3种不同类型牙周超声治疗仪对牙根表面影响的对比研究

伍晓红, 江 亦, 李航琪, 陈世炜, 骆 凯, 刘崇武

牙周病是由菌斑及其微生物引起的感染性疾病。龈下刮治术和根面平整术(scaling and root planning, SRP)是当前牙周病非手术治疗的主要手段，其目的是去除牙周病患牙的根面牙石和菌斑。当前可用于SRP的器械包括手工器械、超声器械以及激光，其中手工器械和超声器械刮治是临床上常用的方法[1-4]。已有多项研究证实，超声器械相比手工器械具有效率高、创伤小、省时省力且技术敏感性较低等优点[5-6]。根据驱动原理的不同可将超声器械分为：压电陶瓷式和磁致伸缩式[6-11]。德国Vector系统属于新型动力驱动的超声器械，它利用超声波能量的间接转换作用以去除患牙上的菌斑和牙石[12-15]。SRP时，超声工作尖在去除牙石的同时，或多或少会接触到牙根面，可能会造成牙根面的损伤和划痕。不同牙周超声治疗仪工作尖的运动轨迹不同，其对根面的影响也不尽相同[12, 16-17]。本研究拟以新鲜拔除的重度牙周炎患牙为对象，分别采用EMS Piezon Master 700压电陶瓷、深圳邦沃磁致伸缩和德国Vector 3种不同的牙周超声治疗仪对根面进行SRP，通过对比3种超声治疗仪刮治根面的工作效率和刮治后根表面的粗糙度，为临床医生选择不同类型的超声治疗仪提供实验依据。

1 材料与方法

1.1标本选择 选择30颗因重度牙周病新鲜拔除的单根牙，通过计算牙石所占牙面的百分比确定各牙根表面牙石量，并将其随机分为3组：EMS刮治组、邦沃刮治组和Vector刮治组。离体牙纳入具体标准[18]：重度牙周炎需要拔除的患牙，牙龈无明显退缩，未接受过刮治和SRP，牙根表面完整、无龋坏、无明显裂纹、无牙根纵折，牙石分布达到根尖1/3，牙根近远中面牙石量基本相等。拔除后立即在流动的自来水中清洗牙齿，轻柔去除附着在牙齿上的软组织和表面血液，即刻放入含有生理盐水的无菌标本瓶,4 ℃冰箱保存备用。本研究中根面刮治由同一人完成，以避免操作技术的差别；实验结果评价由另一人完成，避免实验结果的人为偏倚。

1.2仪器与材料 压电陶瓷超声治疗仪(Piezon Master 700，瑞士EMS公司)；磁致伸缩超声治疗仪(DU-11A，深圳邦沃科技有限公司)；Vector牙周治疗仪(德国Durr dental公司)；抛光液(德国Durr dental公司)；表面粗糙度测量仪(EF650，日本KOSAKA LAB公司)；扫描电镜(Quanta 450，美国FEI公司)。

1.3牙根表面刮治时间比较 模拟临床上SRP，使用3种牙周超声治疗仪的中档功率，与牙根表面约成10度角，轻柔去除牙根中上段约4 mm×3 mm面积的牙石(使用直径1 mm高速球钻进行标记)，直至肉眼看无牙石，且以光滑探针探查牙根表面光滑无粗糙感为标准。分别记录每颗离体牙标本达到上述刮治标准所需要的操作时间。

1.4牙根表面粗燥度测量 将离体牙用石膏包埋，露出较平坦的牙面处理区，再用表面粗糙度测量仪测定牙齿颊面粗糙度Ra值，取样长度为0.08 mm，评定长度为0.60 mm，前进速度为0.05 mm/s，每个离体牙处理区内随机取5个点记录粗糙度Ra值，结果取平均值。

1.5牙根表面扫描电镜观察 在刮治完成的3组离体牙中，每组随机选取2个根面，用无菌生理盐水冲洗干净，放入25 g/L的戊二醛磷酸缓冲液中固定48 h备用。将固定48 h的标本逐级乙醇梯度脱水，每次10 min，临界点干燥，粘台后行真空纯金镀膜，在扫描电镜下观察牙根面清洁程度、菌斑牙石残余情况和根面结构特点，将刮治区域平均分为9等份，在扫描电镜下对每个区域中心点进行图像拍摄(100，2 000倍)。

2 结 果

2.1刮治操作时间比较 EMS刮治组、邦沃刮治组、Vector刮治组刮治相同面积的根面牙石的平均用时分别为(40.40±14.323)，(34.20±11.783)及(145.61±35.78)s。方差分析结果显示，Vector刮治组用时最长，与其他两组比较，差别有统计学意义(P<0.001)。邦沃刮治组用时短于EMS刮治组，但差别无统计学意义(P=0.556，图1)。

3种牙周治疗仪操作时间两两比较，△:P<0.05.

