4 种器械在模拟弯曲根管内成形能力的实验研究

王天　李桂红

根管预备成形是决定根管治疗成败的关键步骤。不同种类镍钛器械的形态、材质、运动形式和预备方式的变化，均可影响根管预备后的成形效果。在本实验中选用传统镍钛器械ProTaper Universal(PU)，新型M相镍钛器械ProTaper Next(PN)、WaveOne(WO)，以及新型国产CM相镍钛器械M3分别预备树脂弯曲根管，对其预备时间、成形效果以及碎屑溢出量进行分析，以期归纳出相关经验和数据，为临床器械选择提供参考。

1　材料与方法

1.1　实验分组及预备前图像采集

选择40 个树脂根管，根尖孔直径0.15 mm，锥度0.02，全长17 mm，弯曲度40°(Schneider 法[1])。随机分为4 组：PU组、PN组、WO组和M3组，每组10 个，分别使用机用ProTaper Universal、ProTaper Next、WaveOne和M3进行根管预备。用15#K锉疏通，蒸馏水冲洗，最后用吸潮纸尖吸干根管。在树脂根管内注入黑色墨水，并使用固定装置拍照，记录预备前的根管形态。将烧杯进行编号，使用电子天平逐个进行根管预备前烧杯称重并记录。

1.2　器械和材料

树脂根管、 K锉、 ProTaper Universal、 ProTaper Next、 X-mart plus根管治疗电动马达、 WaveOne(Densply， 瑞士); M3(上海益锐齿科公司)； EDTA根管润滑剂(META，韩国)； 红、黑墨水(上海英雄)； 根管显微镜(Zeiss，德国)，电子天平(深圳蓝特电子有限公司)； 恒温箱(东芝，日本)等。

1.3　根管预备步骤

PU组使用马达，依次按照ProTaper Universal的S1→S2→F1→F2顺序预备根管，至F2到达工作长度；PN组使用马达在转速300 r/min， 扭矩2.8/cm下按照X1→X2顺序预备根管，至X2到达工作长度；WO组在马达回旋模式下，逆时针170°，顺时针50°，转速350 r/min，红色25#.08适当提拉逐步到达工作长度；M3组使用马达在转速450 r/min，扭矩1.5 N/cm下按照20/.04→25/.04顺序预备根管，至工作长度。 4 组操作每次退出器械均以大量蒸馏水冲洗，预备辅助EDTA根管润滑剂，并以15#K锉疏通根管以防堵塞。在根管显微镜下观察器械有无形变，每套器械预备5 个根管。全部根管预备均由同一医生完成，并记录预备时间，不包括冲洗根管和更换器械时间。

1.4　碎屑收集及比较

使用留有一略小于树脂根管的方孔的硬纸皮将烧杯口封住，将树脂根管固定于其上，橡皮障布打孔套入，边缘用橡皮障封闭剂封闭，干棉球放置在树脂根管边缘以吸收冲洗出来的液体及碎屑(图 1)。根管预备后，用蒸馏水将根尖表面碎屑冲洗至烧杯内。将烧杯置于68 ℃恒温箱中5 d，蒸发水分后称重，计算出碎屑重量[2]。

1.5　预备后图像采集及处理

预备完成后，将红色墨水注入树脂根管内，使用相同固定装置拍照，记录预备后根管形态。采用Adobe PhotoShop CS6(Adobe system Inc，美国)软件将预备前后图像重叠(图 2)。以预备前的根尖为圆心，半径从1 mm开始，依次递增至10 mm作同心圆弧线，选距根尖孔1 mm处为第一个观测点，共选择10 个观测点。使用Image Pro Plus 6.0(Media Cyberntics Inc，美国)图形分析软件测量每个观测点弯曲内、外侧树脂去除量，测量数据以mm为单位，精确到0.01 mm。利用各观测点弯曲内外侧树脂去除量之差的绝对值，计算器械的根管偏移能力(数值越接近0，偏移越小)。此外，记录台阶形成、根管堵塞、操作长度改变、器械折断等发生情况。

