三种镍钛锉对弯曲根管成形效果的评价*

侯惠敏 魏伦全 韩 宇 宋立平 成鹏飞

根管预备是根管治疗的重要步骤之一。完善的根管预备包含根管成形和根管清理两个方面。理想的根管成形既要求预备后的根管系统呈连续锥状形态，还要保持根管初始形态和走向，防止根管偏移。但由于器械弹性和回复力的作用，在预备弯曲根管过程中常会出现根管偏移、根管台阶、根管侧穿等并发症。随着各种镍钛根管预备器械的发展，根管预备效果已明显改善。现有各种根管预备器械在材料、制作工艺、锥度、切割刃设计等方面不尽相同，因而其根管预备效果亦有差别[1]。本文就三种镍钛锉S3锉、M3-pro锉和Protaper锉对临床常见的中度弯曲根管预备成形效果进行比较研究，为根管治疗临床工作提供参考。

1.材料和方法

1.1 材料和设备 K锉(Dentsply Maillefer，瑞士),SANIS3(四川省海纳联创医疗器械有限公司)，M3-pro(上海益锐齿科材料有限公司)，Protaper(Densply，美国)，X-SMART马达和减速手机(Dentsply Maillefer，瑞士)，树脂模拟根管(徐州木森科贸发展有限公司)，黑、红墨水(北京笃信精细制剂厂)，EDTA凝胶(Meta，韩国)，数码眼前节照相系统(Topcon，日本)。

1.2 实验分组 30个透明模拟树脂根管，全长18mm，弯曲度23-25°(Schneider法测量)，根尖孔直径0.15mm，锥度2%[2]。30个样本随机分为3组(n=10)。3组样本分别使用 S3，M3-pro，Protaper机用镍钛器械按不同的顺序以连续旋转运动方式预备根管。

1.3 实验方法

1.3.1 预备前图像采集 在每个树脂块的根管旁边贴10mm长度标签。树脂根管以15#K锉疏通，27#冲洗针头配合注射器以2ml蒸馏水冲洗，自然干燥。在根管内注入黑色墨水，用红腊封闭根管口和根尖孔。固定样本，所有样本均位于同一位置以数码眼前节照相系统以10倍放大倍数拍照，图片以JPG格式保存。完成图像采集后，用蒸馏水冲洗根管内黑色墨水至无色透明，自然干燥。

1.3.2 根管预备 使用自制固定装置固定树脂根管，所有器械均使用X-SMART马达和减速手机，运转方式等参数按照厂家要求设定。根管预备步骤遵照厂家说明进行。预备过程中，用器械蘸取EDTA凝胶进入根管，完成一次预备后以75%乙醇棉球擦拭器械，27#冲洗针头配合注射器以2ml蒸馏水冲洗根管。所有镍钛器械预备5个模拟根管后弃用。由同一操作者完成所有根管预备步骤。

3组弯曲根管预备步骤如下：

S3组(S3组)：SU预敞根管冠1/3，1S(4%，20#)，2S(6%，25#)用啄的方式向下预备根管至工作长度，到达全长后沿侧壁提拉四次。遵照厂家使用建议，将马达转速设为500rpm，扭矩设为2.5N·Cm。

M3-pro组(M3组)：机用开口锉(8%，17#)，预备根管冠1/3。通道锉(2%，20#)，MPG1(6%，15#)，MPG2(4%，25#)，MPG3(6%，25#)预备根管至工作长度。遵照厂家使用建议，开口锉转速300rpm，扭矩3.0N·Cm，通道锉和MPG2转速350rpm，扭矩1.5N·Cm，MPG1和MPG3转速350rpm，扭矩2.0N·Cm。

Protaper组(P组)：SX预敞根管冠1/3，S1，S2，F1，F2预备根管至工作长度。遵照厂家使用建议，SX转速300rpm，扭矩3.0N·Cm；S1，S2，F1，F2转速250rpm，扭矩分别设为3.0、1.0、1.5及2.0N·Cm。

1.3.3 预备后图像采集 预备完成后，自然干燥根管。将红色墨水注入根管内，红腊封闭根管口和根尖孔。用前述固定装置固定样本，在与术前相同位置以10倍放大倍数使用数码眼前节照相系统采集图像，图片以JPG格式保存。

1.4 图像处理及评价指标 以树脂块根管旁所贴10mm长度标签为定位标准，采用Adobe Photoshop CS2软件将预备前、后图像重叠，合成新图像储存备用。将JPG格式保存的图片转化为BMP格式。使用CAXA电子图板2013(北京数码大方科技有限公司)描绘根管预备前、后根管外形和根管中心线。