2.2牙根表面粗糙度测量 EMS刮治组刮治后根面粗糙度为(0.47±0.139)μm；邦沃刮治组刮治后根面的粗糙度最高，为(0.593±0.111)μm；Vector刮治组刮治后根面粗糙度最低，为(0.241±0.064)μm。统计结果显示，邦沃刮治组根面的粗糙度大于EMS刮治组(P=0.018)及Vector刮治组(P<0.001)，EMS刮治组的根面粗糙度大于Vector刮治组，差别具有统计学意义(P<0.001，图2)。

3种牙周治疗仪刮治后根面粗糙度两两比较，△: P<0.05.

2.3牙根表面扫描电镜观察 EMS刮治组牙根表面部分位点可见有少量的划痕，可见较多散在的玷污层残余；邦沃刮治组的根面有较多的划痕，部分位点可见凹坑状牙槽骨剥脱，可见少量散在的玷污层；Vector刮治组牙根表面最光滑清洁，牙骨质最完整，未见明显的划痕和牙骨质剥脱(图3)。

箭头所指为划痕或凹坑.

3 讨 论

牙周超声刮治器械在牙周病非手术治疗中的应用十分广泛。与手工刮治器比较，其操作简单、省时省力，是牙周基础治疗的核心。目前评价SRP的效果主要采用两种方式，一是评价刮治后患牙牙周组织的愈合情况，另一种是牙齿经治疗后即刻拔除，直接观察SRP后患牙的根面清洁度、光滑度及根面的损伤情况。本研究收集因重度牙周炎拔除的离体单根牙进行体外比较3种牙周超声治疗仪的SRP工作效率及对根面的影响。采用该方法可排除口内临床操作所受到的各种限制，如术者的SRP操作技能、牙周袋的形态、牙龈出血、患者配合度及咽喉部反射引起的不确定因素等[19]。研究显示，牙周超声治疗仪的功率设为中档时，SRP后根面粗糙度较低档和高档更小[2]，因此本研究将各类型牙周超声治疗仪的工作功率均设定在中档。

本研究的3种牙周超声治疗仪工作原理各不相同。瑞士EMS超声治疗仪属于压电陶瓷式超声治疗仪，邦沃超声治疗仪属于磁致伸缩式，这两者均为传统的超声刮治器械。磁致伸缩式超声刮治器械的工作原理是利用特殊制造的软磁铁氧棒插为换能器，产生振幅约100 μm、频率 20～45 kHz的振动，其振动轨迹为椭圆形。压电陶瓷式超声刮治器械的工作原理是以压电陶瓷的工作手柄作为换能器，可产生类似的频率(20～35 kHz)，但具有较小的振幅 (10～50 m)和线性振动。Vector系统是一种改良的新型动力驱动系统，与传统超声刮治器械的主要区别是其手柄内含有由超声马达驱动的环形谐振器，可产生继发的垂直线性运动，形成一种被动的上下移动，并通过在工作尖周围形成水或羟基磷灰石颗粒悬浮粘附膜而间接转换超声波能量，达到去除患牙菌斑和牙石的目的。

本研究对3种牙周超声治疗仪刮治时间和效率的比较结果显示，在清除相同面积根面牙石时，EMS与邦沃超声治疗仪的刮治效率无显著的差别。当前，对压电陶瓷和磁致伸缩器械的工作效率，研究报道结果不一。Yousefimanesh等报道使用相同侧向力时，EMS和磁致伸缩牙周超声治疗仪的效率无明显差别[9]，与本结果一致。但Busslinger等的研究则发现，压电陶瓷超声治疗仪的效率明显高于磁致伸缩超声治疗仪[8]。本研究中，采用Vector治疗仪刮治所需的时间明显高于EMS和邦沃治疗仪，究其原因如下：(1)3种牙周超声治疗仪工作的功率不同。很多研究证实功率越大，超声治疗仪的工作效率越高[6,20-21]。尽管在本研究中，所有治疗仪的功率均设置在中档，但由于3种治疗仪的工作原理和设置均不同，因此很难保证获得一致的输出功率。(2)工作端的侧向力不同。相较于传统的超声治疗仪，Vector治疗仪的被动上下移动运动方式可避免对牙根表面产生垂直压力，但该运动方式可能减少了侧压力的形成，从而降低了工作效率[22]。

