TF镍钛器械根管成形效果的锥束CT研究

王安阳，史 春，宋其义，韩文利，牛卫东

(辽宁 大连 116044:1.大连医科大学口腔医学院;2.大连市口腔医院)

根管预备是根管治疗的关键环节，不锈钢器械在预备弯曲根管时易产生偏移［1］。镍钛器械具有记忆性能及超弹性，可有效减少偏移的发生［2］，但镍钛器械本身也存在缺点，如根管预备过程中有折断以及预备重度弯曲根管时出现根管偏移等问题［3-4］。TF(twisted file)是一种新型的镍钛根管预备器械，其制作工艺是将未被加工的镍钛合金丝在奥氏体晶体结构下转换到不同的晶体结构(R-phase)，并通过加热冷却处理而形成。本实验以重度弯曲树脂模拟根管为研究对象，采用锥束CT对树脂模拟根管进行扫描，运用计算机图像分析软件分析比较TF、K3、ProTaper 3种机用镍钛根管预备器械的成形效果。

1 材料和方法

1.1 主要材料和仪器

机用 TF、机用 K3(SybronEndo，美国);机用ProTaper、树脂模拟根管［长度16 mm，平均弯曲度38.32°(Schneider法测量［5］)，Dentsply Maillefer，瑞士］;手用不锈钢 K-file(Densply，瑞士)、X-smart机用马达(Densply Maillefer，日本)、锥束CT(KAVO 3D EXAM，美国)、碘普罗胺注射液(Bayer Schering Pharma AG，德国)、图像处理及数据分析软件mimics 8.1、PhotoshopCS5、ImageJ。

1.2 方法

1.2.1 模型制备

选取27个规格相同的重度弯曲树脂模拟根管，#8K锉疏通模型，5 mL注射器抽取洗涤液冲洗3次，超声震荡5 min，清水冲洗3次，置37℃干燥箱中24 h后。用5 mL注射器抽取造影剂注入模型内，注满后牙胶封闭根尖孔，超声震荡5 min，透明胶条封闭根管口。

预备前树脂模拟根管锥束CT扫描，扫描参数:体素大小0.125 mm，曝光时间 26.9 s，扫描时间26.9 s，管电流5 mA，管电压120 kVp，扫描视野8 cm×8 cm，扫描数据用DICOM格式保存。

将模型随机分为TF、K3、ProTaper 3组，每组9个，均使用冠向下方法预备。各组器械的设置参数及预备步骤见表1。

表1 各组器械的设置参数

预备后树脂模拟根管锥束CT扫描，扫描条件及模型固定等过程与预备前的条件相同。

1.2.2 测量项目

预备时间测量:每个型号器械预备到相应工作长度且提拉无明显阻力时结束计时，不包括冲洗和换器械的时间，数据精确到0.01 s。

根管弯曲度变化测量:数据导入minics 8.1软件，Schneider法测量［5］预备前后根管的弯曲度，调整横截面图像与图像内侧边缘相距1 mm，定为初始位置标为A线;距初始位置上移12 mm标为B线，划两条线与此处横截面图像两边缘相切标为C线;在初始位置划两条线与上下两边缘相切标为D线;根管初始弯曲处标为E线;从BC中点向E线作垂线;将BC中点，垂线交点，AD中点连接后测量角度，所得角度的补角即为根管弯曲度(图1)。预备后根管弯曲度减去预备前根管弯曲度即为根管弯曲度变化，测量数据精确到0.01°。

图1 根管弯曲度变化测量(×200)

切削体积测量:用minics 8.1软件对预备前后的数据进行三维重建，计算体积，预备后根管内的体积减去预备前根管内的体积即为树脂的切削量，测量数据精确到0.01 mm3。

横截面面积变化测量:数据导入后距离根尖孔1 mm处开始测量，每隔1 mm取一个断面，同一根管预备前后同一横截面面积之差即为该横截面面积的变化，测量数据精确到0.01 mm2。

根管中心偏移量测量:数据导入后距离根尖孔1 mm处开始记录，每隔1 mm取一个断面将此断面图像保存，PhotoshopCS5将同一根管同一横截面预备前后的图片进行修整，预备前横截面图片中心亮区红色充填，预备后同样区域蓝色充填，标记横截面中心点，移动两张图片进行重叠，图片保存备用。重叠后图片导入ImageJ软件，设定测量单位，重叠图片两中心点之间的距离即为根管中心偏移量，测量数据精确到0.001 cm。