1.4.1 根管预备后工作长度变化值 利用CAXA图像软件测量每个树脂块根管旁所贴10mm长度标签在图片上的长度，计算出放大率。分别测量图片上根管预备前、后根管中心线的长度，根据放大率计算出根管预备前、后实际中心线的长度。根管预备前中心线的长度减去根管预备后中心线的长度即为根管预备后工作长度变化值。CAXA电子图板2013测量精度0.01mm,除以放大率后数值精确到0.001mm。

1.4.2 根管预备后弯曲角度变化值 利用CAXA电子图板2013根据Schneider法测量根管预备前、后弯曲角度。CAXA图像软件可自动捕捉弯曲根管中心线偏离牙体长轴的起始点，将此点与根尖孔的中心位点相连，该线与牙体长轴之间的角度即为根管弯曲角度。CAXA图像软件测量角度精度为0.01°(见图1)。根管预备前弯曲角度减去根管预备后弯曲角度即为根管预备后弯曲角度变化值或根管直化角度。

图1 根管外形和中心线绘制示意图

1.4.3 根管预备后根管中心线的偏移量 利用CAXA图像软件测量中心位点偏移量。从根尖孔至根管口共12个测量位点。术前和术后根尖孔的中心位点记做0mm，2个位点之间的距离记做0mm处中心位点偏移量。以术前根尖孔的中心位点为圆心，1-11mm分别为半径画圆，每个半径的圆弧分别同术前、术后的中心线各有一个交点，测量两点之间的距离，即1-11mm处中心位点偏移量(见图2)。根据放大率计算出中心位点实际偏移量。正值表示向根管弯曲外侧壁偏移，负值表示向根管弯曲内侧壁偏移，0表示未发生偏移。本实验结果在进行比较时均统一采用根管偏移量的绝对值来进行比较，只考虑偏移量的大小，不考虑近远中偏移的方向。

以上所有图形绘制及数据测量均由一位熟练掌握CAXA电子图板2013的工程师完成。

1.5 统计分析 应用SPSS19.0统计软件处理实验数据。若方差齐，3组样本均数间采用单因素方差分析，采用SNK法(student-new-man-keuls test)进行组间两两比较。若方差不齐采用秩和检验(Kruskal Wallis检验)进行两两比较，P＜0.05为差异有统计学意义[3，4]。

图2 重叠后根管中心线局部放大图

2.结果

2.1 根管预备后工作长度变化值 根管预备前3组样本工作长度差异无统计学意义,根管预备后S3组工作长度变化值均小于M3-pro组和Protaper组(P＜0.05)，差异有统计学意义。见表1。

表1 3组镍钛锉根管预备后工作长度变化值(mm，x±s)(n=10)

2.2 根管预备后弯曲角度变化值 根管预备前3组样本根管弯曲角度差异无统计学意义,根管预备后S3组和M3-pro组弯曲角度变化值小于Protaper组(P＜0.05),差异有统计学意义。见表2。

表2 3组镍钛锉根管预备后弯曲角度变化值(°，x±s)(n=10)

2.3 根管预备后根管中心线的偏移量 在根尖孔及距根尖孔2mm、5mm、6mm和7mm位点，3组器械的中心位点偏移量无统计学差异。距根尖孔1mm位点，Protaper组的中心位点偏移量小于S3组和M3组。距根尖孔3mm、4mm位点，Protaper组的中心位点偏移量大于S3组和M3组。距根尖孔8mm位点，S3组的中心位点偏移量小于M3组和Protaper组。距根尖孔9mm、10mm和11mm位点，3组器械的中心位点偏移量以S3组最少，M3组次之，Protaper组最多。以上差异均有统计学意义(P＜0.05)。见表3，图2-图5。

3.讨论

评价根管预备器械成形能力的实验对象主要有离体牙和树脂模拟根管。离体牙根管弯曲度跨度较大，需通过实验设计加以控制。透明树脂模拟根管具有相同的形态，相对标准的根管直径、长度、锥度、弯曲角度等，有利于控制实验条件,减小误差。树脂根管也易于观察根管预备过程和根管形态变化，可直观地展现器械的成形能力。朱亚琴[5]将根管按弯曲度大小分为直根管(0-10°)、轻度弯曲根管(10-20°)、中度弯曲根管(20-35°)和重度弯曲根管(35°);其中弯曲度20-35°根管所占的比例最大，是磨牙弯曲根管的代表。本实验选择中度弯曲树脂根管作为研究对象，根管弯曲度为23-25°。

表3 3组镍钛锉根管预备后距根尖孔不同距离时中心位点的偏移量(mm，x±s)(n=10)

