍钛器械预备根管呈相应锥度，如含4%、6%、8%、10%和12%锥度的TF锉，以及含4%、5%、6%和7%锥度的Mtwo镍钛器械等；3）使用连续可变

锥度的ProTaper镍钛器械预备得到具有变异锥度的根管。虽然增加预备锥度有利于提高根管的清理和充填效果，但Arvaniti等[23]分别采用锥度为4%、6%和8%的GT锉预备下颌切牙根管，结果显示各锥度组均未能彻底清除根管内碎屑和玷污层，且组间差异无统计学意义。这提示依靠使用大锥度器械来提高根管的清理效果是不合适的，而应从根管成形和清理的角度出发，根据根管的解剖特点并结合后期修复计划确定“个体化”的根管预备方案，将根管预备到一定锥度，再通过有效的根管冲洗完成根管清理。

3 三维根管预备的质量控制与评估

现代根管治疗学强调根管的三维预备和充填。近年随着三维成像技术锥形束CT（cone-beam CT，

CBCT）在口腔临床医学的应用，提出了CBCT导航的三维根管预备（CBCT-guided 3-dimensional root ca-nal preparation）新理念，强调通过CBCT提供的有关

根管系统的三维定性及定量数据，结合牙科手术显微镜和先进预备技术准确定位根管，在有效清理管间峡区、带状根管等不规则区域的同时，尽可能减少并发症的发生，提高根管三维成形和清理效率。具体内容主要包括以下几个方面。

3.1 根管形态的定性与定量研究

根管解剖形态的复杂性和多样性是影响根管预备效果的重要因素，掌握根管的解剖结构是根管治疗成功的前提。近年CBCT已逐渐成为根管形态学研究的新手段和热点技术，被成功应用于上颌第一前磨牙[24]、上颌磨牙[25]、下颌第一磨牙近中副根管[26]和下颌第二磨牙C形根管[27]等复杂根管系统形态的观察分析。Michetti等[28]于2010年首次利用CBCT测量了离体牙根管面积，并证实与组织切片结果高度一致，开启了根管系统CBCT定量研究的先河。随后Seo等[27]应

用CBCT对下颌第二磨牙C形根管的根管壁厚度及薄弱部位进行了探讨，发现下颌第二磨牙牙根舌侧中央区的根管壁最薄，提示在根管预备中应确定合适的根管预备号数，避免带状穿孔的发生。笔者借助CBCT扫描及Mimics软件重建根管三维立体结构，定量测量根管体积、表面积值，发现CBCT测量结果与显微CT无显著差异，通过线性分析比较，两者相关系数高达1.053、0.871。因此，CBCT重建根管三维立体结构准确可靠，能直观显示根管的外形并准确定位根管不规则区，使术者能深入再认识疑难患牙的根管解剖特征，为复杂变异根管患牙的临床治疗奠定解剖学基础。

3.2 疑难根管的辅助诊断与治疗

传统X线片的二维成像特点和螺旋CT技术的低分辨率，不能为临床提供准确信息，造成部分病例的盲目治疗。由于CBCT的三维高分辨率及成像能力，目前以CBCT诊断复杂变异根管已有不少报道，主要有下颌第一磨牙近中中根管（MM）、远舌独立牙根根管和上颌第一磨牙8根管等。此外，毛学理等[29]对钙化根管的CBCT显微导航治疗研究显示，CBCT能多角度清晰地显示钙化根管的形态及走向、钙化部位、钙化部分的长度及趋势、根管口位置等，其与显微超声技术配合使用使钙化根管的疏通成功率高达94.4%。对于CBCT显示的根管完全钙化尤其是弯曲点中下段钙化病例，若CBCT未显示根尖周病变，临床上可考虑观察随访。

3.3 根管预备质量评估

现代根管治疗技术的观点认为，根管预备不仅要有效而彻底地清除根管内感染物，而且要求预备后的根管保持其初始解剖形态和走向。对于弯曲根管来说，由于根管的解剖特点和器械的力学性能，可能在器械预备过程中出现根管形态和走向的偏差，造成根管拉直、侧壁穿孔及根尖偏移等现象。CBCT对根管预备质量的评估主要包括以下几方面。1）根管拉直：Estrela提出的CBCT根管弯曲度测量方法目前已应用于评估根管拉直度[30]。笔者研究发现，与传统