1.3 统计学分析

用SPSS 13.0软件进行统计分析，3组间差异用单因素方差分析及SNK-q法检验。检验水准α =0.05。

2 结果

2.1 根管预备时间以及预备后根管弯曲度、切削体积变化的比较

3种镍钛器械在根管预备时间上TF组的平均预备时间最短，K3组最长，TF、K3、ProTaper 3组间有统计学差异(P＜0.05);预备后根管弯曲度比较，TF组的平均根管弯曲度变化最小，K3组最大，TF与ProTaper间无统计学差异(P＞0.05)，K3与TF、ProTaper间 P ＜0.05。

预备后根管切削体积的比较，TF组的平均切削体积最小，ProTaper组最大，TF与K3之间无统计学差异(P＞0.05)，ProTaper与 TF、K3 间P ＜0.05(表2)。

表2 3种镍钛器械对树脂模拟根管预备时间、弯曲度、切削体积的比较()

表2 3种镍钛器械对树脂模拟根管预备时间、弯曲度、切削体积的比较()

组间同一项目相比不同字母为P＜0.05

组别 预备时间(s) 根管弯曲度(°) 切削体积(mm3)TF 33.56 ±1.14a 1.74 ±0.65a 2.26 ±0.76a K3 73.59 ±1.47b 5.96 ±1.13b 2.82 ±1.01a PT 60.65 ±2.32c 2.44 ±1.14a 6.2 ±2.29b

2.2 3种镍钛器械预备树脂模拟根管后横截面面积变化的比较

3种镍钛器械根管预备后，距根尖孔2、3 mm处TF组的平均横截面面积变化最小，ProTaper组最大，3 组间相比 P ＜0.05;距根尖孔 1、4、5、6、7、8 mm处TF与K3之间无统计学差异(P＞0.05)，ProTaper与TF、K3之间相比P＜0.05;距根尖孔9、10 mm处3组间无统计学差异(P＞0.05)(表3)。

2.3 3种镍钛器械预备树脂模拟根管后根管中心偏移量的比较

3种镍钛器械预备根管后，距根尖孔1、2、3 mm处TF组平均根管中心偏移量最小，K3组最大，3组间相比P＜0.05;距根尖孔4、5 mm处K3与ProTaper间无统计学差异(P＞0.05)，TF与K3、ProTaper之间 P ＜0.05;距根尖孔 6、7、8、9、10 mm处3组间无统计学差异(P＞0.05)(表4)。

表3 3种器械预备树脂模拟根管后横截面面积变化的比较(mm2，)

表3 3种器械预备树脂模拟根管后横截面面积变化的比较(mm2，)

组间同距离相比，不同字母为P＜0.05，相同字母为P＞0.05

组别测量点距根尖孔距离(mm)10 TF 0.21 ±0.06b 0.27 ±0.04c 0.29 ±0.03c 0.35 ± 0.05b 0.37 ±0.05b 0.45 ± 0.07b 0.46 ± 0.04b 0.39 ± 0.08b 0.47 ±0.02a 0.2 ±0.04 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a K3 0.27 ±0.05b 0.37 ± 0.04b 0.37 ±0.05b 0.38 ± 0.03b 0.40 ±0.05b 0.52 ± 0.04b 0.48 ± 0.03b 0.44 ± 0.04b 0.47 ±0.02a 0.24 ±0.05a PT 0.50 ±0.09a 0.47 ±0.06a 0.53 ±0.07a 0.57 ±0.04a 0.61 ±0.06a 0.71 ±0.07a 0.69 ±0.05a 0.66 ±0.07a 0.49 ±0.03a 0.25 ±0.06a

表4 3种器械预备树脂模拟根管后根管中心偏移量的比较(cm，)

表4 3种器械预备树脂模拟根管后根管中心偏移量的比较(cm，)

组间同距离相比，不同字母为P＜0.05;相同字母为P＞0.05

组别测量点距根尖孔距离(mm)10 TF 0.027 ±0.004c 0.031 ±0.003c 0.031 ±0.003c 0.03 ±0.001b 0.030 ±0.003b 0.030 ±0.005a 0.031 ±0.005a 0.031 ±0.002a 0.030 ±0.004a 0.028 ±0.004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a K3 0.090 ±0.004b 0.077 ±0.005b 0.074 ±0.005b 0.034 ±0.001a 0.036 ±0.004a 0.033 ±0.003a 0.032 ±0.003a 0.03 ±0.002a 0.033 ±0.004a 0.027 ±0.004a PT 0.067 ±0.002a 0.063 ±0.005a 0.051 ±0.003a 0.033 ±0.001a 0.035 ±0.004a 0.030 ±0.003a 0.030 ±0.003a 0.032 ±0.002a 0.033 ±0.004a 0.030 ±0.002a

