镍钛器械分离的影响因素及预防措施*

夏 冬 李岩峰 孙一丹

镍钛器械分离的影响因素及预防措施*

夏 冬 李岩峰 孙一丹

镍钛器械因其显著的优良性能在根管治疗中的使用日益广泛，但多种因素导致器械折断的发生也逐渐增多，分析镍钛器械的机械性能和物理性状有助于分析镍钛器械折断的影响因素和预防方法，在临床中 提高镍钛器械使用效率的同时减少其折断的风险。本文结合镍钛器械特点及导致器械折断的影响因素及预防作一综述，希望对临床应用有所指导与帮助。

镍钛器械；根管预备；器械折断；预防器械分离

镍钛器械凭借其优良特性在临床上受到广泛欢迎，良好的安全性和柔韧性是传统不锈钢器械所不能达到的，同时，镍钛器械的折断问题也备受关注。有大量的研究评估了镍钛器械折断的原因，发现扭转应力和疲劳应力是造成其折断的主要原因。常规将器械折断形式分为两种: 扭曲折断和弯曲折断。前者是由于器械尖端或任何部分卡在根管的狭窄处，其柄仍在 旋转，超过了金属的弹性限度而发生塑性形变，导致断裂，发生率约55.7%。后者是指器械在弯曲部位持续旋转，被反复压缩拉伸产生金属疲劳而发生折断，主要发生于弯曲根管，发生率约44.3%[1]。有实验表明，小号器械在用于扩大根管时，易束缚在靠近根尖部位，遭受较大的扭矩，从而折断机率较高[2]，因此小号镍钛器械更容易发生扭曲折断。而镍钛器械的疲劳折断的发生与不同器械的尖端直径以及根管弯曲半径有关，由于小号器械比大号器械对周期性疲劳有更大抗力，因此，在使用大号修形锉预备弯曲根管时更易发生器械折断。

1.镍钛器械的影响因素

1.1镍钛器械的加工工艺 目前镍钛器械基本分类：传统镍钛器械、M-wire镍钛器械、CM(control memory)镍钛器械、R相合金。传统镍钛合金主要采用冷加工方法磨削而成。这种方法增加了合金的易碎性,降低了其延展性和对裂纹蔓延的抵抗力。除此之外,车床机头在加工的过程中会在器械表面留下研磨痕迹,造成应力集中缺陷,如陷窝、金属条带等。为了增加镍钛器械的使用寿命，生产者对器械不断进行改进[3]。

热处理：热处理使得镍钛合金中各原子有足够的能量重新排回到原来的晶格位置,使得金属内部应力释放,形变能量减小而延展性得到较大改善[4]。M-Wire镍钛合金是首批用于临床的热处理镍钛合金之一,经热处理后器械的 机械性能有所提高[5],而CM-Wire 控制记忆合金具有受热后可回复原形态的特点，在室温下随意改变形状并且不会回弹，弹性和抗折断性更强[6]。制造过程中的热处理方法能够使镍钛器械抵抗疲劳的能力增强[7]。

表面处理：包括汽化沉积法和离子植入法，消除了镍钛器械表面由于机床加工而留下的微小缺陷,对改善镍钛器械表面性状有较好的效果。

电解抛光：去除器械表面残留碎屑、微裂隙、小凹陷和残余应力,使工件表面光亮度增加。Praisarnti[8]，Lopes等[9]以镍钛系统作为研究对象发现电化学抛光可以增强镍钛器械的抗疲劳性能。

扭制方法：R相合金于2008年研制成功,它采用了一种新的 扭制方法，该方法是把1根超弹性的镍钛合金金属丝碾成胚体，然后夹紧胚体的一端并旋转另一端，胚体一直保持在奥氏体状态,直到被扭曲发生塑性形变而发生压力诱导的马氏体转变，在扭制的整个过程中可能都进行了热处理[10]。由R相合金制作的器械包括Twisted Files(简称TF)和K3XF。

镍钛器械制造过程中热处理、新的扭制方法、还有镍钛器械的表面处理都可以改善镍钛器械在根管中发生分离的情况[10]。Shen等提出镍钛器械本身材料的特性对器械的疲劳使用寿命有着本质上的重要影响[11]。