对比3组粗糙度测量结果，Vector与EMS两种超声治疗仪刮治后的牙面粗糙度均明显小于邦沃超声治疗仪。鉴于本研究为随机分组，在确保测量区域牙面平整且牙石无残留的情况下，粗糙度的差别可能是由于牙齿表面在超声刮治时受到不同程度损伤所致。邦沃超声治疗仪工作尖的运动方式为椭圆形不规则运动方式，在治疗中无法保证工作尖仅作用于牙石或菌斑，当工作尖反复作用于牙根面时，可能会留下刮痕，使牙面变得粗糙。EMS压电陶瓷超声工作尖在根面和牙龈上皮之间为直线运动，可以减少对根面的损伤，这可解释为何其刮治牙面的粗糙度小于邦沃超声治疗仪。该结果也与Yousefimanesh等的研究结果相一致[9]。但也有文献报道经压电陶瓷超声治疗仪和磁致伸缩超声治疗仪处理的牙面的粗糙度并无明显区别，扫描电镜观察也未发现明显差别[4,10]。上述研究结果的差别可能是治疗仪输出功率的设定、工作尖的选择、侧向力的使用及体内体外研究的不同所致[21-24]。已有研究证实，Vector系统刮治后的根面最光滑最平整[23]。本研究结果与此一致，究其原因为Vector工作尖通过谐振环转换被动上下移动，避免了治疗过程中工作尖对牙根表面的垂直向震动，且自带抛光液，在刮治过程中可同时对根面进行抛光，所以刮治后的牙根表面更为光滑。

现有观点认为，牙周袋内的内毒素主要位于根面菌斑、牙石和牙骨质表层，经龈下刮治可轻易被去除。因此，在SRP中不应过多的去除牙骨质，避免造成术后牙本质过多暴露、牙齿敏感等症状[25]。本研究对刮治后牙根表面的电镜观察结果显示，Vector治疗仪刮治后的根面最干净平整，且无明显划痕及牙骨质剥脱，而EMS和邦沃超声治疗仪刮治后的根面均可见轻微的破坏，其中EMS刮治后的牙面有少量的划痕，表面可见玷污层存在。而邦沃刮治后的牙根部分区域出现凹坑状牙骨质剥脱，这可能是由于磁致伸缩超声治疗仪工作尖的震动轨迹为椭圆形，压电陶瓷超声治疗仪工作尖的震动为线性，工作尖在洁治过程中无法避免与牙表面产生直接接触，从而造成牙表面的划痕以及牙骨质的剥脱。本研究中，经Vector超声治疗仪刮治后的牙根表面损伤最小，这与既往的报道结果一致。Schwarz等发现，Vector超声治疗仪较手工刮治器和铒激光刮治后的根面更光滑[26]。Kawashima 等采用扫描电镜观察发现，Vector超声治疗仪刮治的牙根表面较光滑，根面丢失的牙骨质较少，而采用传统超声刮治的根面的部分区域则可观察到不规则的划痕[23]。吴佳璇等比较Vector、奥丹和EMS 3种超声器械对牙根表面的影响，发现Vector超声治疗仪刮治后的根面最平整，损伤最小，而后两者的差别无统计学意义[16]。Vector超声治疗仪更有利于保护牙根表面的原因可归结为Vector超声治疗仪工作尖的垂直线性运动，避免了工作尖对根面的垂直向振动，同时其所使用的特殊冲洗液可在工作尖不与根面直接接触的情况下将超声能量传至牙根表面，通过空穴效应及微流效应而不是削凿作用去除菌斑及牙石，从而减小了对根面的损伤。除此之外，不同的输出功率、不同的工作尖形态和宽度及不同的侧压力都可能会对刮治效果产生一定的影响[21]。

综上所述，Vector超声治疗仪刮治后根面更光滑整洁，对根面的损伤更小，但工作效率较低，治疗所需时间较长。采用EMS超声治疗仪刮治后根面的粗糙度略大于Vector治疗组，但刮治效率明显提高。邦沃超声治疗仪组较其他两组较易造成根面的粗糙和划痕，但刮治效率最高。因此，笔者认为：Vector超声治疗仪在有效刮治中能很好地保护牙根表面结构，具有较佳的抛光效果，适用于牙周维护阶段的治疗；邦沃工作效率最高，在去除龈下厚硬牙石方面更具优势；而EMS因其对牙根影响较小且工作效率尚可，可用于常规的龈下刮治和根面平整。当然，临床实践过程中应根据患者不同牙周炎患牙的具体情况，结合患者舒适度和治疗费用等多方面来选择合适的牙周超声治疗仪，最大程度地发挥各种治疗仪的优势，为临床提供快捷有效的治疗方案。