的Schneider根管弯曲度测量方法相比，Estrela测量法准确度更高，尤其适用于根尖段弯曲根管的测量。2）根管横截面积变化：Bernardes等[31]利用CBCT测量根管横截面积的变化，评估根管预备器械的切削力大小，但由于器械对根管壁并非等距离切削，因此单纯的横截面积变化无法真实反映根管的清洁度，应以管壁切削厚度作为进一步研究指标。3）根管治疗并发症的诊断与定位：①根尖偏移：CBCT结合Pho-toshop和Image J软件可准确定位根管中心点，评估预备前后根管各截面中心点偏移值。该指标能够反映现有根管预备器械的适应性及成形能力，对术前选择合适的根管治疗器械和方法具有重要意义。②根管侧壁穿孔：检查方法主要有电子根尖定位仪、手术显微镜等，但是均不适用于根管内存充填物的再治疗患牙。2007年，Young[32]报道了1例根尖片显示

根充良好，而CBCT图像矢状位却清晰显示了根管侧壁穿孔，经穿孔修补后，疗效肯定。笔者在临床工作中亦证实，当根管侧穿孔较小或呈颊舌向时，根尖片常常难以显示，必须依靠CBCT技术提供的三维信息辅助诊断。③根管内器械分离。

综上所述，由于根管解剖系统的复杂性、根管微生物组成的多样性及设备技术等因素的影响，根管治疗仍存在4%～15%的失败率，根管治疗过程中出现的并发症是牙髓专科医生面临的难题。CBCT导航的三维根管预备技术利用CBCT的三维空间高分辨率，结合手术显微镜充足的照明和放大视野，有利于实现临床操作的可视性和准确性，提高根管系统的三维成形及清理效率，是针对根管复杂变异患牙的有效手段，值得临床推广应用。

[参考文献]

[1] Machado ME， Sapia LA， Cai S， et al. Comparison of two rotary

systems in root canal preparation regarding disinfection[J]. J En-

dod， 2010， 36（7）：1238-1240.

[2] Somma F， Leoni D， Plotino G， et al. Root canal morphology of

the mesiobuccal root of maxillary first molars： A micro-computed tomographic analysis[J]. Int Endod J， 2009， 42（2）：165-174.

[3] Gu L， Wei X， Ling J， et al. A microcomputed tomographic study

of canal isthmuses in the mesial root of mandibular first molars

in a Chinese population[J]. J Endod， 2009， 35（3）：353-356.

[4] Estrela C， Sydney GB， Figueiredo JA， et al. Antibacterial efficacy

of intracanal medicaments on bacterial biofilm： A critical review

[J]. J Appl Oral Sci， 2009， 17（1）：1-7.

[5] Su L， Gao Y， Yu C， et al. Surgical endodontic treatment of re-

fractory periapical periodontitis with extraradicular biofilm[J]. Oral

Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod， 2010， 110（1）：

e40-e44.

[6] Paqué F， Balmer M， Attin T， et al. Preparation of oval-shaped

root canals in mandibular molars using nickel-titanium rotary in-

struments： A micro-computed tomography study[J]. J Endod， 2010，

36（4）：703-707.

[7] West JD， Roane JB. Cleaning and shaping the root canal system

[M]//Cohen S， Burns RC. Pathways of the pulp. 7th ed. St Louis，

MO： Mosby， 1998：203-257.

[8] Buchanan LS. The standardized-taper root canal preparation—Part

1. Concepts for variably tapered shaping instruments[J]. Int Endod

J， 2000， 33（6）：516-529.

[9] Cailleteau JG， Mullaney TP. Prevalence of teaching apical patency

and various instrumentation and obturation techniques in United

States dental schools[J]. J Endod， 1997， 23（6）：394-396.

[10] Wu MK， Dummer PM， Wesselink PR. Consequences of and stra-

tegies to deal with residual post-treatment root canal infection[J].

Int Endod J， 2006， 39（5）：343-356.

[11] Jou YT， Karabucak B， Levin J， et al. Endodontic working width：

Current concepts and techniques[J]. Dent Clin North Am， 2004，

48（1）：323-335.

[12] Paqué F， Ganahl D， Peters OA. Effects of root canal preparation

on apical geometry assessed by micro-computed tomography[J]. J

Endod， 2009， 35（7）：1056-1059.

[13] Tan BT， Messer HH. The quality of apical canal preparation using

hand and rotary instruments with specific criteria for enlargement

based on initial apical file size[J]. J Endod， 2002， 28（9）：658-664.