1.2消毒剂与冲洗剂 根管预备过程中运用根管冲洗液是必须的环节，这个过程能够减少根管赌塞的可能性并且提高工作效率，但这些液体是否会腐蚀器械引起了学者的关注。Viana等学者发现不锈钢器械用高温蒸汽灭菌会产生腐蚀，因此现在很多都是采用干热灭菌[12]。Cavalleri等发现，在根管预备过程中使用次氯酸钠溶液冲洗不会通过腐蚀影响镍钛器械的结构[13]。还有实验证明无论镍钛器械是静止地浸泡在次氯酸钠溶液中，还是运转的时候浸泡在次氯酸钠溶液中，镍钛器循环疲劳的抵抗能力都不会受影响[14]。国内也有关于EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid，乙二胺四乙酸)的实验，镍钛器械在根管预备过程中旋转，对根管进行切削以除去感染物扩大根管，在进行切削过程中器械由于反复受力磨损或者因根管结构弯曲狭窄等异常易造成器械折断，而EDTA能够有效润滑根管壁，除去根管内的感染物质和感染的牙本质碎屑，溶解根管内钙化物，可减缓机用镍钛锉疲劳程度，从而减少断针的机率，提高镍钛器械的使用效能[15]。然而，另有一项研究报道镍钛器械在17%EDTA溶液中浸泡3min,抗循环疲劳性能均下降，EDTA对器械腐蚀性的影响还需要进一步研究,因此,根管预备过程中,临床医生要注意勿使器械柄部接触冲洗剂,避免发生电化学腐蚀; 根管疏通后要及时拭去器械表面粘附的EDTA[16]。

1.3降温对镍钛器械折断的影响 机用镍钛锉在使用过程中产热，如果热量过大或者超过一定的时间必然会增加器械折断的机会，张平等通过实验发现镍钛器械在使用过程中采取水冷却的措施会大大降低器械折断几率的发生[17]。不同的溶液对于镍钛器械的使用效率也会有不同的影响，有实验证明使用5%的NaClO溶液和水浸润镍钛器械都能够降低器械的折断风险，而且前者能够更多的降低器械的温度从而更好的降低折断风险[18]。

1.4镍钛器械的使用寿命 镍钛器械在使用一定的次数之后会变得更容易折断和降低切割效率，因此镍钛器械的的最佳使用次数也是很多研究者关注的问题，不过到目前为止关于镍钛器械的寿命仍然没有统一的意见，主要是没有一致的标准测定镍钛器械的使用寿命。由于使用一系列的镍钛器械预备根管的时候，其中有些器械会在一定的程度上比其他器械承受更多的应力，这样得出的结果不可靠，于是You等通过通过预备弯曲根管研究镍钛器械的寿命，发现反复使用单独的PTU F2器械预备根管与传统的按照PTU顺序预备根管相比，其中前者每只器械至少能够安全的使用六次而且根备的效率也是高于后者[19]，扫描电镜下得到进一步证实，使用过的镍钛器械表面会产生微裂纹，在进一步使用会使镍钛器械发展至折断[20]。

1.5患者方面的影响 了镍钛器械本身的影响之外，还有许多患者方面的因素，比如年龄、牙位、开口度等，由于老年患者牙本质－牙髓增龄性变化，使其髓腔变细、钙化，根管口钙化器械不容易进入[21]，磨牙位置比较靠后，再加之有些患者开口度比较小，这些因素都会加大镍钛器械的使用阻力，产生过度弯曲，从而造成金属疲劳，增加器械折断的可能性。

Kosti[22]等通过实验就得到，无论是疲劳折断还是扭曲折断在弯曲根管预备中发生的可能性都要大一 些。

2.镍钛器械折断的预防

随着镍钛器械的更新换代，器械分离的状况有所改善，合理并规范使用镍钛器械可以很大程度上降低器械分离的发生率，提高使用寿命。

2.1弯曲根管 在预备弯曲根管时，镍钛器械的折断率随着根管弯曲度增大和曲率半径减小而增加[23]。Zelada和Martin等[24-25]在根管弯曲度大于30度的离体磨牙上进行根管预备，结果显示镍钛器械折断率增高。当然术前影像学检查及手动器械探查根管能够显示根管弯曲度的情况，因此，操作者在遇到弯曲度较大的根管时要有所警惕，预备根管时要谨慎。