图 1根尖溢出碎屑和冲洗液收集装置

Fig 1The apically extruded debris and flushing fluid collecting device

图 24 组预备前后重叠根管图像

Fig 2Overlapping pictures of pre and post instrumentation images of the 4 groups

1.6　统计学分析

所得结果采用SPSS 20.0统计软件进行统计学分析。 4 组间根管预备时间、根管偏移、碎屑溢出量差异采用单因素方差分析。检验水准α=0.05。

2　结　果

2.1　器械的变形与折断

PU组有1根S1发生变形，位于器械尖端1/3区域。M3组有1根20/.04发生螺纹松解。PN组、WO组在平均使用5 个树脂模拟根管后未出现明显的变形、螺纹松解。 4 组均无器械折断。

2.2　预备时间

PU组平均预备时间为(1.38±0.08) min， PN组为(0.53±0.03) min， WO组为(0.44±0.06) min， M3组为(0.57±0.05) min。方差分析显示， 4 组间差异有显著性(P<0.05)； 两两比较其中，PU组预备时间最长，分别与PN组、M3组、WO组差异有显著性；PN组、 M3组2 组之间差异无显著性； WO组时间最短， 分别与其他3 组差异有统计学意义。

2.3　预备后根管形态、偏移情况

将4 组在根管预备前后图像重叠。弯曲内侧树脂去除量见表 1。 表 1显示在树脂根管弯曲内侧在距离根尖孔2、 4、 5、 6、 7 mm处的观测点，PU组、 WO组比PN组、 M3组切割掉更多的树脂量，PU组、WO组无显著差异，PN组、M3组差异无显著性。弯曲外侧去除树脂量见表 2。在观测点距离根尖孔3、 4、 6、 7 mm的弯曲外侧PU组、WO组比PN组、M3组切割掉更多的树脂量，PU组、WO组差异无显著性， PN组、 M3组差异无显著性。根管偏移情况见表 3， 由表 3可见，在距离根尖孔1、 2、 3 mm处观测点的根尖区， 4 组器械均有偏移，但是差异无显著性(P>0.05)。在距离根尖孔4、 5、 6 mm处观测点的根中弯曲处，PU组、WO组比PN组、M3组根管偏移大， PU组、 WO组差异无显著性， PN组、 M3组差异无显著性。提示PN组、M3组根管成形能力优于PU组、WO组。在距离根尖孔7、 8、 9、 10 mm处观测点的根上段， 4 组根管偏移量均较小，组间差异无显著性。

2.4　碎屑溢出量

4 组预备树脂根尖碎屑溢出量见表 4。方差分析差异有统计学意义(P<0.05)。 PU组、WO组、M3组比PN组推出的碎屑量多，PU组、WO组、M3组差异无统计学意义； PN组分别与PU组、WO组、M3组差异有统计学意义(P<0.05)。

3　讨　论

弯曲根管是临床根管治疗的难点，ProTaper Universal是临床常用的弯曲根管预备器械[3]。随着镍钛根管预备器械的飞速发展，不同种类镍钛锉的锥度、尖端角度、横截面形态、生产制作工艺等等， 都影响着弯曲根管预备的时间以及疗效[4]。树脂根管具有标准的根管直径、长度、锥度、弯曲度及弯曲半径，有利于控制实验条件，减小组间误差。本研究的目的是在树脂根管中比较传统镍钛器械ProTaper Universal，新型M相镍钛器械ProTaper Next、WaveOne，以及新型国产CM相镍钛器械M3在预备弯曲根管时的成形能力。