[14] Souza RA， Sousa YT， de Figueiredo JA， et al. Relationship be-

tween files that bind at the apical foramen and foramen openings

in maxillary central incisors—a SEM study[J]. Braz Dent J， 2011，

22（6）：455-459.

[15] Hecker H， Bartha T， L?st C， et al. Determining the apical pre-

paration size in premolars： Part Ⅲ[J]. Oral Surg Oral Med Oral

Pathol Oral Radiol Endod， 2010， 110（1）：118-124.

[16] Kasahara E， Yasuda E， Yamamoto A， et al. Root canal system of

the maxillary central incisor[J]. J Endod， 1990， 16（4）：158-161.

[17] Uchiyama M， Anzai M， Yamamoto A， et al. Root canal system of

the maxillary canine[J]. Okajimas Folia Anat Jpn， 2011， 87（4）：

189-193.

[18] Miyashita M， Kasahara E， Yasuda E， et al. Root canal system of

the mandibular incisor[J]. J Endod， 1997， 23（8）：479-484.

[19] Weiger R， Bartha T， Kalwitzki M， et al. A clinical method to de-

termine the optimal apical preparation size. Part Ⅰ[J]. Oral Surg

Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod， 2006， 102（5）：686-691.

[20] Bartha T， Kalwitzki M， L?st C， et al. Extended apical enlargement

with hand files versus rotary NiTi files. Part Ⅱ[J]. Oral Surg Oral

Med Oral Pathol Oral Radiol Endod， 2006， 102（5）：692-697.

[21] Elayouti A， Dima E， Judenhofer MS， et al. Increased apical enlar-

gement contributes to excessive dentin removal in curved root ca-

nals： A stepwise microcomputed tomography study[J]. J Endod，

2011， 37（11）：1580-1584.

[22] Fornari VJ， Silva-Sousa YT， Vanni JR， et al. Histological evalua-

tion of the effectiveness of increased apical enlargement for clea-

ning the apical third of curved canals[J]. Int Endod J， 2010， 43

（11）：988-994.

[23] Arvaniti IS， Khabbaz MG. Influence of root canal taper on its clean-

liness： A scanning electron microscopic study[J]. J Endod， 2011， 37

（6）：871-874.

[24] Tian YY， Guo B， Zhang R， et al. Root and canal morphology of

maxillary first premolars in a Chinese subpopulation evaluated using

cone-beam computed tomography[J]. Int Endod J， 2012， 45（11）：

996-1003.

[25] Kim Y， Lee SJ， Woo J. Morphology of maxillary first and second

molars analyzed by cone-beam computed tomography in a Korean

population： Variations in the number of roots and canals and the

incidence of fusion[J]. J Endod， 2012， 38（8）：1063-1068.

[26] de Toubes KM， C?rtes MI， Valadares MA， et al. Comparative ana-

lysis of accessory mesial canal identification in mandibular first

molars by using four different diagnostic methods[J]. J Endod， 2012，

38（4）：436-441.

[27] Seo DG， Gu Y， Yi YA， et al. A biometric study of C-shaped root

canal systems in mandibular second molars using cone-beam com-

puted tomography[J]. Int Endod J， 2012， 45（9）：807-814.

[28] Michetti J， Maret D， Mallet JP， et al. Validation of cone beam

computed tomography as a tool to explore root canal anatomy[J].

J Endod， 2010， 36（7）：1187-1190.

[29] 毛学理， 凌均棨， 林正梅， 等. 锥形束CT结合显微超声技术处理

钙化根管的效果评价[J]. 中华口腔医学研究杂志： 电子版， 2011， 5

（6）：594-599.

Mao Xueli， Ling Junqi， Lin Zhengmei， et al. Evaluation of cone

beam computed tomography combining with dental microscopy and

ultrasonic instrument in the treatment of canal calcification[J]. Chin

J Stomatol Res： Electronic Edition， 2011， 5（6）：594-599.

[30] ?zer SY. Comparison of root canal transportation induced by three

rotary systems with noncutting tips using computed tomography[J].

Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod， 2011， 111

（2）：244-250.

[31] Bernardes RA， Rocha EA， Duarte MA， et al. Root canal area in-

crease promoted by the EndoSequence and ProTaper systems： Com-

parison by computed tomography[J]. J Endod， 2010， 36（7）：1179-

1182.

[32] Young GR. Contemporary management of lateral root perforation

diagnosed with the aid of dental computed tomography[J]. Aust En-

dod J， 2007， 33（3）：112-118.

（本文采编 周学东）