2.2建立顺滑通路 有大量的研究评估了影响机用镍钛根管器械断裂的各种原因,发现扭转应力和疲劳应力是造成根管锉折断的主要原因,如果根管预备初期建立疏通通道和根管预处理,则可以大大降低机用器械折断的概率[26]。所以，在临床根管预备前，建议先用＃10手用不锈钢K锉疏通根管，扩大根管上部结构敞开根管口，打开了器械进入根管内的通道，然后预备至20#，或者＃10不锈钢K锉疏通后用机用镍钛疏通锉(如：path file)建立疏通通道并进行根管的预处理，再应用镍钛根管器械进行根管预备。有研究[26]称与不锈钢K锉比较，Path File 镍钛疏通锉可以在较短时间内进行预处理以及建立顺滑的疏通通道，临床效果优于前者。

2.3运动方式和转速 有研究[27-29]表明往复运动与连续旋转运动相比，前者能延长镍钛器械的抗循环疲劳寿命。但转速对镍钛器械疲劳性的影响效果却评价不一，有研究[29]称转速对Mtwo镍钛锉的循环疲劳性能没有影响，另一项研究[30]则称protaper F2分别在400rpm和250rpm条件下进行根管预备，前者更容易发生断裂。两实验结果可能跟器械类型不同有关，所以不同镍钛器械的转速要因器械而异。

2.4冲洗和润滑 冲洗和润滑是达到根管清创效果的基础。扫描电镜下显示根管预备后产生大量牙本质碎屑，冲洗是去除碎屑的关键步骤[30-34]。常用冲洗液有5%次氯酸钠、3%双氧水以及17%EDTA等，根管冲洗可以减少了根管堵塞，降低摩擦阻力和机械负荷，从而减少了镍钛旋转器械的扭转应力。因此，根管预备中，要进行足够的冲洗和润滑[35]。尽量将镍钛器械在冲满液体的根管环境下使用。

2.5手机马达的操纵 镍钛手机马达的操作方式在根管预备中非常重要，已经证实一个循环的轴向运动可以防止镍钛旋转器械过早断裂[36]。另外，上下轻轻提拉的方式可以降低根管预备中根尖方向的阻力，以防止器械与根管壁结合过紧及扭转产生的循环疲劳。Li等[37]在静止状态和提拉状态下测试镍钛器械的旋转疲劳时发现，随着提拉距离的增加器械折断的时间相比静态旋转的折断时间逐渐延长，验证了这种操作方式有助于预防镍钛器械的折断。Yared等[38]发现在离体磨牙中使用轻微提拉法预备根管降低了逐渐增大扭转应力并且无器械折断。因此，临床操作者应使用提拉的方式操作镍钛手机马达。

器械折断是根管治疗中严重的并发症，会导致根管治疗变得复杂或治疗失败。实验室和临床评估已经表明，当操作者意识到器械折断的可能性并采取相应措施，器械折断的发生率明显降低。因此，必须在临床上规范使用镍钛器械，运用适当措施，以减少发生折断风险，保证根管治疗的治疗效果。

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Infl uencing factors and preventive measures of the fracture of nickel titanium instruments separation

XIA Dong, LI Yan-feng, SUN Yi-dan
(Department of Stomatology, First Affi liated Hospital of PLA General Hospital , Beijing 100048, China)

Nickel titanium instruments are widely used in root canal therapy because of their excellent properties . However, a variety of factors lead to the occurrence of fracture is also increasing. Analysis of the mechanical properties and physical properties of nickel titanium instruments can help to analyze the infl uence factors and prevention methods of nickel titanium instruments, which may improve the effi ciency of nickel titanium instruments and reduce the risk of fracture In this paper, we reviewed the characteristics of nickel titanium instruments, the factors leading to the fracture of the instrument and the prevention methods, hoping to be helpful for clinical application.

NiTi endodontic instruments ; root canal preparation; instrument fracture; instrument separation

R781.05

A

1672-2973(2017)01-0061-04

2016-07-26)

解放军总医院临床扶植基金(项目编号：2014FCSXYY-1003)保健专项课题资助(项目编号：14BJZ03)首都卫生发展科研专项(项目编号：2014-4-5022)

夏 冬 解放军总医院第一附属医院 硕士生 医师 北京100037

李岩峰 通讯作者 解放军总医院第一附属医院 副主任医师副教授 北京 100037

孙一丹 解放军总医院第一附属医院 硕士 医师 北京100037