3 讨论

锥束CT(Cone Beam Volumetrie Computed Tomography，CBCT)，相对于其他技术而言有空间分辨率高、放射剂量小、扫描时间快、性价比高［6］等优点。以往对树脂模拟根管的研究方法主要是用扫描仪或者单反数码相机来进行测量，未应用锥束CT研究的原因是由于锥束射线穿透了树脂模型未形成阻射影像所致。本实验将造影剂注入树脂模拟根管内起到射线阻射的效果，并建立阻射影像的三维重建图，通过测量软件进行数据分析。

TF预备根管所需要的器械数量少，预备时间最短，与以往研究结果相似［7］。预备弯曲度＞35°的重度弯曲根管时，TF对根管的拉直度最小。于静涛等［8］认为，机用 ProTaper、Mtwo、K3 在预备弯曲度＞20°的根管时，根管初始弯曲处的偏移量及弯曲度减小量ProTaper和Mtwo均明显小于K3。Kariem等［9］研究表明，TF预备根管后弯曲度的减少量明显低于K3。器械刚性强度的差异可能在预备重度弯曲根管时，影响器械进入根管的难易程度。虽然TF的切削体积与K3间无统计学差异，但平均切削水平TF略小于K3，其原因可能归结于器械本身的特点，TF是采用无切割联合热处理技术，其镍钛合金的原子结构发生了改变，使器械更加柔韧;而K3则是采用传统的磨切技术制造而成，器械本身的硬度高于TF。Gambarini等［10］发现，通过扭曲制成的TF其抗循环疲劳能力明显优于传统磨切制成的K3，说明制造方法对镍钛机用器械的影响。器械本身的设计特点与切屑力也有相应的关系，TF横截面为三角形，横截面钢量的减少增加了器械的柔韧性。而K3横截面是不对称的三螺旋设计，中心钢量和切割刃边缘与牙本质的接触区要多于TF。器械本身的螺纹截距对器械的硬度也有影响，TF与K3都是可变螺纹截距设计，但同型号锉之间TF的螺纹截距要明显大于K3。因器械本身的设计特点无法改变，所以要解决切削不足的问题可通过两种方法来实现:一是增加预备时器械的旋转速度，TF厂商推荐的使用转数为500 r/min，用于根管再治疗时转数可达900 r/min。虽然转数的提高增加了切削效率，但往往会增加器械折断的风险，以往学者在实验中使用机用镍钛器械预备根管的转数通常为250～350 r/min，不同镍钛器械之间的转数通常设定为同一个数值，也有采用不同的转数设定来进行实验［11］，但是当转数＞300 r/min时器械的折断风险会进一步增加［12］，所以临床使用TF预备根管时应综合考虑根管治疗的复杂程度来进行相应的调整。二是延长预备的时间和器械更换的频率，但在延长预备时间的同时根管偏移问题伴随其出现，预备时间越长，器械对牙本质的切割度就越大，导致根充完成后牙体剩余组织过少而发生牙根劈裂。

横截面面积变化可看出，TF的变化最小，Pro-Taper最大。本实验中TF、K3所用的主尖锉都是0.06/#25;ProTaper主尖锉是F2，其尖端3mm处的设计是0.08/#25。ProTaper的最大特点是变锥度设计［13］。史春等［14］认为，机用 ProTaper的切削能力优于机用Hero642。有研究表明，TF对牙本质玷污层的清除效率与传统的镍钛器械相似［15］。根管不同位置的锥度可能并不相同，ProTaper的变锥度设计可使这种情况得到较好的解决，但会出现局部位置预备量过多的问题，增加了牙根劈裂的风险。根管中心偏移量上，TF的偏移度最小，K3最大，这是由于3种器械的刚性差异所决定的。决定镍钛器械刚性的因素有很多，如器械中镍与钛的含量［16］，器械本身的设计特点，横截面的中心钢量和横截面形态等。K3相比另两种器械在硬度上更加明显，当刚性增加时器械的抗弯曲性能就会降低。彭彬等［7］通过对树脂模拟根管的发现，TF在多个测量点的中心定位能力好于ProTaper。Freie等［17］研究发现，距离根尖孔3、4 mm处TF的根管偏移和中心定位能力要优于EndoSequence。Duran-Sindreu F等［18］研究表明，根管预备后根尖区偏移量上TF与FlexMaster无差异。距根尖孔6 mm以上为根管的直段，基本无偏移的发生，3种器械均能较好的维持根管的原始形态。

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