ProTaper Next系统共有5 支器械(X1、X2、X3、X4、X5)，通常仅使用前2～3 支器械即可完成绝大多数根管的预备[5]。ProTaper Next刃部横截面为四边形，明显小于ProTaper Universal的凸三角形，有效减少了预备时器械刃部与牙本质的接触面积，减少了器械的绞索、攻丝效应和作用在器械上的应力。ProTaper Next与根管壁的接触点也由ProTaper Universal的3 个变为2 个，根管预备过程中始终只有2 点能同时接触根管壁，使得切割牙体组织量变小。本实验中，由表1可见，在树脂根管弯曲内侧在距离根尖孔2、 4、 5、 6、 7 mm处的观测点，PU组比PN组、WO组、M3组切割掉更多的树脂量。由表 2可见，在观测点距离根尖孔3、 4、 6、 7 mm的弯曲外侧PU组比PN组、WO组、M3组切割掉更多的树脂量。这可能是由于器械预备根管时都不可避免地会产生一定程度的偏移，由于器械在弯曲根管内有回复本身形态的倾向，所以在根尖弯曲处，会对弯曲外侧产生回复力，而在根中部弯曲起始部分，则会对弯曲内侧施加回复力[6]。由表3可见，在距离根尖孔4、 5、 6 mm处观测点的根中弯曲处，PU组比PN组、WO组、M3组根管偏移大，PN组、WO组、M3组差异无显著性， 提示PN组、WO组、M3组根管成形能力优于PU组。这与Capar等在离体牙上根管预备并发症的研究结论一致[7]。在距离根尖孔7、 8、 9、 10 mm处观测点的根上段， 4 组根管偏移量均较小。提示4 组器械在预备根管时，均可造成不同程度的偏移，中下段，尤其是弯曲处偏移较多。

根管预备后的术后疼痛也是根管预备的并发症之一，疼痛的发生是由于预备过程中牙本质碎屑、牙髓组织、坏死物质及冲洗液被推出根尖孔，引起根尖周组织急性炎症所致[8]。因此，减少根管预备中的过度预备和被推出根尖孔的残屑，是减少根管治疗期间疼痛发生的关键[9]。在本实验中PU组根尖碎屑溢出量为0.015 g， M3组根尖碎屑溢出量为0.014 g， WO组根尖碎屑溢出量为0.015 g， 而PN组根尖碎屑溢出量为为0.011 g， PN组分别与PU组、WO组、M3组差异有统计学意义(P<0.05)。这可能与ProTaper Next的设计有关，其较小的横截面面积、横截面上的偏心设计以及在根管预备过程中，器械进行的不对称旋转运动，都可充分带动冲洗液，加强对树脂根管内壁物质的清除，使残屑更容易被带出，而不会积聚于根管内或被推向根尖孔外。树脂根管实验结果不能完全替代临床上弯曲根管，比如树脂预备过程中产热导致树脂软化，使得摩擦力增加，切削力减小。

WaveOne是单支锉往复运动器械，它的尖端部分横截面为改良凸三角形，冠部横截面为凸三角形。M3是一种新型柔性器械，它柔软、安全、含有超强记忆合金材质，和ProTaper Next类似，用2～3 支即可完成一般根管预备； 而ProTaper Universal预备至F2需更换4次器械，耗时较长。本研究PU组预备模拟弯曲根管为1.38min，时间最长，与其他3 组差异有显著性。M3组预备弯曲根管时间为0.57 min，PN组预备弯曲根管仅为0.53 min， 2 组差异无显著性。 WO组仅为0.44 min，时间最短亦与其他3 组差异有显著性。这与郭嘉等[10]研究的单只锉根管预备时间较短结果一致。

WaveOne、ProTaper Next使用了比ProTaper Universal更先进的M相(M-wire)金属，M-wire镍钛合金具有更高的抗循环疲劳强度，更好的柔韧性和灵活性，提高了安全性能[11]。Ashwinkymar等[12]在扫描电镜下观察发现，使用ProTaper较WaveOne产生的牙本质裂纹更多。

M3则是含有更强的CM记忆合金材质，相比传统镍钛，抗疲劳提升了400%，并可预弯，此外M3具有热敏感性，使用后螺旋松解时，经过高温高压消毒，部分松解螺旋可回复原状，从而延长器械的使用寿命[13-14]。本实验有1 支ProTaper Universal器械发生变形， 1 支M3器械发生螺纹松解，主要发生在弯曲根管的根尖部和狭窄处。这可能与使用疲劳、根管通畅不够及根管弯曲度过大、器械本身的设计和术者的使用手法有关。提示医生要熟悉器械性能和操作技术，建立良好的冠根通路，辅助润滑根管。

本实验提示，采用WaveOne可有效缩短椅旁操作时间、减少交叉感染；采用ProTaper Next、M3预备弯曲根管能较好的保持根管原始形态，根管锥度、流畅度好；尤其M3作为国产新型锉，价格低廉，效果良好，可作为临床上预备弯曲根管的有效方法进行推广应用。

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