图3 S3组

图4 M3-Pro组

图5 Protaper组

根管偏移量是衡量根管预备成形效果的指标之一。Bramante[6]使用轴中心率概念作为评价指标，轴中心率代表器械在切削根管时保持根管中心的定位能力。Bramante模型采用横断面测量研究方法，通过测量根管预备前、后不同横断面的近、远中根管壁厚度，获得中心定位能力及根管偏移等信息。目前常用显微CT或CBCT获得离体牙横截面影像，并参照Bramante的方法进行研究[7]。本研究参照刘文哲[8]比较不同镍钛器械对弯曲根管成形能力的研究方法，通过绘图软件描绘树脂根管外形和几何中心线，测量中心线的偏移量并直观地反映出根管中心线偏移的方向和走行。在研究中既考虑偏移量的大小又考虑偏移的方向。根管偏移的重要指标-根管预备后根管直化角度也可根据Schneider法在图形上测量后计算得出[2]。

本研究直观展示出根管预备前后中心线的相互走向关系。3组器械在距离根尖孔11mm、10mm、9mm和8mm即根管冠1/3，中心线向根管弯曲的外侧壁偏移。从距离根尖孔开始7mm开始至距离根尖孔1mm，根管预备后中心线偏移至根管预备前中心线内侧，向根管弯曲的内侧壁偏移。在根尖孔处，S3和M3-Pro根管预备后根尖孔中心向根管预备前根尖孔中心内侧偏移，Protaper预备后根尖孔中心偏向了预备前根尖孔中心外侧。

Protaper是传统镍钛锉，切削效率很高，超弹相，弹性不及M-Wire和CM-Wire。Protaper的开口锉具有超大锥度，终末锉F2末端直径为0.25 mm，锥度为8%。从开口锉预备至F2使用了5只器械，设计转速为250rpm，横断面为凸三角形，有3个切削刃。多只器械的更替、较高的切削效率及冠方的大锥度可使其在根管中上段偏移量较大。S3系统制作使用的是CM-Wire[9]。CM-Wire是接近于马氏体相的超柔软状态，其最大的优点是镍钛丝柔韧且不易折断，可预弯，遇热又可恢复[10]。S3组的开口锉锥度为6%，终末锉2S末端直径为0.25mm，锥度为6%。从开口锉预备至2S仅使用了3只锉，设计转速为500rpm，横断面为四边形，有4个切削刃，其切削效率较高又不必多次切削根管，这与其根管偏移量较少有关。M3-Pro的通道锉和过渡锉是M-Wire，M-Wire是介于超弹相和马氏体相之间的柔软状态，抗扭断能力强，横断面为正方形或凸三角形，坚韧不失高效率切割。成形锉是CM-Wire，柔韧不过度切削牙本质，其横断面为正三角形。M3-pro组的开口锉锥度为8%，终末锉MPG3末端直径为0.25mm，锥度为6%。本研究3组器械距离根尖孔11mm、10mm、9mm和8mm，中心线向根管弯曲的外侧壁偏移，以Protaper最大，M3-pro次之，S3最小，与上述3种器械开口锉的锥度、终末锉的锥度、弹性等因素有关。在距离根尖孔7mm、6mm和5mm位点，即预备后中心线偏移至预备前中心线内侧的最初3mm，Protaper组并未显示出较S3和M3-pro更大的偏移量。本研究使用中等弯曲根管，距离根尖孔5mm是拐点，4mm和6mm在根管拐点附近。3组器械在距离根尖孔4mm、5mm和6mm偏移量都较大，这与Calberson[11]的研究结果一致。S3组和M3组在距离根尖孔5mm处偏移量最大，但与Protaper组的偏移量相近；Protaper组在距离根尖孔4mm处偏移量最大，其在距离根尖孔4mm和3mm位点偏移量大于S3组和M3组，差异有统计学意义。Protaper组经过对距离根尖孔4mm和3mm位点较充分预备后，在距离根尖孔1mm位点其偏移量少于S3组和M3组。在根尖孔处，S3和M3-pro仍保持向根尖孔内侧偏移，Protaper则偏移至预备前根尖孔外侧，但3组器械偏移量大小无差异。Protaper组预备后中心线的走向提示该器械将根管拉直的趋势较S3和M3-Pro明显，其预备后根管长度减小值和弯曲度减小值也较S3和M3大，其差异有统计学意义。

以上研究结果提示，在预备中度弯曲树脂模拟根管时，S3，M3-Pro和Protaper均有根管偏移发生，3组镍钛器械在根管冠1/3对根管弯曲的外侧壁有一定切削，在根管弯曲部位则对内侧壁有较大量的切削。S3和M3-Pro根管偏移较小，能获得较好的根管成形效果。

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